[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN112258171A - 基于区块链的链下支付中心路由方法、系统、介质、设备 - Google Patents

基于区块链的链下支付中心路由方法、系统、介质、设备 Download PDF

Info

Publication number
CN112258171A
CN112258171A CN202010998326.3A CN202010998326A CN112258171A CN 112258171 A CN112258171 A CN 112258171A CN 202010998326 A CN202010998326 A CN 202010998326A CN 112258171 A CN112258171 A CN 112258171A
Authority
CN
China
Prior art keywords
payment
transaction
channel
network
path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010998326.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112258171B (zh
Inventor
沈玉龙
杨凌霄
董学文
佟威
田文生
乔慧
马诗洋
谷鑫雨
冶英杰
郭校杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xidian University
Original Assignee
Xidian University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xidian University filed Critical Xidian University
Priority to CN202010998326.3A priority Critical patent/CN112258171B/zh
Publication of CN112258171A publication Critical patent/CN112258171A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112258171B publication Critical patent/CN112258171B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q20/00Payment architectures, schemes or protocols
    • G06Q20/08Payment architectures
    • G06Q20/085Payment architectures involving remote charge determination or related payment systems
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/46Multiprogramming arrangements
    • G06F9/52Program synchronisation; Mutual exclusion, e.g. by means of semaphores
    • G06F9/524Deadlock detection or avoidance
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/46Multiprogramming arrangements
    • G06F9/54Interprogram communication
    • G06F9/546Message passing systems or structures, e.g. queues
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10Flow control; Congestion control
    • H04L47/12Avoiding congestion; Recovering from congestion
    • H04L47/125Avoiding congestion; Recovering from congestion by balancing the load, e.g. traffic engineering
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10Flow control; Congestion control
    • H04L47/27Evaluation or update of window size, e.g. using information derived from acknowledged [ACK] packets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Finance (AREA)
