一种基于身份绑定可信执行环境中继的跨链执行控制方法及系统

本发明涉及区块链，尤其是涉及一种基于身份绑定可信执行环境中继的跨链执行控制方法及系统

背景技术：

1、随着联盟链、行业链以及异构区块链网络的快速发展，不同链之间的数据协同、资产迁移、业务联动和状态共享需求日益增强。为了实现链间互操作，业界提出了多种跨链通信、跨链验证和跨链执行方案，例如基于中继、网关、轻客户端验证、证明提交、哈希时间锁定或多签确认等机制。然而，在联盟链跨链执行场景中，现有技术仍然面临一系列难以回避的问题。

2、首先，现有方案中的中继节点或者执行代理往往依赖长期有效的节点证书、长期私钥或固定身份标识承担跨链消息签名和执行转发职责。由于跨链执行通常运行在持续在线的热路径上，一旦长期凭证在运行过程中被暴露、复制或被非授权调用，则可能导致持续性的未授权转发、签名冒用或权限滥用。

3、其次，很多跨链方案采用公共trace标识、交易流水号或者上下文编号来追踪跨链请求，但若缺乏严格的一次性消费控制，则同一跨链请求可能被重复提交、重放或重复解释，进而导致资产重复mint、状态重复unlock、消息重复确认等异常结果。

4、再次，现有跨链执行机制常常要求目标链侧承担较重的验证负担，例如重新验证源链共识结果、验证完整包含证明、执行复杂证明计算或同步大量历史状态。该类方式虽然在理论上增强了跨链安全性，但在工程部署上会显著增加目标链的执行开销、接入复杂度和维护成本。

5、此外，传统跨链方案还存在执行权限与长期身份耦合过紧的问题。如果直接以长期身份作为跨链执行身份，则长期身份的暴露会放大安全风险；如果采用匿名中继或弱身份机制，则又会在审计、治理、责任追溯和权限归属方面存在明显不足。

6、因此，亟需一种新的跨链执行控制机制，以便在不依赖长生命周期凭证持续暴露的情况下，仍然能够实现可信中继、短时授权、单次消费控制以及目标侧轻量化门控验证，从而提高联盟链跨链执行的安全性、效率和可部署性。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于身份绑定可信执行环境中继的跨链执行控制方法及系统，用于克服现有技术中的上述缺陷。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、一种基于身份绑定可信执行环境中继的跨链执行控制方法，包括：

4、身份准入步骤，在可信执行环境内生成中继节点长期身份密钥对，基于长期身份公钥生成硬件证明，并结合组织背书向身份注册模块提交注册请求；所述身份注册模块验证证书签名、硬件证明、公钥绑定关系及组织标识后完成中继身份注册；

5、会话授权步骤，在可信执行环境内对用户能力凭证进行权限校验，校验通过后派生短时会话密钥对，生成会话句柄并登记至会话注册表；

6、源链锁定步骤，源链网关依据会话句柄查询会话注册表，在会话有效且签名验证通过后，对待转移对象执行锁定并生成源链锁定快照记录；

7、中继提交步骤，中继节点监听锁定事件后，向目标链提交中继消息、会话签名及所述源链锁定快照记录；

8、目标链执行步骤，目标链依次对会话有效性、会话签名、锁定快照的授权签名、字段一致性、新鲜度及跨链执行标识唯一性进行证明门控验证，验证通过后执行目标链状态更新操作，并以原子方式将跨链执行标识写入已处理集合，若验证未通过则终止执行且不变更目标链状态。

9、作为优选，所述硬件证明由可信执行环境基于长期身份公钥生成，用于证明所述长期身份密钥对由可信执行环境生成且私钥不离开可信执行环境；所述身份注册模块对注册请求执行以下验证：验证证书签名合法有效、验证硬件证明绑定公钥与长期身份公钥一致、验证组织标识与硬件执行环境归属一致，以及验证长期身份公钥未被撤销；任一验证不通过则不接纳该中继身份。

