区块链论文提纲

区块链跨链通信技术研究

摘要：随着区块链技术的迅速发展,其去中心化、多方协作、防篡改、可溯源等特点越来越显示出优势,诸多行业和领域引入区块链技术进行产业创新和升级。在不同的应用场景中,所采用的区块链底层技术会有所差异,涉及到共识机制、数据存储、加密算法等诸多方面,由此造成了区块链之间的隔离性,相互独立而无法互通,使区块链成为一个个“价值孤岛”。为了解决此类问题,能够实现区块链之间的可信交互、数据共享的跨链技术成为一个新的研究热点。本文基于主从多链的区块链架构,提出了两种跨链模式,并利用其中一种模式实现区块链之间的跨链交互与通信:首先,分析了公证人模式和中继模式跨链的优缺点,并将两者优势相结合,提出中继公证人模式的跨链系统。利用一条区块链作为主链,其余区块链为从链,主链负责对接从链,并帮助从链收集和转发跨链交易,从链只需与主链进行联通,大大简化了跨链通信网络,使得从链接入跨链系统更加便捷。同时,主链也负责从链跨链交易的验证工作,从链只需信任主链的验证结果即可,省去了从链之间相互验证的开销。通过使用区块链技术完成“公证人”的功能,实现了去中心化的可信验证。其次,提出了数据中心共享模式的跨链系统。采用区块链技术来实现传统的中心化系统提供的功能,利用智能合约将区块链打造成去中心化的数据中心,将从链的数据汇聚到主链上,通过主链这个数据平台中心对外提供数据共享服务,实现区块链数据的流通和共享。利用智能合约将数据汇集和共享的过程统一化、规范化,并加以权限控制,实现数据的可信写入与读出。对于所有调用智能合约的操作,都会在区块链上留痕,成为重要的数字证据。最后,基于以太坊（Ethereum）的智能合约,模拟实现了数据中心共享模式的跨链系统,包括从链数据的可信写入与安全读取。同时结合本文跨链系统合约的设计框架,提出适应本文跨链系统合约的MPC非结构化存储模式,来实现跨链系统合约的可升级性,从而提高跨链系统的容错性和可扩展性。通过Remix在Ganache客户端启动的本地以太坊私有链上,部署跨链系统合约,完成对其功能测试,结果表明能够实现从链区块链数据的可信共享。正文中共使用图49幅,表4个,参考文献42篇。 

关键词：区块链

文章目录

致谢

摘要

ABSTRACT

1 引言

    1.1 研究背景及意义

    1.2 国内外研究现状

        1.2.1 国外研究现状

        1.2.2 国内研究现状

    1.3 论文主要工作

    1.4 论文组织结构

2 区块链理论与技术基础

    2.1 区块链技术

    2.2 以太坊项目

        2.2.1 以太坊架构

        2.2.2 以太坊基础知识

    2.3 区块链跨链通信技术

        2.3.1 哈希时间锁定

        2.3.2 公证人机制

        2.3.3 侧链/中继技术

        2.3.4 跨链机制对比

    2.4 跨链实践

        2.4.1 Cosmos

        2.4.2 Polkadot

    2.5 可升级智能合约

        2.5.1 主从合约

        2.5.2 永久存储合约

        2.5.3 可升级存储代理合约

    2.6 本章小结

3 基于主从多链架构的区块链跨链系统

    3.1 中继公证人模式

        3.1.1 系统架构

        3.1.2 主链节点管理

        3.1.3 验证规则管理

        3.1.4 跨链交易执行

    3.2 数据中心共享模式

        3.2.1 系统架构

        3.2.2 从链管理

        3.2.3 系统成员管理

        3.2.4 数据安全共享

    3.3 模式对比分析

    3.4 本章小结

4 基于Ethereum的数据中心共享模式的跨链系统实现

    4.1 系统功能分析

    4.2 跨链系统合约架构

    4.3 关键问题与解决办法

        4.3.1 系统合约设计框架

        4.3.2 系统合约可升级

    4.4 环境搭建

        4.4.1 合约开发工具

        4.4.2 合约部署与初始化

    4.5 功能测试

    4.6 安全性分析

    4.7 本章小结

5 总结与展望

    5.1 本文总结

    5.2 未来展望

参考文献

[1]BitXHub:基于侧链中继的异构区块链互操作平台[J]. 叶少杰,汪小益,徐才巢,孙建伶.  计算机科学. 2020(06)

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[5]基于区块链技术的电子数据存证保全应用研究[J]. 谭博文,朱容宇,李俊霖.  无线互联科技. 2019(17)

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