  • Financial Or Insurance-Related Operations Such As Payment And Settlement (AREA)

Abstract

本发明属于区块链的链下支付中心路由技术领域,公开了一种基于区块链的链下支付中心路由方法、系统、介质、设备,包括将支付通道网络中的每笔交易切分成一系列独立路由的交易单元。支付中心选择选择合适的路径路由切分后的交易单元。支付中心维护网络中交易单元的支付速率来保持支付通道网络的资金平衡。支付中心对网络中交易单元的流动进行拥塞控制。本发明针对目前区块链支付通道网络交易性能较低、通道资金流动不平衡、通道容量限制交易金额大小等问题,研究区块链支付通道网络中支付通道中心的路由方案,通道资金流动速率控制技术,实现较大金额的交易能够在低容量的通道中执行,在不打破通道平衡的前提下实现高交易吞吐量。

Description

基于区块链的链下支付中心路由方法、系统、介质、设备
技术领域
本发明属于区块链的链下支付中心路由技术领域,尤其涉及一种基于区块链的链下支付中心路由方法、系统、介质、设备。
背景技术
目前:随着发展区块链技术上升到了国家战略高度,区块链应用逐渐大规模落地,高性能的区块链应用需求日益迫切。现有工作主要从链上和链下两个方面提升区块链的可扩展性。链上扩容主要在共识机制方面对区块链进行改进,但由于共识仍然存在,交易确认导致的延迟是影响性能的主要原因,并且整个网络的性能瓶颈可能受限于其中单个节点的处理性能。相比链上扩容,链下扩容没有直接改动区块链本身的规则,它将不适合在链上处理的交易,比如高频小额的交易,转移到链下安全的状态通道环境中执行,最后将多次交易的清算结果上链,因此,链下扩容的交易能力不受原区块链性能的影响,而取决于传统网络性能。
目前,链下支付路由相关的现有技术:Flare提出一种混合路由算法来达到寻找支付路径的最优时间,Sprites降低了最坏情况下链下关联交易的“抵押成本”等。这些方法的缺陷在于:现有的工作大多没有考虑在路由过程中保持网络通道的资金平衡,容易造成网络中的局部节点资金耗尽,从而导致网络交易死锁。并且现有工作支付通道网络交易性能较低,没有采用支付中心的方法造成分布式节点需要一定的算力计算路由路径,但并非所有节点具备稳定的算力,因此容易造成交易失败,降低交易成功率。最后,现有工作的通道容量限制了交易金额大小,从而无法再链下支付网络中进行大额交易,降低了系统可用性和吞吐量。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:现有的工作大多在支付通道网络中采用分布式交易路由的方法,而节点的性能存在差异,可能无法提供稳定的算力计算路由路径。并且现有工作交易成功率不高,因为没有考虑在路由过程中保持网络通道的资金平衡,容易造成网络中的局部节点资金耗尽,从而导致网络交易死锁。最后,现有工作的通道容量限制了交易金额大小,从而无法再链下支付网络中进行大额交易,降低了系统可用性和吞吐量。
解决以上问题及缺陷的难度为:首先,很难合适的管理交易路由。直观的想法是以最短路径的方法来路由交易。然而,这种简单的方法可能会导致某些通道的资金未充分利用,因为交易流总是在最短路径的通道上。其次,由于交易倾向于在最短路径方向上流动,资金可能最终聚集在通道的一端,也就是导致通道的不平衡。此外,现有方案大多在交易到达后立即原子地处理,如果路径的一个通道中没有足够的资金,则会导致交易失败,从而加剧了通道的不平衡问题。
解决以上问题及缺陷的意义为:研究基于区块链的链下支付中心路由方法具有深远的实践意义。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种基于区块链的链下支付中心路由方法、系统、介质、设备。
本发明是这样实现的,一种基于区块链的链下支付中心路由方法,所述基于区块链的链下支付中心路由方法包括:
支付中心将支付通道网络中的每笔交易切分成一系列独立路由的交易单元;
支付中心选择选择合适的路径路由切分后的交易单元;
支付中心维护网络中交易单元的支付速率来保持支付通道网络的资金平衡;
支付中心对网络中交易单元的流动进行拥塞控制。
进一步,所述将支付通道网络中的每笔交易切分成一系列独立路由的交易单元具体包括:
首先,支付中心接收网络中产生的支付交易信息;
然后,支付中心获取发送方私钥;
最后,支付中心根据发送方私钥将交易生成若干独立的交易单元。
进一步,所述支付中心选择选择合适的路径路由切分后的交易单元具体包括:
首先,支付中心获取最新的网络通道视图;
然后,支付中心根据视图信息运行边不相交最宽路径算法获得k条由发送方到接收方的路径;
最后,支付中心将交易单元在k条路径上传输。
进一步,所述支付中心维护网络中交易单元的支付速率来保持支付通道网络的资金平衡具体包括:
首先,中心节点获取网络每个通道节点的资金流动速率;
然后,中心节点根据通道的容量和平衡情况设置通道路由价格;
最后,中心节点根据更新的通道路由价格间接控制资金流动速率。
进一步,所述根据通道的容量和平衡情况设置通道价格间接控制资金流动速率具体包括:在每个通道的双方向上设置路由价格,支付中心通过调整价格来控制交易单元的流速,对于一个支付通道(a,b),用λa,b表示容量价格,表明总的到达交易超过了通道容量,用μa,b和μb,a分别表示通道双方向的不平衡价格,表明通道双方向的交易速率不平衡,支付中心每τ秒更新一次以上价格,以防交易速率违反通道容量和平衡的限制;
