Blockchain Interoperability in UAV Networks: State-of-the-art and Open Issues
区块链技术的突破促进了各种基于网络的无人机应用的出现和部署。然而，这些应用程序的充分利用仍然受到限制，因为每个应用程序都在一个孤立的区块链上运行。因此，通过引入一个跨区块链平台来协调这些区块链片段是不可避免的，该平台管理无人机网络环境中资产的相互通信和转移。在本文中，我们提供了基于区块链的无人机网络应用的最新调查。我们还调查了关于最先进的跨区块链框架的文献，以突出该领域的最新进展。根据我们的调查结果，我们介绍了一系列与无人机网络相关的场景，这些场景可以利用当前可用的跨区块链解决方案的潜力。最后，我们确定了与无人机网络交叉区块链方案应用相关的开放问题和潜在挑战，这些问题和挑战有望指导未来的研究方向。
2021-11-18 cs.CR
MAP the Blockchain World: A Trustless and Scalable Blockchain Interoperability Protocol for Cross-chain Applications
针对现有区块链互操作协议的可扩展性差与信任问题，研究提出无需信任的MAP协议，通过跨链中继与优化的zk轻客户端方案降本，经大规模评估与实际部署验证有效，还构建了首个真实跨链数据集。
2024-11-01 cs.CR
QLink: Quantum-Safe Bridge Architecture for Blockchain Interoperability
Penn State University（宾夕法尼亚州立大学）
QLink通过整合后量子密码学、量子密钥分发和硬件安全模块，构建了量子安全的区块链互操作架构，提升跨链通信的安全性和可扩展性。
2025-12-20 cs.CR
A Survey on Blockchain Interoperability: Past, Present, and Future Trends
区块链互操作性正在成为区块链技术的关键特征之一，但实现它所需的知识是分散的。这一事实使得学术界和业界在区块链之间无缝实现互操作性方面面临挑战。鉴于这个新领域的新颖性和潜力，我们对区块链互操作性进行了文献综述，收集了262篇论文和70篇灰色文献，构成了332篇文献的语料库。从这332篇文献中，我们系统地分析和讨论了80篇文献，包括同行评议的论文和灰色文献。我们的评论将研究分为三类：加密货币导向的互操作性方法，区块链引擎和区块链连接器。每个类别又根据规定的标准进一步分为子类别。我们不仅讨论了每个类别和子类别内的研究，而且还讨论了跨类别的研究，提供了区块链互操作性的整体概述，为该领域的系统研究铺平了道路。我们的研究结果表明，区块链互操作性比加密货币具有更广泛的范围。本调查采用了一种有趣的方法：我们系统地联系了灰色文献论文和行业解决方案的作者，以获得他们工作的最新观点。最后，本文讨论了支撑技术、标准、用例、开放挑战，并提出了未来的研究方向。
2021-03-22 cs.CR cs.DC
Towards a Design Philosophy for Interoperable Blockchain Systems
在本文中，我们讨论了可互操作的区块链系统的设计理念，使用互联网架构的设计理念作为确定关键设计原则的基础。在跨域事务的背景下讨论了几个互操作性的挑战。我们说明了这些原则是如何通知MIT Tradecoin系统的互操作性架构。
2018-05-15 cs.CR
Security Threats and Their Impact on Blockchain Interoperability: Identification and Countermeasures
本文系统识别并分类了区块链互操作性面临的安全威胁，分为五类，并针对每种威胁提出防御策略，为设计安全互操作方案提供结构化基础。
2026-06-15 cs.CR cs.SE
A Voting-Based Blockchain Interoperability Oracle
随着近年来越来越多的异构区块链平台被开发出来，如今的区块链格局已经严重碎片化。这些区块链平台无法相互交互，也无法与外部世界交互，因为它们之间的互操作性几乎没有得到重视。已经提出的区块链互操作性解决方案，如naive relay或oracle解决方案，通常并不广泛适用，因为它们要么太昂贵，要么非常资源密集。出于这个原因，我们提出了一个区块链互操作性预言机，它遵循基于阈值签名的基于投票的方法。oracle节点生成分布式私钥以执行链下聚合机制，从而共同响应请求。与最先进的中继方案相比，我们的方法不会产生任何持续的成本，并且由于链上组件只需要验证单个签名，因此与传统的Oracle解决方案相比，我们可以实现显着的成本节省。
