区块链数据通信及互操作性协议规范(T-JSHLW 004—2021).pdf

《区块链数据通信及互操作性协议规范(T-JSHLW 004—2021).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《区块链数据通信及互操作性协议规范(T-JSHLW 004—2021).pdf（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、团体标准T/JSHLW 004-2021区块链数据通信及互操作性协议规范2021 年 5 月 25 日发布2021 年 6 月 10 日实施江苏省互联网协会区块链标准化技术委员会发布ICS 35.240.99R 85目录1 范围.12 规范性引用文件.13 术语、定义和缩略语.13.1 术语和定义.13.2 缩略词.24 技术要求.24.1 跨链技术的信息模型、接口和协议规范.25 实现跨链交易一致性的必要机制.35.1 区块链跨链的基本要求.35.2 跨链技术技术要点.36 区块链数据通信及互操作性协议基本框架.37 跨链技术实现要点.4I前 言该标准为同构或异构区块链通信互操作提供了信息模

2、型、接口和协议规范，描述了在没有统一第三方的情况下实现跨链交易一致性所需的术语定义、节点命名、数据建模、关键标识、提交和回滚等其他必要机制，协议包括分布式身份协议、元数据协议、链上证明转换协议和跨链通信协议等。本标准按照GB/T 1.1-2009标准化工作导则给出的规则起草。本标准由江苏省互联网协会区块链标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：南京理工大学、江苏恒为信息科技、江苏荣泽信息科技、南京大学。本标准主要起草人：戚湧、赵学龙、罗浩。1区块链数据通信及互操作性协议要求1 范围该标准为同构或异构区块链通信互操作提供了信息模型、接口和协议规范，描述了在没有统一第三方的情况下实现跨链交易一

3、致性所需的术语定义、节点命名、数据建模、关键标识、提交和回滚等其他必要机制，协议包括分布式身份协议、元数据协议、链上证明转换协议和跨链通信协议等。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。T/JSIA 00022020区块链基础技术规范T/CESA 60022017区块链 数据格式规范3 术语、定义和缩略语下列术语和定义适用于本文件。3.1 术语和定义3.1.1 区块链 Blockchain区块链是一种对等网络环境下以块链式存储结构实现数据存储、共享、验证、计算

4、等功能的多方共同维护的分布式账本技术。3.1.2 区块 Block区块是组成区块链的基本单位，每个区块通过记录它上一个区块的哈希值与之连接，区块在比特币中是一种集合了多笔交易信息的数据结构。它由一个包含区块信息的区块头和与之相连的区块主体组成，区块主体存储着多笔交易信息。3.1.3 信息模型 Information model信息模型是面向对象分析的基础。它的基本思想是描述三个内容:对象、对象属性和对象之间的关系。对象之间存在一定的关系，关系是以属性的形式表现的。信息模型用两种基本的形式描述:一种是文本说明形式，包括对系统中所有的对象、关系的描述与说明;一种是图形表示形式，它提供一种全局的观点

5、,考虑系统中的相干性、完全性和一致性。3.1.4 接口 Interface接口泛指实体把自己提供给外界的一种抽象化物（可以为另一实体），用以由内部操作分离出外部沟通方法，使其能被内部修改而不影响外界其他实体与其交互的方式。此标准中是指同构或异构区块链通信互操作实现跨链交易一致性的接口标准。3.1.5 跨链技术 Cross chain在区块链所面临的诸多问题中，区块链之间互通性极大程度的限制了区块链的应用空间。不论对于公有链还是私有链来看，跨链技术就是实现价值互联网的关键，它是把区块链从分散的孤岛中拯救出来的良药，是区块链向外拓展和连接的桥梁。跨链技术的实现包括：1、公证人机制（Notary s

6、chemes）；2、侧链/中继（Sidechains/relays）；3、哈希锁定（Hash-locking）；4、分布式私钥控制（Distributed private key control）。23.1.6 公证人机制 Notary schemes当跨不同链的交易双方互不信任且信息不对称时，要寻找双方都信任的中介，即通过选举一个或一组可信节点作为公证人。3.1.7 侧链/中继 Sidechains/relays侧链是相对于主链而言的一个概念。侧链协议本质上是一种特殊的跨链解决方案。这种解决方案可以实现从链X到链Y的价值转移和稍后从链Y回到链X的价值转移。通常将链X称为主链,将链Y称为侧链。