用na,nb分别表示维持a和b交易速率所需的资金,则容量价格λa,b更新表示为:
λa,b(t+1)=λa,b(t)+κ(na(t)+nb(t)-ca,b);
其中,κ是控制价格变化率的正步长参数。任何超出通道容量ca,b的所需资金都将导致容量价格λa,b上升,表明通过a和b的交易速率需要降低,反之亦然;
用ma,mb分别表示在最近τ秒内到达a和b的交易单元数量,则不平衡价格更新表示为:
μa,b(t+1)=μa,b(t)+η(ma(t)-mb(t));
其中,η是正步长参数。任何到达a到b方向比b到a方向多的资金,ma(t)>mb(t)将导致不平衡价格μa,b增加和μb,a减少,表明沿着通道(a,b)的交易速率需要被抑制,反之亦然;
支付中心根据对通道路由价格和节点反馈,运行多路径路由协议控制支付转移的速率,通道(a,b)的路由价格为:
ξa,b=2λa,ba,bb,a
路径p的总价格为:
Figure BDA0002693366860000041
Figure BDA0002693366860000042
表示路径p上超过容量和不平衡需求的总量,支付中心在路径p上发送一个探针,对路径p上每个通道(a,b)的价格ξa,b求和,根据最近探测的路径价格
Figure BDA0002693366860000043
支付速率更新为:
Figure BDA0002693366860000044
其中,α是正步长参数,U(r)是通用效用函数,支付中心根据路径价格合理调整路径上的发送速率。
进一步,所述支付中心对网络中交易单元的流动进行拥塞控制具体包括:
首先,支付中心设置拥塞控制的交易单元等待队列;
然后,支付中心设置拥塞控制的窗口,表示路径p上未完成交易单元的最大数量;
最后,支付中心根据通道支付速率,调整等待队列和窗口大小来控制支付速率,控制拥塞的出现;
所述支付中心设置拥塞控制的交易单元等待队列具体包括:支付中心监控交易单元包进入等待队列的时间,如果它超过预定阈值T,则交易单元包被标记,一旦交易单元包被标记,中间节点则不再对其处理执行交易,而只是转发它;当接收方发回一个带有适当设置的标记字段的确认时,则中间节点将其转发回发送方;
所述支付中心设置拥塞控制的窗口,表示路径p上未完成交易单元的最大数量具体包括:窗口大小wp在任何时间点路径p上未完成的交易单元的最大数量,每个到接收方的候选支付路径上的窗口大小由支付中心来维护,间接地控制了路径上交易单元的流动速率,支付中心跟踪路径上尚未被处理或取消的交易单元,并且只有当未处理的交易单元总量不超过wp时,在路径p上传输新的事务单元,在源s和目的地e之间的路径p上,窗口的大小调整表示为:
wp←wp-β;
Figure BDA0002693366860000051
其中,wp←wp-β表示标记的交易单元包未能在截止时间内完成支付,并且发送者选择取消支付的情况,公式
Figure BDA0002693366860000052
发送未标记的交易单元包的情况,正常数β和γ分别表示窗口大小减小和增大的因素。
本发明的另一目的在于提供一种计算机设备,所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如下步骤:
支付中心将支付通道网络中的每笔交易切分成一系列独立路由的交易单元;
支付中心选择选择合适的路径路由切分后的交易单元;
支付中心维护网络中交易单元的支付速率来保持支付通道网络的资金平衡;
支付中心对网络中交易单元的流动进行拥塞控制。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器执行如下步骤:
支付中心将支付通道网络中的每笔交易切分成一系列独立路由的交易单元;
支付中心选择选择合适的路径路由切分后的交易单元;
支付中心维护网络中交易单元的支付速率来保持支付通道网络的资金平衡;
支付中心对网络中交易单元的流动进行拥塞控制。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述基于区块链的链下支付中心路由方法的基于区块链的链下支付中心路由系统,所述基于区块链的链下支付中心路由系统包括:
交易切分模块,用于将支付通道网络中的每笔交易切分成一系列独立路由的交易单元;
路径选择模块,用于实现支付中心选择选择合适的路径路由切分后的交易单元;
支付速率平衡模块,用于实现支付中心维护网络中交易单元的支付速率来保持支付通道网络的资金平衡;
拥塞控制模块,用于实现支付中心对网络中交易单元的流动进行拥塞控制。
本发明的另一目的在于提供一种终端,所述终端搭载所述的基于区块链的链下支付中心路由系统,所述终端为区块链支付交易处理终端、智能服务交易终端。
结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:链下支付通道技术的提出有效缓解了区块链可扩展性挑战,为了进一步提升支付通道网络的交易性能,可以在网络中设置支付中心来管理多通道的支付路由。本发明基于区块链支付中心设计了一种基于区块链的链下支付中心路由方法。使用本发明基于区块链的链下支付中心路由方法,首先,支付中心将支付通道网络中的每笔交易切分成一系列独立路由的交易单元;其次,支付中心选择选择合适的路径路由切分后的交易单元;然后,支付中心维护网络中交易单元的支付速率来保持支付通道网络的资金平衡;最后,支付中心对网络中交易单元的流动进行拥塞控制。本发明实验结果显示该方法能够提供超过相关设计平均40%的交易吞吐量。