2021-11-19 cs.CR cs.DC
Blockchain Interoperability Landscape
区块链已经成为许多行业中流行的新兴技术。它适用于广泛的应用程序，从作为不可变分布式账本的基础角色到分布式应用程序的部署。许多组织正在采用该技术，但在新兴领域选择特定的区块链实施会使他们面临重大的技术风险。选择错误的实现可能会使组织暴露于安全漏洞，减少对目标受众的访问，或者在将来切换到更成熟的协议时导致问题。区块链互操作性旨在通过增加区块链的可扩展性来解决这种适应性问题，从而在不牺牲原始区块链性能的情况下添加新的用例和功能。然而，大多数现有的区块链平台都需要为互操作性而设计，而跨平台发送资产等简单操作会产生问题。当几个不同的（单独安全的）协议组合在一起时，单独安全的加密协议可能变得不安全。同样，利用可信的托管人可能会削弱基于区块链的系统所提供的去中心化的大部分好处。尽管在区块链互操作性领域有一些研究和开发，但缺乏对各种基础设施选项的互操作性解决方案的描述。本文提出了一种描述区块链互操作性解决方案的方法，这将有助于关注新的发展，并评估该领域现有和未来的解决方案。
2022-12-19 cs.CR cs.DC
Testimonium: A Cost-Efficient Blockchain Relay
目前的区块链技术提供了非常有限的互操作性。特别是，使区块链能够验证其他区块链上数据存在的解决方案要么成本非常高，要么没有完全分散。为了克服这些限制，我们引入了Testimonium，这是一种新型的区块链中继方案，它应用了按需验证模式和简化支付验证的链上执行，以实现跨区块链的数据验证，同时保持完全去中心化。评估基于以太坊的区块链方案表明，Testimonium比现有解决方案的成本降低了92%。因此，该方案为通用区块链互操作性奠定了坚实的基础。例如，它可以为跨区块链的分布式事务开发一个原子提交协议。
2020-02-26 cs.CR
Enabling Blockchain Scalability and Interoperability with Mobile Computing through LayerOne.X
互操作性和可扩展性目前是阻碍区块链技术大规模采用的瓶颈。该项目的主要目标是开发一个可互操作和可扩展的网络，以促进真正分散的，无需许可的和安全的区块链以及实现微验证的区块链。Layer-One.X是一个真正去中心化的账本，它利用了para-sharding、有向无环图、参与证明共识机制、移动计算、Flash合约和核心脚本。还解释了包括代币组学在内的概念框架以及一些用例。该框架促进了每秒交易需求的增长，从而通过代币化实现小额支付和价值转移。
2021-09-30 cs.CR cs.DC
Exploring Blockchain Interoperability: Frameworks, Use Cases, and Future Challenges
Newcastle University（纽卡斯尔大学）；St Vincent Pallotti College of Engineering & Technology, Nagpur, India（圣文森特帕洛蒂工程与技术学院）；Cardiff University（卡迪夫大学）
本文探讨了区块链互操作性解决方案的核心方法与主要贡献，强调了连接异构区块链的重要性及案例研究的应用价值。
2026-04-28 cs.CR cs.DC
Automated Gateways: A Smart Contract-Powered Solution for Interoperability Across Blockchains
针对区块链互操作性挑战，提出Automated Gateways框架，直接集成核心基础设施并利用智能合约实现细粒度访问控制，高效安全地促进跨链交互与服务共享。
2024-07-19 cs.CR cs.DC
Blockchain for Academic Integrity: Developing the Blockchain Academic Credential Interoperability Protocol (BACIP)
针对全球学术欺诈与凭证验证互操作不足，本文提出融合双区块链、智能合约和零知识证明的BACIP协议，并通过混合方法初步验证其安全与效率潜力。
2024-06-17 cs.CR cs.CY
Zero Trust Chain A Design Pattern for Improved Interoperability and Security in Polkadot
本研究提出包括Zero Trust Chain在内的多种Polkadot互操作性设计模式，可提升跨链交易安全与通信效率，依托Polkadot定制专用链的灵活性推动区块链技术行业应用。
2023-04-28 cs.CR cs.DC
