一种基于智能合约的加密货币多通道支付方法

摘要

本发明公开了一种基于智能合约的加密货币多通道支付方法，包括建立支付通道网络的拓扑图；维护路径以及路径窗口大小并进行跟踪；发送方请求交易；判断支付通道余额是否足够并处理；发送方确认交易单元的路由并写入事务处理单元；转发传入的交易和确认并减少或增加通道余额；通道中的交易所消耗的资金为挂起且不可用直到收到确认后才可用；接收方收到事务后生成确认信息并发送到发送方；判断交易是否超时并处理；重复上述步骤进行持续交易。本发明实现了跨不同路径以不同的速率发送事务单元，实现了高吞吐量支付；确保了渠道的均衡使用和跨流程的公平性，同时吞吐量最大化，安全高效地进行加密货币的交易。

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种基于智能合约的加密货币多通道支付方法。

背景技术

现如今，加密货币已经被广泛采用，但是加密货币的可扩展性仍然很差。例如，比特币网络每秒可以处理7笔交易，以太坊每秒可以处理15笔交易，这与VISA网络每秒可以实现1700笔交易相比，还有很大差距，因此，加密货币想要达到市场所需求的吞吐量，还远远不够。在提高加密货币可扩展性的研究中，学者们提出了支付通道的解决办法。支付通道是一种加密货币交易，它是在区块链上托管或专用以在预定持续时间内与预先指定的用户进行兑换的货币。支付通道网络可以实现快速，安全的交易，而无需每次交易都在区块链上达成共识，许多区块链都希望支付通道网络能够扩展吞吐量而又不改变基础共识协议。

现在一般采用闪电网络之类的方式对支付通道网络进行扩展。但是，完成支付通道网络的付款具有挑战性：例如付款必须在有足够资金的情况下进行。随着付款在同一方向上流经单个通道，渠道最终将耗尽，无法支持该方向上的进一步付款；因此，像最短路径路由这样的路由方案会耗尽关键的支付渠道并使系统瘫痪。采用现有技术还有以下的缺点：(1)在处理较大事务的时候容易失败。(2)支付通道不平衡。付款必须在有足够资金的情况下进行。随着付款在同一方向上流经单个渠道，渠道最终将耗尽，无法支持该方向上的进一步付款。(3)容易产生死锁。

因此，目前尚没有一种有效的提高支付通道网络吞吐量的加密货币多通道支付拓展技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于智能合约的加密货币多通道支付方法，能够解决支付通道处理较大事务容易失败、支付通道不平衡带来的吞吐量减少的问题。

本发明提供的这种基于智能合约的加密货币多通道支付方法，包括如下步骤：

S1.建立支付通道网络的拓扑图；

S2.维护路径以及每个路径窗口大小，用于处理事务单元，跟踪已在每个路径上发送但未确认或取消的交易单元；

S3.发送方通过支付通道网络的传输层接口发出交易请求；

S4.判断是否支付通道有足够余额；

S5.若步骤S4的支付通道没有足够的余额，则将交易单元放置在按先进后出顺序提供服务的发送方的每个通道队列中；将事务单元的排队延迟标记为高于设定阈值，接收方将标记传给发送方，发送方调整窗口大小；

S6.当排队队列已满时，则丢弃传入事务，并且将失败消息发送给发送方；

S7.若步骤S4的支付通道有足够的余额，则发送方将交易单元分为若干个事务单元，各个事务单元通过多路径传输协议进行发送和交易；

S8.在发送事务单元之前，发送方首先确认交易单元的路由，并将其写入事务处理单元；

S9.沿事务处理单元路径中指定的支付渠道转发传入的交易和确认，同时相应地减少或增加通道余额；

S10.通道中的交易所消耗的资金是挂起并且不可用的，直到收到确认后才可用；

S11.接收方收到事务后，会生成一条确认信息，确认信息沿反向路径发送到发送方，交易成功；

S12.判断交易是否超时：若交易未超时，则进行正常的交易流程；若交易过程超时，传输层未能在期限内完成支付，则发送方发送取消消息，删除在到达接收方的每条路径上的交易单元上排队的事务处理单元；发送方调整窗口大小，并再次重试失败的交易部分；

