本說明書實施例屬于區(qū)塊鏈，尤其涉及一種一種實現(xiàn)二層網(wǎng)絡卷疊的方法和二層網(wǎng)絡。

背景技術(shù)：

1、分布式系統(tǒng)中存在經(jīng)典的cap定理——consistency(一致性)、availability(可用性)、partition?tolerance(分區(qū)容錯性)，三者不可兼得，簡稱“不可能三角”問題。區(qū)塊鏈中也存在一個不可能三角：效率、去中心化、安全。盡管這里的區(qū)塊鏈“不可能三角”還沒有明確的理論論證，但是是對現(xiàn)有區(qū)塊鏈的總結(jié)。這里的效率、去中心化和安全，分別定義如下：

2、效率：每秒處理交易的數(shù)量，即tps(transaction?per?second)。

3、去中心化：參與節(jié)點門檻足夠低，保證系統(tǒng)中有大量分布式的節(jié)點。

4、安全：對區(qū)塊鏈發(fā)動攻擊的難度足夠大。

5、針對上述區(qū)塊鏈“不可能三角”的問題，區(qū)塊鏈系統(tǒng)(也稱為“主網(wǎng)”或“一層”，mainnet或layer1)選擇了安全性和去中心化，犧牲了效率，目前只有大約12～15tps。當有大量交易需要處理時，尤其是很多操作復雜的交易時，layer1就會擁堵。除了普通的轉(zhuǎn)賬交易外，layer1還作為defi(去中心化金融)和nft(非同質(zhì)化代幣)等火爆應用的主要平臺，在交易盛行時，layer1擁堵的問題就變得十分嚴重，帶來較大的交易延遲，以致于影響到用戶的使用。

6、此外，高昂的交易費用(gas?fee)很多時候成為交易的障礙。盡管已從工作量證明(pow)轉(zhuǎn)向了權(quán)益證明(pos)，但這只是改變了區(qū)塊鏈上記賬權(quán)的獲取方式，而需要支付給獲得記賬權(quán)的節(jié)點的交易費沒有明顯減少。這是因為gas費的設計針對的是節(jié)點執(zhí)行交易(包括執(zhí)行智能合約代碼)的消耗，這部分消耗不改變的情況下gas費并不會降低。例如，一筆去中心化交易所的貨幣兌換交易的交易費在擁堵時可能會超過100美元，這讓很多用戶望而卻步。

7、二層網(wǎng)絡(layer?2)技術(shù)是構(gòu)建在layer1之上的擴展性解決方案，旨在解決layer1的效率低和交易費用高的問題。如圖1所示，交易可以在layer2上快速執(zhí)行，layer2按照一定的時機將最終狀態(tài)同步回layer1。layer2用于專門提供高速的交易處理，而安全性和去中心化交由layer1去保障。這樣，減輕layer1壓力的同時，layer2上執(zhí)行交易的gas費可以大幅下降，將layer2上交易執(zhí)行的最終狀態(tài)(而不是layer2上所有的狀態(tài))同步回layer1所需的gas費也可以大幅下降。在layer1之上架構(gòu)layer?2的技術(shù)，實際上是將交易或合約的執(zhí)行過程與最終狀態(tài)的保存分離開，執(zhí)行過程放到了layer2，layer1只需要保存最終的狀態(tài)。這個設計中，需要保證layer2上交易或合約的執(zhí)行過程的正確性，并且寫入layer1的狀態(tài)與layer2上正確執(zhí)行的結(jié)果是一致的。

8、layer2包括一種稱為卷疊(rollup)的機制。rollup的核心思路如圖1所示，是在layer1上保存能夠驗證交易過程的憑證，而將交易過程(計算過程)還有狀態(tài)存儲運行在layer2中。所謂交易過程的憑證，包括一組交易執(zhí)行前的狀態(tài)(pre-state)和該組交易執(zhí)行后的狀態(tài)(post-state)以及該組交易，可以用于驗證這組交易對應的狀態(tài)轉(zhuǎn)移是否正確，還可以用于還原出layer2上所有交易的執(zhí)行過程和所有賬戶的狀態(tài)，從而消除layer2上由于數(shù)據(jù)可用性帶來的安全風險。