本发明将支付通道网络中的每笔交易切分成一系列独立路由的交易单元;支付中心选择选择合适的路径路由切分后的交易单元;支付中心维护网络中交易单元的支付速率来保持支付通道网络的资金平衡;支付中心对网络中交易单元的流动进行拥塞控制。实验结果显示该方法能够提供超过相关设计平均40%的交易吞吐量。本发明的部分实验结果所示,图7(a)和图7(b)分别为本发明的方法和相关方案的随着通道大小和交易金额增加的交易成功率折线图,结果显示随着通道大小增加到300,本发明的方法的交易成功率超过92%,在相比LND通道大小低50%的情况下,本发明的方法可以实现35%更多的交易成功率,在不同的交易大小情况下,本发明的交易成功率比LND高出10-25%。综上,本发明的方法可以实现相比现有工作高达平均40%的性能提升。本发明提供基于区块链的链下支付中心路由方法,有助于区块链应用的落地,特别是智能服务交易场景下的高频低额交易具有深远的实践意义。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的基于区块链的链下支付中心路由方法流程图。
图2是本发明实施例提供的基于区块链的链下支付中心路由系统的结构示意图;
图2中:1、交易切分模块;2、路径选择模块;3、支付速率平衡模块;4、拥塞控制模块。
图3是本发明实施例提供的交易切分模块示意图。
图4是本发明实施例提供的路径选择模块示意图。
图5是本发明实施例提供的支付速率平衡模块示意图。
图6是本发明实施例提供的拥塞控制模块示意图。
图7是本发明实施例提供的实验测试结果图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种基于区块链的链下支付中心路由方法、系统、介质、设备,下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示,本发明提供的基于区块链的链下支付中心路由方法包括以下步骤:
S101:支付中心将支付通道网络中的每笔交易切分成一系列独立路由的交易单元;
S102:支付中心选择选择合适的路径路由切分后的交易单元;
S103:支付中心维护网络中交易单元的支付速率来保持支付通道网络的资金平衡;
S104:支付中心对网络中交易单元的流动进行拥塞控制。
本发明提供的基于区块链的链下支付中心路由方法业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施,图1的本发明提供的基于区块链的链下支付中心路由方法仅仅是一个具体实施例而已。
如图2所示,本发明提供的基于区块链的链下支付中心路由系统包括:
交易切分模块1,用于将支付通道网络中的每笔交易切分成一系列独立路由的交易单元;
路径选择模块2,用于实现支付中心选择选择合适的路径路由切分后的交易单元;
支付速率平衡模块3,用于实现支付中心维护网络中交易单元的支付速率来保持支付通道网络的资金平衡;
拥塞控制模块4,用于实现支付中心对网络中交易单元的流动进行拥塞控制。
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。
如图2-图6所示,本发明包括交易切分模块1、路径选择模块2、支付速率平衡模块3以及拥塞控制4四个模块。
(1)交易切分模块1:
如图3所示,在交易切分模块1,首先,支付中心接收网络中产生的支付交易信息;然后,支付中心获取发送方私钥;最后,支付中心根据发送方私钥将交易生成若干独立的交易单元。
(2)路径选择模块:
如图4所示,描述了本发明的路径选择模块2。首先,支付中心获取最新的网络通道视图;然后,支付中心根据视图信息运行边不相交最宽路径算法获得k条由发送方到接收方的路径;最后,支付中心将交易单元在k条路径上传输。
(3)支付速率平衡模块3:
如图5所示,描述了支付速率平衡模块3。首先,中心节点获取网络每个通道节点的资金流动速率;然后,中心节点根据通道的容量和平衡情况设置(更新)通道路由价格;最后,中心节点根据更新的通道路由价格间接控制资金流动速率。
其中,根据通道的容量和平衡情况设置(更新)通道价格间接控制资金流动速率具体包括:
本发明在每个通道的双方向上设置路由价格,支付中心通过调整价格来控制交易单元的流速。对于一个支付通道(a,b),用λa,b表示容量价格,它表明总的到达交易超过了通道容量,用μa,b和μb,a分别表示通道双方向的不平衡价格,它表明通道双方向的交易速率不平衡。支付中心每τ秒更新一次以上价格,以防交易速率违反通道容量和平衡的限制。
本发明用na,nb分别表示维持a和b交易速率所需的资金,则容量价格λa,b更新表示为:
λa,b(t+1)=λa,b(t)+κ(na(t)+nb(t)-ca,b) (1)
其中,κ是控制价格变化率的正步长参数。任何超出通道容量ca,b的所需资金都将导致容量价格λa,b上升,这表明通过a和b的交易速率需要降低,反之亦然。
本发明用ma,mb分别表示在最近τ秒内到达a和b的交易单元数量,则不平衡价格更新表示为:
μa,b(t+1)=μa,b(t)+η(ma(t)-mb(t)) (2)
其中,η是正步长参数。任何到达a到b方向比b到a方向多的资金(即ma(t)>mb(t))将导致不平衡价格μa,b增加和μb,a减少,这表明沿着通道(a,b)的交易速率需要被抑制,反之亦然。
