(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210794432.9 (22)申请日 2022.07.05 (71)申请人 上海交通大 学 地址 200240 上海市闵行区东川路80 0号 (72)发明人 张奕　龙宇　谷大武　 (74)专利代理 机构 上海交达专利事务所 31201 专利代理师 王毓理　王锡麟 (51)Int.Cl. H04L 67/60(2022.01) H04L 67/1095(2022.01) H04L 9/32(2006.01) (54)发明名称 基于流水线机制的区块链中的非中断式跨 链委员会换届方法 (57)摘要 一种基于流水线机制的区块链中的跨链委 员会换届方法， 委员会在收集阶段收集数据流通 请求， 即跨链请求， 并对于 ①发起自本链的跨链 请求， 发送给对应的区块链委员会， 并等待操作 结果； 对于 ②发送至本链的请求， 直接在本链处 理， 并将结果返回至发起方的委员会， 当所有跨 链请求处理完毕后则由下一届委员会重新启动 收集阶段。 本发 明保证任意时刻内有且仅有一个 委员会负责收集请求， 能够实现两条平行的区块 链之间的跨链， 实现更大传输的数据量和更复杂 的数据格式， 且能够同时涉及数据的读和写操 作。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 115174685 A 2022.10.11 CN 115174685 A 1.一种基于流水线机制的区块链中的跨链委员会换届方法， 其特征在于， 委员会在收 集阶段收集数据流通请求， 即跨链请求， 并对于 ①发起自本链的跨链请求， 发送给对应的区 块链委员会， 并等待操作结果； 对于 ②发送至本链的请求， 直接在本链处理， 并将结果返回 至发起方的委员会， 当所有跨链请求处 理完毕后则由下一届委员会重新启动收集阶段。 2.根据权利要求1所述的基于流水线机制的区块链中的跨链委员会换届方法， 其特征 是， 所述的等待操作结果， 设置超时机制， 具体为： 当达到一定时间后仍未收到消息， 则认 为 请求失败， 在终止阶段， 将后续委员会成员信息上链， 随后解散 。 3.根据权利要求1所述的基于流水线机制的区块链中的跨链委员会换届方法， 其特征 是， 所述的收集、 等待、 处理和返回所涉及的时间周期是事先约定并公开的， 且上一届委员 会收集阶段 结束时， 下一届委员会就 立即开始收集阶段， 保证不会有请求遗漏或重复。 4.根据权利要求1～3中任一所述的基于流水线机制的区块链中的跨链委员会换届方 法， 其特征是， 具体包括： 步骤1)收集阶段： 1.1从n‑1届委员会结束收集阶段后， 第n届委员会开始执 行收集操作； 1.2第n届委员会成员在本阶段不断收集与本链相关的操作请求， 包括由本链发往其他 链的请求{opout}、 来自其他链的请 求{opin}， 其中： {opout}直接从本链上获取， 而{opin}从其 他链的委员会获取； 1.3当收集阶段 结束后， 委员会成员停止收集操作请求； 步骤2)初始化阶段： 2.1委员会各成员检查本地是否收集到新的请求； 2.2当没有新的请求， 则无需进入处理 阶段， 等待足够时间， 如： 两条链所在的网络的最 大网络延迟时间的2倍后进入终止阶段； 2.3当收到新的请 求， 则按事先约定的规则在本将请求排序， 生成op＝sorted({opin})+ sorted({opout})， 随后将这些请求 拼接后计算哈希值Hash({op})； 步骤3)处理阶段： 委员成员间首先对Hash({op})完成一次共识， 以确 保诚实成员的信 息同步； 共识完成后， 委员会各成员开始处 理请求， 包括： a)对于发起自本链的跨链请求{opout}， 委员会成员按照事先约定的规则排列， 各自生 成签名， 并通过共识算法形成多签名{sgnout}； 利用区块链 中的随机性， 随机选择一部分委 员会成员， 通过广播的方式将{opout}连同{sgnout}一起发送给目标链委员会的成员； 只要选 择的成员达到一定数量， 这些成员中至少存在一个诚实成员的概率就会接近1； 因为委员会 成员不能伪造多签名， 所以只要有一个诚实成员发送消息便保证目标链的委员会正确收到 {opout}； 委员会成员等待目标链上的执行结果， 并在收到执行结果后， 对结果进行共识， 即 对于某个请求， 当结果在规定时间内返回， 则标记请求成功， 当超时仍未返回， 则标记请求 失败； 收到结果后， 委员会成员各自决定应该上链的数据， 对该数据进行共识后， 附上多签 名上链， 用户即可获知操作的结果； b)对于发送至本链的请求{opin}， 委员会成员首先校验签名是否正确； 当签名错误， 则 丢弃， 等待 下一次接收； 当签名正确， 则将其保存到本地， 并标记该目标链上的消息已收到， 不再接收新的消息； 随后， 委员会成员对{opin}消息的所有内容完成一 次共识， 以确保消息 的同步； 随后， 委员会在链上执行相应的操作， 并从链上获取执行结果； 对执行结果共识后，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115174685 A 2再利用广播将结果发送给发出请求的链所在的委员会； 步骤4)终止阶段： 所有的操作都完成后， 当前委员会成员收集后续委员会成员 信息， 进 行内部共识； 将共识结果上链； 区块链全体用户依据委员会成员选举算法得到第n+k届委员 会成员信息， 最后本阶段委员会停止运行。 5.根据权利要求4所述的基于流水线机制的区块链中的跨链委员会换届方法， 其特征 是， 委员会各成员每收集到一条操作请求， 便把它保存在本地。 6.根据权利要求4所述的基于流水线机制的区块链中的跨链委员会换届方法， 其特征 是， 提前产生委员会以防止某一届委员会的成员还 未产生就已经到收集阶段， 具体为： 在步 骤1～步骤4执行的同时， 并行地进 行委员会选举， 第n +k届委员会的选举应提前k届， 即由第 n届委员会选举产生第n+k届委员会的成员。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115174685 A 3