S13.重复步骤S2～S12，进行持续交易。

步骤S2采用多路径传输协议，多路径传输协议具体为将交易分成若干个的事务单元，各个事务在交易通道网络中跨不同的路径以不同的速率分别发送到接收端；多路径传输协议中路径选择采用边不相交的最宽路径算法，边不相交的最宽路径算法具体为在发送-接收节点对之间找到一对不相交路径，使得该路径对的组合带宽是所有这些节点对的最大带宽。

步骤S2采用多路径拥塞控制算法，多路径拥塞控制算法具体为，发送方对每一条到达接收方的路径维护窗口大小W

所述的路径窗口大小W

W

其中，W

步骤S8所述的将其写入事务处理单元，具体为采用洋葱加密技术将其写入事务处理单元，洋葱加密技术用于在网络中进行匿名通信；洋葱加密具体为事务进行多层加密之后再指定路径上进行传输，其中，中间路无法探测整条传输路径。

本发明提供的这种基于智能合约的加密货币多通道支付方法，采用了多路径传输协议和多路径拥塞控制算法，能够实现跨不同的路径以不同的速率发送事务单元，以实现高吞吐量支付；确保了渠道的均衡使用和跨流程的公平性，同时使吞吐量最大化，安全高效地进行加密货币的交易。

附图说明

图1为本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

如图1为本发明方法的流程示意图：本发明提供的这种基于智能合约的加密货币多通道支付方法，包括如下步骤：

S1.建立支付通道网络的拓扑图；

S2.维护路径以及每个路径窗口大小，用于处理事务单元，跟踪已在每个路径上发送但未确认或取消的交易单元；

具体实施时，多路径传输协议具体为将交易分成若干个的事务单元，各个事务在交易通道网络中跨不同的路径以不同的速率分别发送到接收端；多路径传输协议中路径选择采用边不相交的最宽路径算法，边不相交的最宽路径算法具体为在发送-接收节点对之间找到一对不相交路径，使得该路径对的组合带宽是所有这些节点对的最大带宽。

多路径拥塞控制算法具体为，发送方对每一条到达接收方的路径维护窗口大小W

W

其中，W

S3.发送方通过支付通道网络的传输层接口发出交易请求；

S4.判断是否支付通道有足够余额；

S5.若步骤S4的支付通道没有足够的余额，则将交易单元放置在按先进后出顺序提供服务的发送方的每个通道队列中；将事务单元的排队延迟标记为高于设定阈值，接收方将标记传给发送方，发送方调整窗口大小；

S6.当排队队列已满时，则丢弃传入事务，并且将失败消息发送给发送方；

S7.若步骤S4的支付通道有足够的余额，则发送方将交易单元分为若干个事务单元，各个事务单元通过多路径传输协议进行发送和交易；

S8.在发送事务单元之前，发送方首先确认交易单元的路由，并将其写入事务处理单元；具体为采用洋葱加密技术将其写入事务处理单元，洋葱加密技术用于在网络中进行匿名通信；洋葱加密具体为事务进行多层加密之后再指定路径上进行传输，其中，中间路无法探测整条传输路径；

S9.沿事务处理单元路径中指定的支付渠道转发传入的交易和确认，同时相应地减少或增加通道余额；

S10.通道中的交易所消耗的资金是挂起并且不可用的，直到收到确认后才可用；

S11.接收方收到事务后，会生成一条确认信息，确认信息沿反向路径发送到发送方，交易成功；

S12.判断交易是否超时：若交易未超时，则进行正常的交易流程；若交易过程超时，传输层未能在期限内完成支付，则发送方发送取消消息，删除在到达接收方的每条路径上的交易单元上排队的事务处理单元；发送方调整窗口大小，并再次重试失败的交易部分；

S13.重复步骤S2～S12，进行持续交易。