(19)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 202210829969.4 (22)申请日 2022.07.15 (71)申请人 东北大学秦皇岛分校 地址 066004 河北省秦皇岛市经济技 术开 发区泰山路143号 (72)发明人 史闻博　陶玉　鲁宁　孙道涵　 陈延春　张显宇　 (74)专利代理 机构 沈阳东大知识产权代理有限 公司 21109 专利代理师 李珉 (51)Int.Cl. H04L 9/40(2022.01) H04L 9/32(2006.01) G06Q 20/38(2012.01) G06Q 20/32(2012.01) (54)发明名称 一种可监管的区块链支付通道网络及监管 方法 (57)摘要 本发明提供一种可监管的区块链支付通道 网络及监管方法， 涉及信息安全技术领域。 该支 付通道网络包括若干个瞭望塔， 并将整个支付通 道网络分为若干个局域支付通道网络， 各个局域 支付通道网络之间互连； 每个局域支付通道网络 均包括若干个通道用户和一个 路由计算终端， 由 路由计算终端替局域支付通道网络中所有通道 用户进行路由计算， 且各局域支付通道网络中的 路由计算终端互连； 通道用户作为交易的发起 者、 交易接收者以及中间节点， 负责发起交易以 及路由交易； 瞭望塔为通道用户提供存储服务和 争议服务； 路由计算终端为通道用户进行路由路 径计算。 该支付通道网络实现了交易对监管部门 的公开和可追溯， 实现对通道内交易以及跨通道 交易的监管。 权利要求书4页 说明书16页 附图2页 CN 115314260 A 2022.11.08 CN 115314260 A 1.一种可监管的区块链支付通道网络， 其特征在于： 所述支付通道网络包括若干个瞭 望塔， 并将整个支付通道网络分为若干个局 域支付通道网络， 各个局 域支付通道网络之间 互连； 所述局 域支付通道网络包括若干个通道用户和 一个路由计算终端， 由路由计算终端 替局域支付通道网络中所有通道用户进行路由计算， 且各局域支付通道网络中的路由计算 终端互连； 所述通道用户作为交易的发起者、 交易接收者以及中间节点， 负责发起交易以及 路由交易； 所述瞭望塔为通道用户提供存储服务和争议服务； 所述路由计算终端为通道用 户进行路由路径计算。 2.一种可监管的区块链支付通道网络的监管方法， 基于权利要求1所述区块链支付通 道网络实现， 其特 征在于： 包括网络初始化阶段、 交易阶段、 关闭阶段和监管阶段； 所述网络初始化阶段包括瞭望塔监管注册、 用户监管注册、 瞭望塔推荐和支付通道创 建四部分； 所述瞭望塔监管注册和用户监管注册是指瞭望塔和用户在加入支 付通道网络之 前， 都需要在监管部门进行注册； 所述 瞭望塔推荐是指注册过 的瞭望塔能够根据用户的偏 好被监管部门推荐给用户， 向用户提供存储服务和争议服务， 并收取一定的费用； 所述支 付 通道创建是指用户向区块链发布支 付通道合约来创建支 付通道， 并在该支 付通道合约中初 始化通道信息； 所述交易阶段为通道用户进行交易的过程， 分为通道内交易和跨通道交易； 通道内交 易指两个有直接相连通道的用户进行 交易， 通道用户需要在交易过程中将通道状态与通道 用户签订的瞭望塔进 行存储备份； 跨通道交易指 两个无直接相连通道的用户借助中间通道 用户进行交易， 中间通道用户需要收取路由费用； 所述关闭阶段是指通道用户关闭支付通道的过程； 该过程分为两类， 第一类是通道用 户合作关闭通道， 第二类是通道用户不合作关闭通道； 当通道用户不在线时， 由签订的瞭望 塔替代通道用户进行权益争议； 所述监管阶段是指监管部门对区块链支付通道网络进行监管； 监管部门从 瞭望塔处获 取通道内交易数据从而实现通道内监管； 监管部门从路由计算终端处获取跨通道交易数 据， 并根据跨 通道交易序列seq以及路由路径信息来追踪跨 通道交易从而实现跨 通道监管。 3.