9、當前主流的rollup機制包括tee?rollup和zkrollup兩種。其中，tee?rollup為基于可信執(zhí)行環(huán)境(tee)的二層擴展方案，其中通過鏈下批量處理交易并由tee對交易的執(zhí)行生成有效性證明。tee為硬件級安全隔離區(qū)域，保障代碼和數(shù)據(jù)免受外部攻擊。zkrollup是一種基于零知識證明(zkp)的二層擴容方案，其中通過鏈下批量處理交易并基于零知識證明算法對交易的執(zhí)行生成有效性證明，提升區(qū)塊鏈網(wǎng)絡的交易吞吐量、降低費用，同時保障安全性。然而基于zkrollup的layer2一個顯著問題是，zk證明的時間過長，計算代價過大，一定程度上限制了性能的提升。而基于tee?rollup的layer2在未來技術(shù)進步(例如量子計算機得到發(fā)展)之后有可能存在安全性問題(后向安全性)。

10、在區(qū)塊鏈重要的應用領域，如現(xiàn)實世界資產(chǎn)(real?world?assets，rwa)，隨著鏈上資產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)增長，交易體量增加，可以預見對區(qū)塊鏈系統(tǒng)的挑戰(zhàn)是全面的。rwa是指通過區(qū)塊鏈技術(shù)將現(xiàn)實世界中的有形或無形資產(chǎn)(如房地產(chǎn)、債券、商品、知識產(chǎn)權(quán)等)轉(zhuǎn)化為可在鏈上流通和交易的數(shù)字資產(chǎn)，其核心是通過智能合約等技術(shù)手段，將傳統(tǒng)資產(chǎn)的所有權(quán)或收益權(quán)以數(shù)字資產(chǎn)的形式映射到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中，實現(xiàn)資產(chǎn)的高效流轉(zhuǎn)和價值重構(gòu)。rwa作為一種結(jié)合傳統(tǒng)金融業(yè)務和區(qū)塊鏈技術(shù)的創(chuàng)新應用領域，需要基礎設施保障安全可信的前提下提供接近傳統(tǒng)金融交易系統(tǒng)的性能要求，包括低延遲、高頻、高吞吐等特性。目前看現(xiàn)有的layer2技術(shù)往往只側(cè)重解決其中一個維度的問題，難以全面適應未來rwa業(yè)務的發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)二層網(wǎng)絡卷疊的方法，以在加快反饋用戶的同時，提高二層網(wǎng)絡的安全性。

2、本說明書第一方面提供一種實現(xiàn)二層網(wǎng)絡卷疊的方法，包括：

3、二層網(wǎng)絡的排序器從交易池中拉取交易，對所述拉取的交易排序并打包，得到打包交易，基于所述打包交易執(zhí)行前的初始狀態(tài)按序執(zhí)行所述打包交易，得到各個交易的執(zhí)行結(jié)果，將所述執(zhí)行結(jié)果反饋給對應的用戶，生成與所述打包交易對應的第一后狀態(tài)根；將所述打包交易、所述初始狀態(tài)以及初始狀態(tài)對應的第一前狀態(tài)根和第一后狀態(tài)根發(fā)送至二層網(wǎng)絡的軌跡生成模塊；

4、所述軌跡生成模塊基于所述初始狀態(tài)按序執(zhí)行所述打包交易，得到所述打包交易的執(zhí)行軌跡，將所述打包交易、所述初始狀態(tài)、所述執(zhí)行軌跡、所述第一前狀態(tài)根和所述第一后狀態(tài)根提供給證明模塊，所述證明模塊包括第一證明器和第二證明器；所述第一證明器采用可信執(zhí)行環(huán)境實現(xiàn)，所述第二證明器基于零知識證明算法實現(xiàn)；