支付中心根据对通道路由价格和节点反馈,运行多路径路由协议来控制支付转移的速率。通道(a,b)的路由价格为:
ξa,b=2λa,ba,bb,a (3)
路径p的总价格为:
Figure BDA0002693366860000103
公式(4)表示路径p上超过容量和不平衡需求的总量。支付中心在路径p上发送一个探针,它对路径p上每个通道(a,b)的价格ξa,b求和。根据最近探测的路径价格
Figure BDA0002693366860000101
支付速率更新为:
Figure BDA0002693366860000102
其中,α是正步长参数,U(r)是通用效用函数。因此,支付中心可以根据路径价格合理调整路径上的发送速率。
(4)拥塞控制模块4:
如图6所示,描述了拥塞控制模块4。首先,支付中心设置拥塞控制的交易单元等待队列;然后,支付中心设置拥塞控制的窗口,它表示路径p上未完成交易单元的最大数量;最后,支付中心根据通道支付速率,调整等待队列和窗口大小来控制支付速率,从而控制拥塞的出现。
其中,支付中心设置拥塞控制的交易单元等待队列具体包括:
由于接收方确认交易的延迟,如果支付路径的中间节点的通道没有足够资金立即转发,交易单元将进入通道的等待队列中。一旦中间节点从另一端收到资金,它就使用这些资金来转发在其队列中等待的交易单元。
支付中心监控交易单元包进入等待队列的时间,如果它超过预定阈值T,则交易单元包被标记,一旦交易单元包被标记,中间节点则不再对其处理执行交易,而只是转发它。当接收方发回一个带有适当设置的标记字段的确认时,则中间节点将其转发回发送方。
其中,支付中心设置拥塞控制的窗口,它表示路径p上未完成交易单元的最大数量具体包括:
窗口大小wp在任何时间点路径p上可以未完成的交易单元的最大数量。每个到接收方的候选支付路径上的窗口大小由支付中心来维护,这间接地控制了路径上交易单元的流动速率。支付中心跟踪路径上尚未被处理或取消的交易单元,并且只有当未处理的交易单元总量不超过wp时,才可以在路径p上传输新的事务单元。在源s和目的地e之间的路径p上,窗口的大小调整表示为:
wp←wp-β (6)
Figure BDA0002693366860000111
其中,公式(6)表示标记的交易单元包未能在截止时间内完成支付,并且发送者选择取消支付的情况,公式(7)发送未标记的交易单元包的情况。正常数β和γ分别表示窗口大小减小和增大的因素。
下面结合附图对本发明的技术效果作详细的描述。
本发明提出的区块链的链下支付中心路由方法中,支付中心将支付通道网络中的每笔交易切分成一系列独立路由的交易单元;支付中心选择选择合适的路径路由切分后的交易单元;支付中心维护网络中交易单元的支付速率来保持支付通道网络的资金平衡;支付中心对网络中交易单元的流动进行拥塞控制。实验结果显示该方法能够提供超过相关设计平均40%的交易吞吐量。本发明提供基于区块链的链下支付中心路由方法,有助于区块链应用的落地,特别是智能服务交易场景下的高频低额交易具有深远的实践意义。
如图7所示,图7(a)和图7(b)分别为本发明和相关方案的随着通道大小和交易金额增加的交易成功率折线图,结果显示随着通道大小增加到300,本发明的交易成功率超过92%,在相比LND通道大小低50%的情况下,本发明可以实现35%更多的交易成功率,在不同的交易大小情况下,本发明的交易成功率比LND高出10-25%。综上,本发明可以实现相比现有工作高达平均40%的性能提升。
应当注意,本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现;软件部分可以存储在存储器中,由适当的指令执行系统,例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现,例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现,也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现,也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于区块链的链下支付中心路由方法,其特征在于,所述基于区块链的链下支付中心路由方法包括:
支付中心将支付通道网络中的每笔交易切分成一系列独立路由的交易单元;
支付中心选择选择合适的路径路由切分后的交易单元;
支付中心维护网络中交易单元的支付速率来保持支付通道网络的资金平衡;
支付中心对网络中交易单元的流动进行拥塞控制。
2.如权利要求1所述的基于区块链的链下支付中心路由方法,其特征在于,所述将支付通道网络中的每笔交易切分成一系列独立路由的交易单元具体包括:
首先,支付中心接收网络中产生的支付交易信息;
然后,支付中心获取发送方私钥;
最后,支付中心根据发送方私钥将交易生成若干独立的交易单元。
3.如权利要求1所述的基于区块链的链下支付中心路由方法,其特征在于,所述支付中心选择选择合适的路径路由切分后的交易单元具体包括:
首先,支付中心获取最新的网络通道视图;
然后,支付中心根据视图信息运行边不相交最宽路径算法获得k条由发送方到接收方的路径;
最后,支付中心将交易单元在k条路径上传输。
4.如权利要求1所述的基于区块链的链下支付中心路由方法,其特征在于,所述支付中心维护网络中交易单元的支付速率来保持支付通道网络的资金平衡具体包括:
首先,中心节点获取网络每个通道节点的资金流动速率;
然后,中心节点根据通道的容量和平衡情况设置通道路由价格;
最后,中心节点根据更新的通道路由价格间接控制资金流动速率。
5.如权利要求4所述的基于区块链的链下支付中心路由方法,其特征在于,所述根据通道的容量和平衡情况设置通道价格间接控制资金流动速率具体包括:在每个通道的双方向上设置路由价格,支付中心通过调整价格来控制交易单元的流速,对于一个支付通道(a,b),用λa,b表示容量价格,表明总的到达交易超过了通道容量,用μa,b和μb,a分别表示通道双方向的不平衡价格,表明通道双方向的交易速率不平衡,支付中心每τ秒更新一次以上价格,以防交易速率违反通道容量和平衡的限制;
用na,nb分别表示维持a和b交易速率所需的资金,则容量价格λa,b更新表示为:
λa,b(t+1)=λa,b(t)+κ(na(t)+nb(t)-ca,b);
其中,κ是控制价格变化率的正步长参数,任何超出通道容量ca,b的所需资金都将导致容量价格λa,b上升,表明通过a和b的交易速率需要降低,反之亦然;
用ma,mb分别表示在最近τ秒内到达a和b的交易单元数量,则不平衡价格更新表示为:
μa,b(t+1)=μa,b(t)+η(ma(t)-mb(t));
其中,η是正步长参数,任何到达a到b方向比b到a方向多的资金,ma(t)>mb(t)将导致不平衡价格μa,b增加和μb,a减少,表明沿着通道(a,b)的交易速率需要被抑制,反之亦然;
支付中心根据对通道路由价格和节点反馈,运行多路径路由协议控制支付转移的速率,通道(a,b)的路由价格为:
ξa,b=2λa,ba,bb,a
路径p的总价格为:
Figure FDA0002693366850000022
Figure FDA0002693366850000023
表示路径p上超过容量和不平衡需求的总量,支付中心在路径p上发送一个探针,对路径p上每个通道(a,b)的价格ξa,b求和,根据最近探测的路径价格
Figure FDA0002693366850000021
支付速率更新为:
Figure FDA0002693366850000031
其中,α是正步长参数,U(r)是通用效用函数,支付中心根据路径价格合理调整路径上的发送速率。
6.如权利要求1所述的基于区块链的链下支付中心路由方法,其特征在于,所述支付中心对网络中交易单元的流动进行拥塞控制具体包括:
首先,支付中心设置拥塞控制的交易单元等待队列;
然后,支付中心设置拥塞控制的窗口,表示路径p上未完成交易单元的最大数量;
最后,支付中心根据通道支付速率,调整等待队列和窗口大小来控制支付速率,控制拥塞的出现;
所述支付中心设置拥塞控制的交易单元等待队列具体包括:支付中心监控交易单元包进入等待队列的时间,如果它超过预定阈值T,则交易单元包被标记,一旦交易单元包被标记,中间节点则不再对其处理执行交易,而只是转发它;当接收方发回一个带有适当设置的标记字段的确认时,则中间节点将其转发回发送方;
所述支付中心设置拥塞控制的窗口,表示路径p上未完成交易单元的最大数量具体包括:窗口大小wp在任何时间点路径p上未完成的交易单元的最大数量,每个到接收方的候选支付路径上的窗口大小由支付中心来维护,间接地控制了路径上交易单元的流动速率,支付中心跟踪路径上尚未被处理或取消的交易单元,并且只有当未处理的交易单元总量不超过wp时,在路径p上传输新的事务单元,在源s和目的地e之间的路径p上,窗口的大小调整表示为:
wp←wp-β;
Figure FDA0002693366850000032
其中,wp←wp-β表示标记的交易单元包未能在截止时间内完成支付,并且发送者选择取消支付的情况,公式
Figure FDA0002693366850000033
发送未标记的交易单元包的情况,正常数β和γ分别表示窗口大小减小和增大的因素。
7.一种计算机设备,其特征在于,所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如下步骤:
支付中心将支付通道网络中的每笔交易切分成一系列独立路由的交易单元;
支付中心选择选择合适的路径路由切分后的交易单元;
支付中心维护网络中交易单元的支付速率来保持支付通道网络的资金平衡;
支付中心对网络中交易单元的流动进行拥塞控制。
8.一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器执行如下步骤:
支付中心将支付通道网络中的每笔交易切分成一系列独立路由的交易单元;
支付中心选择选择合适的路径路由切分后的交易单元;
支付中心维护网络中交易单元的支付速率来保持支付通道网络的资金平衡;
支付中心对网络中交易单元的流动进行拥塞控制。
9.一种实施权利要求1~6任意一项所述基于区块链的链下支付中心路由方法的基于区块链的链下支付中心路由系统,其特征在于,所述基于区块链的链下支付中心路由系统包括:
交易切分模块,用于将支付通道网络中的每笔交易切分成一系列独立路由的交易单元;
路径选择模块,用于实现支付中心选择选择合适的路径路由切分后的交易单元;
支付速率平衡模块,用于实现支付中心维护网络中交易单元的支付速率来保持支付通道网络的资金平衡;
拥塞控制模块,用于实现支付中心对网络中交易单元的流动进行拥塞控制。
10.一种终端,其特征在于,所述终端搭载权利要求9所述的基于区块链的链下支付中心路由系统,所述终端为区块链支付交易处理终端、智能服务交易终端。