根据权利要求2所述的一种可监管的区块链支付通道网络的监管方法， 其特征在于： 所述瞭望塔监管注 册的具体方法为： 步骤11： 监管部门向区块链发布瞭望塔管理合约； 所述瞭望塔管理合约的功能包括瞭 望塔注册、 瞭望塔服 务合约绑定、 惩罚瞭望塔和 增加瞭望塔罚金； 步骤12： 瞭望塔向监管部门发送监管注册请求； 所述监管注册请求中包含瞭望塔区块 链地址、 瞭望塔存 储费用、 瞭望塔争议费用、 瞭望塔罚金和瞭望塔公钥； 步骤13： 监管部门收到瞭望塔的注册请求后， 向瞭望塔管理合约发起交易， 交易中包括 瞭望塔区块链地址、 瞭望塔存储费用、 瞭望塔争议费用和瞭望塔公钥， 交易完成则瞭望塔注 册成功； 步骤14： 瞭望塔注册成功后， 向区块链发布瞭望塔服务合约； 所述瞭望塔服务合约的功 能包括签订用户、 增 加通道和删除通道。 4.根据权利要求2所述的一种可监管的区块链支付通道网络的监管方法， 其特征在于： 所述用户监管注 册的具体方法为： 监管部门发送自 己的公钥给用户； 用户生成对称密钥， 并用监管部门的公钥对该对称权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115314260 A 2密钥加密， 然后将加密后的对称密钥以及自己的公钥发送给监管部门， 完成用户监管注 册。 5.根据权利要求2所述的一种可监管的区块链支付通道网络的监管方法， 其特征在于： 所述瞭望塔 推荐的具体方法为： 步骤21： 用户向监管部门发送瞭望塔推荐请求， 瞭望塔推荐请求包括用户区块链地址 和瞭望塔属性偏好信息； 用户将瞭望塔 推荐请求和签名发送给监管部门； 步骤22： 监管部门验证瞭望塔推荐请求的签名后， 将 瞭望塔推荐结果和签名发送给用 户， 推荐结果中包括用户区块链地址、 瞭望塔区块链地址、 瞭望塔存储 费用、 瞭望塔争议费 用、 瞭望塔公钥和瞭望塔服 务合约地址； 步骤23： 用户收到瞭望塔推荐结果后， 验证瞭望塔推荐结果的签名， 向瞭望塔服务合约 发送交易， 交易中包括用户公钥。 6.根据权利要求2所述的一种可监管的区块链支付通道网络的监管方法， 其特征在于： 所述支付 通道创建的具体方法为： 步骤31： 用户A与用户B在区块链下发送彼此的区块链地址、 公钥、 彼此签订的瞭望塔区 块链地址、 瞭望塔服务合约地址、 瞭望塔公钥和瞭望塔争议费用， 商议通道初始资金分配方 案和通道初始状态版本号； 步骤32： 用户A生成通道初始状态和签名发送给用户B， 该通道初始状态包括通道初始 状态版本号、 用户A的区块链地址、 用户B的区块链地址、 用户A的通道初始资金和用户B的通 道初始资金； 步骤33： 用户B验证用户A生成的通道初始状态签名后， 生成通道初始状态的签名并发 送给用户A； 步骤34： 用户A验证用户B生成的通道初始状态签名后， 则向区块链发布支付通道合约； 所述支付 通道合约的功能包括用户关闭通道、 瞭望塔关闭通道、 正常 关闭和争议关闭。 7.根据权利要求2所述的一种可监管的区块链支付通道网络的监管方法， 其特征在于： 所述通道内交易的具体方法为： 步骤41： 通道用户A向直接相连的通道用户B发起第i次交易， 通道用户A生成新的通道 状态； 新的通道状态包括支 付通道合约地址、 通道第i次交易的版本号、 通道用户A的区块链 地址、 通道用户B的区块链地址、 通道用户A在第i次交易后通道内未被锁定的资金以及通道 用户B在第i次交易后通道内未被锁定的资金； 通道用户A对新的通道状态和通道第i次交易 的版本号分别生成签名， 并将新的通道状态和签名以及通道第i次交易的版本号的签名发 送给通道用户B； 步骤42： 通道用户B验证用户A 发送的签名后， 对新的通道状态和通道第i次交易的版本 号生成签名， 并将签名发送给通道用户A； 步骤43： 通道用户A验证用户B发送的签名后， 对新的通道状态进行对称加密， 对加密后 的新通道状态生 成签名， 并将通道内交易数据发送给通道用户A签订的瞭望塔； 该通道内交 易数据包括支付通道合约地址、 通道第i次交易的版本号、 通道用户A对支付通道合约地址 和通道第i次交易的版本号的签名、 通道用户B对支付通道合约底子和通道第i次交易的版 本号的签名、 加密后的新 通道状态以及通道用户A对加密后的新 通道状态的签名； 步骤44： 通道用户A签订的瞭望塔验证用户A发送的签名后， 替通道用户A存储备份通道 内交易数据， 对通道用户A的通道内交易数据生成签名， 并将存储凭证发送给通道用户A， 该权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115314260 A 3