7、当主链性能出现瓶颈或者某些功能无法扩展时,把资产转移到侧链上,相关交易就可以在侧链上执行,从而达到分担主链压力、扩展主链性能和功能的目的。中继模式适用于链接两个异构或同构区块链，是实现区块链互操作性的更为直接的方法。该模式不完全依赖可信的第三方的验证判断，其验证方式依据自身结构不同而存在显著差异。3.1.8 哈希锁定 Hash-locking哈希锁定最早出现在比特币闪电网络的解决方案中，其通过资产锁定并设置相应的时间和解锁条件来实现公平交易。3.1.9 分布式私钥控制 Distributed private key control分布式私钥控制通过分布式节点控制各种资产的私钥，并将原链资产映射

8、到跨链中，确保各种资产在区块链系统中实现互联互通。3.2 缩略词以下缩略语适用于本标准：PBFT：实用拜占庭容错算法（Practical Byzantine Fault Tolerance）Hash：Hash算法（Hash Algorithm）P2P：点对点网络（Peer-To-Peer）BFT：拜占庭容错（Byzantine Fault Tolerance）POW：工作量证明（Proof of work）POS：股权证明（Proof of State）4 技术要求4.1 跨链技术的信息模型、接口和协议规范信息模型是面向对象分析的基础。它的基本思想是描述三个内容:对象、对象属性和对象之间的关系

9、。对象之间存在一定的关系，关系是以属性的形式表现的。区块链信息模型为一个六层级别的分层架构模型，包括：数据层，网络层，共识层，激励层合约层和应用层。区块链技术的本质是一种去中心化的数据存储模式，区块组成区块链的基本单位，每一个区块通过记录它上一个区块的哈希值与之相连，区块是一种聚合了多次交易信息的数据结构。数据层是封装了数据区块和链式结构，主要负责区块链底层数据的结构和存储模式。数据区块包括区块头和区块体，区块头由父区块哈希值、难度、时间戳、nonce 和 Merkle 树根组成。时间戳记录交易时间信息，Merkle树根则用过一系列哈希运算保有交易金额的相关信息。网络层是数据传输，信息通讯的基

10、础。共识层封装了区块链网络的共识算法，比如 POW、POS、DPOS 等。用于应对拜占庭容错即节点中出现恶性节点的信任问题和女巫攻击等问题。共识层是区块链架构中的核心部分，是实现账本统一的保障。合约层是一些代码脚本、智能合约和算法机制的封装。3接口是同构或异构区块链通信互操作实现跨链交易进行信息交换的共享边界。接口中间件应对上层应用提供统一的标准化接口，对下通过适配器完成不同底层链原生接口到标准接口的转换，从而实现上层应用对底层链的轻松扩展与平滑切换。区块链互操作包括解决上层应用与底层链紧耦合问题的应用层互操作、用于解决“链级孤岛”的链间互操作，以及用于解决链上链下安全可靠交互的链下数据互操作

11、三个方面。应用层互操作主要解决上层应用与底层链对接难、切换难的问题。而当前对接难、切换难的根本原因在于不同底层链所提供的接口不一样，包括实现方式、接口定义的不一致等。通过对部分链系统接口实现方式的调研，发现不同链系统差异中存在交集，有共性就有规范统一的可能因而实现接口标准化。5 实现跨链交易一致性的必要机制5.1 区块链跨链的基本要求区块链网络需要在更好地保持去中心化理念的同时，大幅度提升区块链的交易性能。在功能上，区块链应用之间迫切需要实现功能上的扩展即区块链应用之间互联互通进而实现价值和业务的链间流转。形成这样的区块链跨链技术要求指定一系列标准规范，标准引导技术，技术适应标准，最终打破了区

12、块链间的孤岛，实现了行业层面的互联互通。5.2 跨链技术技术要点一是跨链交易验证，跨链交易验证机制有公证人机制和“区块头+SPV”模式；二是跨链事务管理，一个完整的跨链交易可以拆分成若干个子交易，每个子交易在各自所属的区块链系统中进行处理，这些子交易构成一个事务，需要跨链事务管理，以保证事务的一致性和原子性，比如事务的提交和回滚等机制；三是锁定资产管理；四是多链协议适配，随着区块链技术的发展和应用的不断落地，未来区块链生态必然是多链共存、互联互通的生态系统；五是跨链安全保障，即在系统构架隔离的基础上进一步使跨链协议或系统具备类似于防火墙的功能。6 区块链数据通信及互操作性协议基本框架47 跨链技术实现要点区块链跨链技术的实现采用公证人机制、侧链/中继、哈希锁定和分布式私钥控制等技术结合的方式达到区块链跨链技术的技术要求跨链交易验证、跨链事务管理、锁定资产管理、多链协议适配和跨链安全保障。