CN202010998326.3A 2020-09-21 2020-09-21 基于区块链的链下支付中心路由方法、系统、介质、设备 Active CN112258171B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010998326.3A CN112258171B (zh) 2020-09-21 2020-09-21 基于区块链的链下支付中心路由方法、系统、介质、设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010998326.3A CN112258171B (zh) 2020-09-21 2020-09-21 基于区块链的链下支付中心路由方法、系统、介质、设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112258171A true CN112258171A (zh) 2021-01-22
CN112258171B CN112258171B (zh) 2023-10-27

Family

ID=74232721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010998326.3A Active CN112258171B (zh) 2020-09-21 2020-09-21 基于区块链的链下支付中心路由方法、系统、介质、设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112258171B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113225254A (zh) * 2021-02-10 2021-08-06 中国科学院计算技术研究所 一种链下支付通道路由平衡方法
CN114124800A (zh) * 2021-12-06 2022-03-01 网络通信与安全紫金山实验室 区块链付费信道网络的路由方法、系统及存储介质
CN115314260A (zh) * 2022-07-15 2022-11-08 东北大学秦皇岛分校 一种可监管的区块链支付通道网络及监管方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170213289A1 (en) * 2016-01-27 2017-07-27 George Daniel Doney Dividend Yielding Digital Currency through Elastic Securitization, High Frequency Cross Exchange Trading, and Smart Contracts
US20190012695A1 (en) * 2017-07-06 2019-01-10 Mastercard International Incorporated Method and system for electronic vouchers via blockchain
CN110751469A (zh) * 2019-10-25 2020-02-04 浙江工商大学 一种基于智能合约的加密货币多通道支付方法
CN111311221A (zh) * 2020-02-14 2020-06-19 武汉大学 区块链支付通道网络的支付管理方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170213289A1 (en) * 2016-01-27 2017-07-27 George Daniel Doney Dividend Yielding Digital Currency through Elastic Securitization, High Frequency Cross Exchange Trading, and Smart Contracts
US20190012695A1 (en) * 2017-07-06 2019-01-10 Mastercard International Incorporated Method and system for electronic vouchers via blockchain
CN110751469A (zh) * 2019-10-25 2020-02-04 浙江工商大学 一种基于智能合约的加密货币多通道支付方法
CN111311221A (zh) * 2020-02-14 2020-06-19 武汉大学 区块链支付通道网络的支付管理方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHANGTING LIN等: ""Rapido: Scaling blockchain with multi-path payment channels"", 《NEUROCOMPUTING》, vol. 406, pages 322 - 332 *
潘晨;刘志强;刘振;龙宇;: "区块链可扩展性研究:问题与方法", 计算机研究与发展, no. 10 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113225254A (zh) * 2021-02-10 2021-08-06 中国科学院计算技术研究所 一种链下支付通道路由平衡方法