DeXTT: Deterministic Cross-Blockchain Token Transfers
目前的区块链技术提供了非常有限的互操作性。不同区块链之间的资产转移和数据交换限制降低了用户的可用性和舒适度，并阻碍了区块链领域的新发展。作为实现跨区块链互操作性的第一步，我们提出了DeXTT跨区块链传输协议，该协议可用于以分散的方式同时在任何数量的区块链上传输令牌。我们提供了一个使用Solidity的参考实现，并评估其性能。我们展示了DeXTT相对于参与节点数量的对数可扩展性，并分析了转移令牌的成本要求。
2019-05-15 cs.CR cs.DC
Semantic Interoperability on Blockchain by Generating Smart Contracts Based on Knowledge Graphs
Telfer School of Management, University of Ottawa（渥太华大学特尔弗管理学院）；Rensselaer Polytechnic Institute（伦斯勒理工学院）
本研究提出基于知识图谱生成智能合约的方法，实现区块链上的语义互操作性，并在医疗案例中验证了其正确性和经济性。
2024-09-11 cs.AI cs.CR
Wrapping trust for interoperability. A study of wrapped tokens
众所周知，区块链传统上对现实世界视而不见。这意味着当智能合约需要外部数据时，需要依赖称为Oracle的第三方。然而，重新引入信任和单点故障，oracle的实现仍然是有争议和争论的。对现实世界的盲目性使得区块链也无法相互通信，从而阻止了任何形式的互操作性。解决互操作性问题的早期方法是由包装令牌构成的，代表在非原生区块链上发布的区块链原生令牌。类似于Oracle如何重新引入信任和单点故障，包装令牌的发行涉及第三方，在评估跨链的优势时需要考虑其特征。本文概述了包装令牌及其发行中实现的主要技术。优点，以及限制，也列出和讨论。
2021-09-14 cs.CR econ.GN q-fin.EC
Self-Sovereign Identity for Trust and Interoperability in the Metaverse
随着计算能力和速度的进步，互联网正在从基于屏幕的信息转变为沉浸式和极低延迟的Web 3.0和Metaverse通信环境。随着Metaverse技术的出现，在连接性方面需要更严格的要求，例如安全访问和数据隐私。未来的技术，如6G、区块链和人工智能（AI），可以缓解其中一些挑战。Metaverse现在正处于安全和隐私问题对于成功适应这种颠覆性技术至关重要的边缘。Metaverse和Web 3.0将是去中心化的，匿名的和可互操作的。Metaverse是数字孪生和不可替代代币（NFT）的虚拟世界。在集中式服务器上控制和拥有用户数据是众多安全和隐私问题的原因。本文提出了一种使用与区块链集成的自我主权身份（SSI）来解决安全性和互操作性挑战的解决方案。自我主权身份的哲学，其中用户是其身份的唯一持有者和所有者，可以方便地解决Metaverse中的去中心化，信任和互操作性问题。这项工作还讨论了一个单一的，开放的标准，值得信赖的，可互操作的Metaverse的初步设计和实现的SSI概念的愿景。
2023-03-01 cs.CR
Harmonizing sensitive data exchange and double-spending prevention through blockchain and digital wallets: The case of e-prescription management
医疗行业的数字化转型需要为所有利益相关者提供方便和高效的解决方案，同时保护患者的敏感数据。一个已经吸引了设计导向研究的例子是医疗处方。然而，电子处方管理系统的当前实现通常会创建集中的数据孤岛，使用户数据容易受到网络安全事件的影响并阻碍互操作性。研究还提出了基于区块链技术的去中心化解决方案，但与隐私相关的挑战往往被忽视。我们进行设计科学研究，开发和实施一个基于两个区块链和一个数字钱包应用程序的电子处方交换系统。我们的解决方案通过可验证的凭证和基于令牌的匿名双重支出支票，将医生，患者和药房之间的双边，可验证和以隐私为中心的信息交换结合起来。我们的定性和定量评估以及安全分析表明，该架构可以通过设计，高水平的安全性，足够的性能和可扩展性以及与用户，企业和机构新兴数字身份管理解决方案的互操作性，为患者提供对其数据的控制，从而改善现有的电子处方管理方法。我们还得出原则，如何设计分散的，面向隐私的信息系统，既需要交换的敏感信息和双重用途的保护。
2023-01-03 cs.CR
Bridging Sapling: Private Cross-Chain Transfers