10、作为优选，所述会话句柄由可信执行环境对中继身份标识、会话公钥、会话有效期及随机数进行哈希运算生成；所述会话注册表中记录会话句柄、会话公钥、中继身份标识、会话有效期、会话状态及撤销原因；所述会话状态至少包括活跃、已过期、已撤销及已消费；会话在完成注册后进入活跃状态，在达到有效期或被撤销后进入已过期或 已撤销状态，在目标链成功执行一次后进入已消费状态；且当可信执行环境重启后，若未能从密封存储或外部注册表恢复对应会话状态，则将所述会话标记为失效并要求重新派生会话，处于非活跃状态的会话在源链锁定步骤和目标链执行步骤中均被判定为无效。

11、作为优选，所述源链锁定快照记录至少包括跨链执行标识、锁定业务标签、会话句柄、源链标识、锁定状态、源链交易哈希、锁定事件哈希、快照时间戳、授权签名及锁定对象；所述源链锁定快照记录由单一授权签名者签名生成，或者由多个授权签名者按照阈值签名方式共同生成；所述目标链依据授权列表中的签名者公钥对授权签名执行验证，验证失败则终止执行，所述授权列表由治理合约、注册模块或联盟管理节点负责维护，支持对授权签名者的新增、撤销与轮换操作，并通过版本号或生效区块高度标识当前有效列表版。

12、作为优选，所述目标链执行步骤中的证明门控验证包括：依据会话句柄查询会话注册表并验证会话状态；验证中继消息由会话私钥签名且签名内容覆盖跨链请求关键字段验证源链锁定快照记录中的授权签名，所述授权签名包括快照签名验证以及授权列表验证；校验中继消息与源链锁定快照记录中的跨链执行标识、会话句柄及源链标识一致；验证锁定状态为已锁定且快照时间戳处于预设新鲜度窗口内；检查跨链执行标识未存在于已处理集合中；任一步骤验证失败则立即终止目标链执行。

13、作为优选，仅在目标链状态更新操作执行成功后，才以原子操作方式将跨链执行标识写入已处理集合；若状态更新失败，则不写入已处理集合；后续收到相同跨链执行标识时，目标链通过查询已处理集合拒绝重复执行；在退款恢复完成后，源链将对应跨链执行标识标记为已退款状态，并解除锁定状态。

14、作为优选，所述目标链状态更新操作包括资产铸造、资产解锁、状态同步、凭证发放、权限开通或订单确认中的至少一种；目标链完成状态更新后，向源链或治理模块发送执行确认通知，源链依据所述执行确认通知将对应跨链执行标识标记为已完成状态。

15、一种基于身份绑定可信执行环境中继的跨链执行控制系统，包括身份准入模块、会话授权模块、源链锁定模块、目标链证明门控模块、已处理记录模块及超时恢复模块；

16、所述身份准入模块用于生成长期身份密钥对并完成硬件证明绑定；

17、所述会话授权模块用于派生会话密钥对、生成会话句柄并维护会话注册表；

18、所述源链锁定模块用于执行锁定操作并生成源链锁定快照记录；

19、所述目标链证明门控模块用于依次验证会话有效性、会话签名、锁定快照的授权签名、字段一致性、新鲜度及跨链执行标识唯一性，并在验证通过后执行目标链状态更新；

20、所述已处理记录模块用于在状态更新成功后写入跨链执行标识；

21、所述超时恢复模块用于在超时或执行失败时解除锁定并返还待转移对象。

22、本发明的有益效果：将长期身份与短期执行权限分离，减少长期凭证在热路径中的暴露面；通过可信执行环境内生成短时会话密钥和会话句柄，使执行授权具有时效性、可撤销性和可审计性；通过源链锁定快照记录与目标侧证明门控，将重型源链验证过程压缩为轻量化的结构校验和授权验证；通过对公共trace标识执行单次消费控制，抑制重放攻击和重复执行；通过身份绑定、状态门控、时间门控和单次消费门控的组合，形成适合联盟链跨链执行的紧凑、安全、可审计路径；使目标链无需承担全量源链重验证负担，从而降低部署复杂度和执行成本；在多组织、多链、多角色治理结构下具备较好的工程适配性和扩展性。