CN113225254B (zh) * 2021-02-10 2022-04-22 中国科学院计算技术研究所 一种链下支付通道路由均衡方法
CN114124800A (zh) * 2021-12-06 2022-03-01 网络通信与安全紫金山实验室 区块链付费信道网络的路由方法、系统及存储介质
CN114124800B (zh) * 2021-12-06 2024-02-06 网络通信与安全紫金山实验室 区块链付费信道网络的路由方法、系统及存储介质
CN115314260A (zh) * 2022-07-15 2022-11-08 东北大学秦皇岛分校 一种可监管的区块链支付通道网络及监管方法
CN115314260B (zh) * 2022-07-15 2023-08-15 东北大学秦皇岛分校 一种可监管的区块链支付通道网络及监管方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112258171B (zh) 2023-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112258171A (zh) 基于区块链的链下支付中心路由方法、系统、介质、设备
US7661112B2 (en) Methods and apparatus for managing a buffer of events in the background
CN107346988B (zh) 一种基于低轨卫星网络的容迟/容断网络路由计算方法
US7836195B2 (en) Preserving packet order when migrating network flows between cores
US7356378B1 (en) Method and system for smart vehicle route selection
US8099521B2 (en) Network interface card for use in parallel computing systems
US7925380B2 (en) Integrated transportation control for wafer fabrication facility
CN109257287A (zh) 一种最短路径确定方法及控制器
US20200202312A1 (en) Method and system for selectively using network coding for propagating transactions in a blockchain network
CN112953842B (zh) 处理rdma网络拥塞的方法、装置、设备及介质
CN110784399A (zh) 一种mptcp网络多路径优化组合传输方法及系统
CN107787570A (zh) 轻量传送协议
CN110535697B (zh) 一种均衡区块链跨域广播网络负载的方法
US9729350B1 (en) Maintaining packet order in network flows over an autonomous network
US10958588B2 (en) Reliability processing of remote direct memory access
US20030088721A1 (en) Method and system for controlling flow of ordered, pipelined transactions between intercommunicating electronic devices
US11277342B2 (en) Lossless data traffic deadlock management system
WO2022166348A1 (zh) 路由方法、路由装置、控制器和计算机可读存储介质
CN113890842B (zh) 一种信息传输时延上界计算方法、系统、设备和存储介质
US11108666B2 (en) Latency prediction and network message microtiming
US7649845B2 (en) Handling hot spots in interconnection networks
US20160300163A1 (en) Process and apparatus for matching and assigning one or more parties with a transportation service provider
US11343217B2 (en) Communication system and communication method
US20050201356A1 (en) Adaptive routing for hierarchical interconnection network
CN116346764B (zh) 一种基于区块链的边缘计算网络消息传递优化方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant