(19)中华 人民共和国 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 202111492493.1 (22)申请日 2021.12.08 (71)申请人 成都信息工程大学 地址 610225 四川省成 都市西南 航空港经 济开发区学府路一段24 号 (72)发明人 王娟　王巍　王子阳　刘亚宁　 丁哲　 (74)专利代理 机构 北京轻创知识产权代理有限 公司 11212 代理人 王东旭 (51)Int.Cl. H04L 9/40(2022.01) H04L 9/32(2006.01) H04L 67/06(2022.01) H04L 67/10(2022.01)H04L 67/1097(2022.01) (54)发明名称 面向链上链下结合文件区块链的跨链方法 及中间系统 (57)摘要 本发明属于区块链与文件管理交叉技术领 域， 公开了一种面向链上链下结合文件区块链的 跨链方法及中间系统， 具体步骤有： 新链注册； 发 起跨链请求， 进入链上信息跨链； 公证人组验证 协商， 执行链上信息跨链， 准备链下文件跨链； 链 下文件跨链； 跨链结果反馈记录。 本发明根据不 同文件跨链类型， 结合公证人机制， 设计了完整 的跨链中间件 结构与职能， 设计了完整的跨链流 程。 本发明结合密码学身份验证、 加密算法以及 网络文件传输协议等技术设计了有针对性的链 下文件跨链机制， 保证了跨链文件的安全性、 完 整性。 同时， 针对 “链上链下相结合文件区块链 ” 系统的特殊构造与运行方式， 对文件跨链类型进 行了划分。 权利要求书5页 说明书10页 附图3页 CN 114172730 A 2022.03.11 CN 114172730 A 1.一种面向链上链下结合文件区块链的跨链方法， 其特征在于， 所述面向链上链下结 合文件区块链的跨链方法包括以下步骤： 步骤一， 新链 注册； 步骤二， 发起 跨链请求， 进入链上信息跨链； 步骤三， 公证人组验证协商， 执 行链上信息跨链， 准备链下文件跨链； 步骤四， 链下文件跨链； 步骤五， 跨链结果反馈记录 。 2.如权利要求1所述的面向链上链下结合文件区块链的跨链方法， 其特征在于， 步骤一 中， 所述新链注册， 包括： 新链在跨链前需要完成注册流程， 让公证人中间系统知道该链的存在和必要信息； 新 链在注册接入时， 向公证人组提交注册信息； 公证人组审核通过后， 为新链生成对应身份证 明、 公私钥 信息并记录； 其中， 所述 新链注册接入流 程， 包括： (1)拟参与跨链的节点安装好终端代 理， 在注册接入流程初始阶段， 新链向公证人组发 出接入请求， 所述注册接入请求， 包括链下存储机制信息stored_information、 新链从业证 明Employment_certificate、 用以注册的链上代理节点信息列表On ‑chain nodesList、 用 以注册的链下代理节点信息列表Of f‑chain nodesList； (2)公证人组接收新链请求， 并对请求内容进行验证； 若验证通过， 则： ①公证人组根据接入请求内容， 选择出本次进行注册的链上代 理节点、 链下代理节点， 并为新链和上述节点分配标识id、 通讯公私钥对等身份信息； ②公证人组参 考Off‑chain nodesList内容信息， 形成加密算法， 传输协议协商集 合； ③公证人组将上述 生成的身份信息、 协商集 合内容放入请求应答包， 返回给新链； ④注册者从协商集合中选择自己支持的协议， 返回确认包， 完成注册， 此时双方对注册 内容的协商已确认； 若验证不通过， 则由公证人组返回审核不通过原因； 注册者重新修改注册接入请求内 容后， 再次提交请求； 其中， 所述链下存储机制信息stored_information， 包括采用何种技术进行文件数据 存储， 即是IPFS分布式存储或其他数据库存储， 前者类似公网， 文件都在同一寻址空间， 只 需要传递文件HAS H即可以移交文件； 后者数据库类似私有网络， 不互通， 需要实际的链下文 件跨链； 所述链上代理节点， 是指位于区块链网络中的节点， 区块中保存文件链下存储的关键 信息， 所述关键信息包括 寻址HASH和索引号， 并通过终端代理程序与其 他跨链组件交 互； 所述链下代理节点， 是指文件区块链系 统无论是依靠IPFS分布式存储， 还是其他数据 库形式存储， 都需要在注册阶段提供一个或多个代理节点， 用于后续链下文件数据转移； 该 链下代理节点通过安装终端代理程序， 能够与 链下存储机制交互， 完成文件数据上传、 下载 操作， 并支持一定种类数量的文件加密算法、 传输协议； 所述新链提交注册的链上代理节点信息列表On ‑chain nodesList包含链上代理节点 的IP地址集； 所述新链提交注 册的代理节点信息列表Of f‑chain nodesList内容格式为：权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114172730 A 2Off‑chain nodesList{IP， Stora ge， Bandw idth， Encrypti on， Transpor t}； 列表各字段含义如下： IP表示代理节点 IP地址； Storage表示代理节点存 储大小； Bandwidth表示代理节点带宽； Encrypti on表示代理节点支持的加密算法集 合； Transpor t表示代理节点支持的传输协议 集合； 其中， 所述加密算法， 传输协议协商集合： 在公证人组初始化时， 根据文件跨链过程的 加密、 传输需求， 选择出一系列可使用的加密算法、 传输协议， 并在公证人组中以一张候选 表形式存储； 在新链接入申请审核通过后， 公证人组根据候选表， 并参考Off ‑chain  nodesList中Encryption、 Transport字段， 选择一部分加密算法、 传输协议形成协商集合， 用于与新链 协商确定后续文件跨链所使用的加密算法、 传输协议； 所述公证人组为新链生成对应身份证明， 包括公证人组在审核通过上述新链提交 的注 册信息后， 对所述注册信息进行签名， 形成新链的数字证书； 该数字证书用于跨链过程中， 该链进行身份 证明。 3.如权利要求1所述的面向链上链下结合文件区块链的跨链方法， 其特征在于， 步骤二 中， 所述发起 跨链请求， 进入链上信息跨链， 包括： 在新发起一 次文件跨链时， 发送方链上代 理节点将区块中的文件链上信 息提交给公证 人组， 并附加接收方标识、 身份证明以及链下文件跨链期 望在内的必 要信息， 作为文件跨链 申请的主 要内容； 所述跨链申请由文件链上信息、 接收方区块链标识、 发送方区块链身份证明以及发送 方链下文件跨链期望组成， 所述接收方信息在公证人中间系统查询； 其中， 所述文件链上信息File_Info， 包括文件名、 文件类型、 文件大小、 文件完整性 HASH以及文件索引号； 文件信息由发送方区块链中已注册的链上代理节点提供， 从自身的 区块中读取； 所述发送方链下文件跨链期望Expectation_Transmission， 是指发送方对于本次跨链 任务的链下文件跨链的意见和预期， 格式 内容如下： 期望信息 字段Expected_n odes， 表示己方 预期参与跨链 代理节点 候选名单； 期望信息 字段Expected_encrypti on， 表示预期使用的加密算法； 期望信息 字段Expected_t ransport， 表示预期使用的传输协议； 期望信息 字段Expected_maxperi od， 表示预期链下文件跨链阶段最长期限。 4.如权利要求1所述的面向链上链下结合文件区块链的跨链方法， 其特征在于， 步骤三 中， 所述公证人组验证协商， 执 行链上信息跨链， 准备链下文件跨链， 包括： 验证发送方身份证明后， 公证人组根据本次跨链双方的链下存储机制， 判断文件跨链 类型； 结合文件的数量、 体量， 发送方链下文件跨链期 望， 与接收方进 行协商， 制定链下文件 跨链策略； 协商过程中， 附带将文件链上信息转发给接收方； 所述文件跨链类型， 根据跨链双方链下存 储机制不同， 分为如下4类： 文件跨链类型1， 发送方链下存 储机制为 IPFS， 接收方链下存 储机制为 IPFS； 文件跨链类型2， 发送方链下存 储机制为 IPFS， 接收方链下存 储机制为 其他数据库；权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114172730 A 3