互操作性是区块链技术的主要挑战之一，这些技术通常被设计为独立的系统。以隐私为中心的区块链的互操作性方案特别难以设计：它们必须与底层区块链的独特隐私功能相结合，以便在旨在混淆交易的协议中证明有关特定交易的声明。这导致用户被迫削弱其隐私，例如通过使用集中式交易所将资产从一个链转移到另一个链。我们提出了ZCLAIM，这是一个基于Zcash隐私保护协议的无信任跨链资产迁移框架。ZCLAIM与Zcash的Sapling版本的实现集成在一个支持智能合约的发行链上，以实现私有的跨链转账。我们表明，可以通过一组抵押中介创建代币化表示，而无需依赖或向任何第三方透露总额。
2022-04-22 cs.CR
XIR: A Framework for Interoperability across Cross-Chain Protocols Based on a Verifiable Intermediate Representation
Institute of Computing Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院计算技术研究所）；Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学杭州高等研究院）；School of Computer Science and Technology, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学计算机科学与技术学院）；Beijing Advanced Innovation Center for Future Blockchain and Privacy Computing, Beihang University（北京航空航天大学未来区块链与隐私计算高精尖创新中心）；Shandong Key Laboratory of Blockchain Finance, Shandong University of Finance and Economics（山东财经大学山东省区块链金融重点实验室）
XIR提出基于可验证中间表示的框架，通过组合现有连接实现跨协议多跳路径，避免大量点对点配置，将区块链可达性从14.64%提升至96.86%。
2026-10-23 cs.CR cs.DC
A Taxonomic Approach to Understanding Emerging Blockchain Identity Management Systems
身份管理系统（IDM）被广泛用于提供用户身份，同时管理组织内和Web上的身份验证、授权和数据共享。传统的身份系统通常存在单点故障、缺乏互操作性和隐私问题，例如启用大规模数据汇集和用户跟踪。区块链技术有可能缓解这些担忧：它可以支持用户控制自己的标识符和凭据的保管能力，从而实现具有内置控制和同意机制的新型数据所有权和治理模型。因此，可以使用户和企业受益的基于区块链的IDM开始激增。这项工作根据区块链架构、治理模型和其他显著特征的差异将这些系统分类。通过描述相关术语、新兴标准和用例，同时强调相关的安全性和隐私注意事项，为分类法提供了上下文。
2020-01-15 cs.CR
Blockchain-Enabled Management Framework for Federated Coalition Networks
本文提出基于区块链的联邦联盟网络管理框架，通过用例和关键功能设计指南提升网络韧性与安全性，并验证其在信息加密中的有效性和性能。
2025-03-12 cs.CR cs.SY eess.SY
Blockchain Infrastructure for Intelligent Cyber--Physical--Social Systems:Post-Quantum Security, Interoperability, and Trustworthy Data Economies in the Era of Embodied AI
Hong Kong University of Science and Technology（香港理工大学）；Sun Yat-sen University（中山大学）；Amazon Web Services（亚马逊网络服务）；Duke Kunshan University（杜克昆山大学）
本教程探讨区块链作为协调层，融合后量子密码学与具身AI，实现可扩展、可信的数据经济与跨组织治理。
2026-06-05 cs.AI cs.CR cs.CY
Topos: A Secure, Trustless, and Decentralized Interoperability Protocol
Topos是一个开放的互操作性协议，旨在通过用加密构造和去中心化替换信任假设来尽可能减少信任假设，同时表现出巨大的可扩展性。该协议不使用中央区块链，也不使用共识来确保在公共和私有区块链的异构生态系统中一致地传递消息，称为“TCE”，而是依赖于由分布式网络实现的弱因果可靠广播，我们称之为$\textit{Transmission Control Engine}$（TCE）。跨子网消息的有效性由$\textit{Universal Certificate Interface}$（UCI）确保，并且源于zkSTARK证明，该证明断言由Topos zkVM执行的“状态转换”的有效性。这种计算完整性的证明可以由协议内外的任何其他参与者公开验证，例如其他审计公司或审计公司。TCE和DRM之间的接口利用ICE-FROST协议，这是一种创新的阈值签名方案，其静态公钥允许在DRM在协议中注册后唯一地标识DRM。Topos协议被设计为向生态系统提供$\textit{uniform security}$并处理任何类型的干扰（例如，许可的、无许可的），以适应任何业务用例，并为全球采用和互联网基础层的新标准铺平道路。
2023-02-08 cs.CR cs.DC
CBDC-AquaSphere: Interoperable Central Bank Digital Currency Built on Trusted Computing and Blockchain
本文提出CBDC-AquaSphere协议，结合可信执行环境与区块链实现半中心化CBDC账本间的原子互操作转账，并分析了其安全性、可扩展性及多国央行和单国零售银行两种部署场景。
2023-05-26 cs.CR cs.DC
ACE Runtime - A ZKP-Native Blockchain Runtime with Sub-Second Cryptographic Finality
Yeah LLC（Yeah有限责任公司）
ACE运行时通过身份授权分离和零知识证明技术，实现亚秒级加密最终性，降低验证成本并提升后量子迁移能力。
2026-03-10 cs.CR cs.DC
XChainDataGen: A Cross-Chain Dataset Generation Framework
本文提出 XChainDataGen 框架，从11条区块链和五个跨链协议提取大规模真实跨链交易数据，并据此分析协议在安全、成本与性能上的权衡。
2025-03-17 cs.CR cs.DC
A Novel Blockchain-based Trust Model for Cloud Identity Management
安全可靠的身份管理已成为当今云计算面临的最大挑战之一，这主要是由于该模型生成的大量新的基于云的应用程序，这意味着需要提供、监控和保护更多的用户帐户、密码和个人信息。目前，身份联合是克服上述问题并通过允许有效的身份验证机制和使用来自跨多个域分布的数据的身份信息来简化用户体验的最有用的解决方案。然而，这种方法在管理云服务提供商及其客户端的信任关系方面产生了相当大的复杂性。联合身份管理系统中的信任管理不善带来了许多安全、隐私和互操作性问题，这导致组织不愿意将其关键身份数据迁移到云端。在本文中，我们的目标是通过引入一种基于区块链的新型信任和身份管理模型来解决这些问题，用于云身份管理，并提高安全性和隐私性。
2019-03-12 cs.CR
Analyzing the Impact of Elusive Faults on Blockchain Reliability
本文通过故障注入实验实证分析了智能合约中难以被主流验证工具检测的故障对区块链系统运行时可靠性的影响，发现三种工具检测能力有限且存在互补性，而若干难以察觉的故障会导致严重的区块链故障。
2023-04-11 cs.CR cs.SE
Towards a Scalable and Trustworthy Blockchain: IoT Use Case
最近，区块链作为一种新技术获得了发展势头，产生了大量新的分散式应用程序（例如，物联网（IoT）。然而，它与物联网的整合仍然面临着几个问题（例如，可伸缩性、灵活性）。配置资源以支持大量连接的物联网设备意味着拥有可扩展和灵活的区块链。为了解决这些问题，我们提出了一种适用于物联网的可扩展和可信赖的区块链（STB）架构;该架构使用区块链分片和Oracle以完全分布式和可信赖的方式在不可靠的物联网设备之间建立信任。特别是，我们设计了一个点对点的甲骨文网络，确保数据的可靠性，可扩展性，灵活性和可信度。此外，我们引入了一种新的轻量级共识算法，该算法可以显着扩展区块链，同时确保区块链参与者之间的互操作性。结果表明，我们提出的机顶盒架构实现了灵活性，效率和可扩展性，使其成为一个有前途的解决方案，适用于物联网环境。
2022-01-27 cs.CR cs.NI
