隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新,支付結(jié)算、產(chǎn)品溯源、身份認證等領(lǐng)域出現(xiàn)了具有不同特點、適應不同場景需求的大量區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò),形成了諸多價值孤島。如何實現(xiàn)區(qū)塊鏈之間的互通互聯(lián)和價值轉(zhuǎn)移,已成為當前區(qū)塊鏈技術(shù)的研究重點,而區(qū)塊鏈跨鏈技術(shù)正是契合此類需求的重要技術(shù)手段。本文針對區(qū)塊鏈的跨鏈需求,在現(xiàn)有區(qū)塊鏈主要理論及技術(shù)的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地研究了公證人機制、側(cè)鏈/中繼、哈希鎖定和分布式私鑰控制四種主流區(qū)塊鏈跨鏈技術(shù)以及Hyperledger Sawtooth項目,并對跨鏈技術(shù)應用場景等進行了分析。通過對Hyperledger Sawtooth項目進行部署和研究,結(jié)合基于該項目的區(qū)塊鏈錢包應用,本文以區(qū)塊鏈交易數(shù)據(jù)流為導向,依據(jù)實際需求,設(shè)計并實現(xiàn)了一種區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)跨鏈流轉(zhuǎn)的公證人機制交易系統(tǒng)。通過測試,符合區(qū)塊鏈跨鏈的功能和性能需求。最后,本文對現(xiàn)有在研的區(qū)塊鏈跨鏈典型項目進行了系統(tǒng)分析,這對掌握跨鏈研究方向和進展具有一定的借鑒意義。同時指出,基于智能合約的自動化數(shù)據(jù)跨鏈將是未來區(qū)塊鏈跨鏈的重要研究方向。本文研究表明,區(qū)塊鏈跨鏈技術(shù)不僅具有重要的研究價值,而且具有廣闊的實際應用前景,是實現(xiàn)鏈間互聯(lián)互通... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

區(qū)塊鏈的區(qū)塊結(jié)構(gòu)

第2章理論與技術(shù)基礎(chǔ)9圖2.2Hyperledger社區(qū)組織結(jié)構(gòu)2.4PoET共識算法PoET共識算法（ProofofElapsedTime）[21]源自Intel，基于一組稱為IntelSoftwareGuardExtensions（SGX）的特殊CPU指令集，其本質(zhì)是以硬件安全可信為前提的分布式共識算法。PoET共識方法為拜占庭將軍問題提供了一種解決方案，它利用受信任的執(zhí)行環(huán)境（TEE）來提高諸如工作量證明之類的當前解決方案的效率。發(fā)布到Hyperledger項目的PoET算法的初始參考實現(xiàn)是針對抽象TEE編寫的，以使其對于任何TEE實現(xiàn)都具有靈活性。在較高級別上，PoET算法隨機選擇單個對等方以給定的目標速率執(zhí)行請求。各個對等點對一個指數(shù)分布的隨機變量進行采樣，并等待該采樣所指示的時間。通過使用受信任的執(zhí)行環(huán)境，基于非對稱密鑰加密的身份驗證和黑名單以及其他一組選舉策略，可以有效防止作弊。HyperledgerSawtooth項目包括了一個模擬安全指令的實現(xiàn)。PoET算法本質(zhì)上的工作流程為：1.每個驗證器都需要從enclave函數(shù)(一個受信任的函數(shù))請求一個等待時間；2.具有特定交易塊最短等待時間的驗證器被選為leader；3.一個函數(shù)（例如“CreateTimer”）為確定已由enclave函數(shù)創(chuàng)建的交易塊創(chuàng)建計時器；4.另一個函數(shù)(如“CheckTimer”)驗證計時器是否由enclave函數(shù)創(chuàng)建，如果計時器已過期，此函數(shù)將創(chuàng)建一個驗證，可用于驗證驗證器是否在聲明leader角色之前等待了指定的時間。

第2章理論與技術(shù)基礎(chǔ)112.5.2算法原理pBFT算法提供一種實用的分布式容錯機制，即使系統(tǒng)中存在正在運行的惡意節(jié)點，系統(tǒng)也可以正常運行。根據(jù)節(jié)點在分布式系統(tǒng)中的啟動順序排序，其中一個節(jié)點為主節(jié)點（或引導節(jié)點），其他節(jié)點稱為輔助節(jié)點（或備用節(jié)點）。在主節(jié)點發(fā)生故障的情況下，系統(tǒng)中的任何合格節(jié)點都可以從輔助節(jié)點轉(zhuǎn)換成主節(jié)點，其目標是所有誠實節(jié)點都可以使用多數(shù)規(guī)則幫助達成有關(guān)系統(tǒng)狀態(tài)的共識。實際的拜占庭容錯系統(tǒng)可以在惡意節(jié)點的最大數(shù)量不大于系統(tǒng)中節(jié)點數(shù)量的三分之一的條件下運行。隨著節(jié)點數(shù)量的增加，系統(tǒng)變得更加安全。pBFT算法共識分為四個階段：1.客戶端向主節(jié)點（領(lǐng)導者）發(fā)送請求；2.主節(jié)點（領(lǐng)導者）將請求廣播到所有輔助節(jié)點（備份）；3.節(jié)點（主節(jié)點和輔助節(jié)點）執(zhí)行請求的服務(wù)，然后將答復發(fā)送回客戶端；4.當客戶端從網(wǎng)絡(luò)中的不同節(jié)點收到m+1個答復且結(jié)果相同時，該請求成功得到滿足，其中m是允許的最大故障節(jié)點數(shù)。圖2.3pBFT算法共識流程主節(jié)點在每個pBFT共識回合期間都會更改，如果需要，大多數(shù)誠實節(jié)點可以對當前主節(jié)點的合法性進行投票，從而決定下一個主節(jié)點。

【參考文獻】：
期刊論文
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