5、所述第一證明器基于所述打包交易、所述初始狀態(tài)、所述第一前狀態(tài)根和所述第一后狀態(tài)根，生成第一證明，通過第一主網(wǎng)交易將所述第一證明上傳至主網(wǎng)的卷疊合約；

6、所述第二證明器基于所述執(zhí)行軌跡、所述第一前狀態(tài)根和所述第一后狀態(tài)根，生成第二證明，通過第二主網(wǎng)交易將所述第二證明上傳至主網(wǎng)的卷疊合約，所述第一證明和所述第二證明用于共同確定所述打包交易是否正確執(zhí)行。

7、本說明書第二方面提供一種二層網(wǎng)絡，包括排序器、軌跡生成模塊和證明模塊，所述證明模塊包括第一證明器和第二證明器；所述第一證明器采用可信執(zhí)行環(huán)境實現(xiàn)，所述第二證明器基于零知識證明算法實現(xiàn)，其中：

8、排序器，用于從交易池中拉取交易，對所述拉取的交易排序并打包，得到打包交易，基于所述打包交易執(zhí)行前的初始狀態(tài)按序執(zhí)行所述打包交易，得到各個交易的執(zhí)行結(jié)果，將所述執(zhí)行結(jié)果反饋給對應的用戶，生成與所述打包交易對應的第一后狀態(tài)根；將所述打包交易、所述初始狀態(tài)以及初始狀態(tài)對應的第一前狀態(tài)根和第一后狀態(tài)根發(fā)送至二層網(wǎng)絡的軌跡生成模塊；

9、所述軌跡生成模塊用于：基于所述初始狀態(tài)按序執(zhí)行所述打包交易，得到所述打包交易的執(zhí)行軌跡，將所述打包交易、所述初始狀態(tài)、所述執(zhí)行軌跡、所述第一前狀態(tài)根和所述第一后狀態(tài)根提供給證明模塊，所述證明模塊包括第一證明器和第二證明器；所述第一證明器采用可信執(zhí)行環(huán)境實現(xiàn)，所述第二證明器基于零知識證明算法實現(xiàn)；

10、所述第一證明器用于：基于所述打包交易、所述初始狀態(tài)、所述第一前狀態(tài)根和所述第一后狀態(tài)根，生成第一證明，通過第一主網(wǎng)交易將所述第一證明上傳至主網(wǎng)的卷疊合約；

11、所述第二證明器用于：基于所述執(zhí)行軌跡、所述第一前狀態(tài)根和所述第一后狀態(tài)根，生成第二證明，通過第二主網(wǎng)交易將所述第二證明上傳至主網(wǎng)的卷疊合約，所述第一證明和所述第二證明用于共同確定所述打包交易是否正確執(zhí)行。

12、本說明書第三方面提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，當所述計算機程序在計算機中執(zhí)行時，令計算機執(zhí)行第一方面所述的方法。

13、本說明書第四方面提供一種計算設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器中存儲有可執(zhí)行代碼，所述處理器執(zhí)行所述可執(zhí)行代碼時，實現(xiàn)第一方面所述的方法。

14、本說明書第五方面提供一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序/指令，該計算機程序/指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)第一方面所述方法的步驟。

15、通過本說明書實施例中的實現(xiàn)二層網(wǎng)絡卷疊的方案，通過在二層網(wǎng)絡中增加軌跡生成模塊來生成打包交易的執(zhí)行軌跡，并在證明模塊中包括tee證明器和zk證明器，可以實現(xiàn)低延遲返回，高吞吐確認，異構(gòu)證明交叉驗證保障數(shù)據(jù)后向安全的能力，從而可支持與傳統(tǒng)金融體系的安全、高效對接，為rwa類創(chuàng)新金融業(yè)務提供技術(shù)基礎設施。