VeilAudit: Breaking the Deadlock Between Privacy and Accountability Across Blockchains
RMIT University（皇家墨尔本理工大学）；Green Cryptocurrency Joint Research Laboratory (GreenCryptoLab)（绿色加密货币联合研究实验室）
VeilAudit提出跨链审计框架，通过仅审计员可链接性和零知识证明，在保护用户隐私的同时实现监管问责，并支持声誉机制，经原型验证适用于多链环境。
2025-10-16 cs.CR
Open problems in cross-chain protocols
区块链互操作性是一个重要的研究领域，旨在在孤立的区块链之间建立桥梁。随着密码学的进步，学术界发布了新的协议，并应用于工业中的不同应用和产品。从理论上讲，这些创新协议通过包含形式化证明提供了强大的隐私和安全保障。然而，纯理论工作往往缺乏现实世界应用的视角。在这项工作中，我们描述了开发人员在构建跨链产品时遇到的一些几乎没有研究的问题。
2021-01-29 cs.CR cs.SE
Generative AI-enabled Blockchain Networks: Fundamentals, Applications, and Case Study
Duy Tan University（维新大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；University of Technology Sydney（悉尼科技大学）；Auburn University（奥本大学）
该研究探讨生成式人工智能（GAI）在区块链领域的应用，介绍相关技术与集成方案，验证GAI可解决区块链安全、隐私等挑战，还通过案例证明生成扩散模型能优化区块链网络性能，并指明未来研究方向。
2024-01-28 cs.AI cs.CR
Blockchain Signatures to Ensure Information Integrity and Non-Repudiation in the Digital Era: A comprehensive study
Adamas University（阿达玛斯大学）；Nopany Institute of Management Studies（诺帕尼管理研究学院）
本研究综合调研区块链平台中的数字签名方案，分析其不可否认性、安全属性及部署权衡，强调精心选择签名对保障信息完整性的核心作用。
2025-10-26 cs.AI cs.CR
AIREP: A Protocol for Per-Decision Evidence in AI Runtime Governance
Phionyx Research（菲奥尼克斯研究院）
AIREP是一种用于记录自动化AI运行时治理决策的协议，以签名对象形式存储决策，通过SHA-256哈希链防篡改，可供相关AI运行时采用。
2026-09-18 cs.AI cs.CR
Auditable Ledger Snapshot for Non-Repudiable Cross-Blockchain Communication
Pinggy Technology Private Limited（Pinggy科技有限公司）
本文提出 InterSnap 方法，通过可审计的区块链快照实现跨区块链交易的不可否认性，增强系统韧性并降低攻击影响。
2025-11-20 cs.CR cs.SY eess.SY
Abstract interpretation of Michelson smart-contracts
智能合约的静态分析在区块链平台上变得越来越普遍。分析器依赖于符号执行或模型检验等技术，但很少有分析器能同时提供强可靠性和保证分析的终止性。由于智能合约经常操纵经济资产，因此证明数字属性超出了运行时错误的情况也是可取的。智能合约执行模型与主流程序设计语言有很大不同，并且因区块链而异，使得最先进的分析难以适应。例如，智能合约调用可能会修改影响后续调用的持久性存储。这使得工具很难推断出正式确保不存在可利用漏洞所需的不变量。Tezos区块链中使用的Michelson智能合约语言是强类型的，基于堆栈的，并且具有严格的执行模型，几乎没有隐式运行时错误的机会。我们提出了一个正在进行的静态分析迈克尔逊的基础上抽象解释和MOPSA，一个模块化的静态分析器内实现。我们的工具支持迈克尔逊语义特征，包括对外部契约的内部调用。它可以证明不存在运行时错误，并在无限数量的调用上推断持久存储上的不变量。它也被扩展到证明高级别的数值和安全属性。CCS概念：$\bullet$安全和隐私$\rightarrow$逻辑和验证; $\bullet$软件及其工程$\rightarrow$自动化静态分析。
2022-10-11 cs.CR cs.PL cs.SE
