跨鏈原子交換時間Oracle系統

一個基於以太坊的跨鏈原子交換（Atomic Swap）系統，具備時間Oracle服務、防雙重支付攻擊和完整超時保護機制。

🌟 專案特色

🔗 跨鏈原子交換: 支援Asset鏈和Payment鏈之間的安全資產交換
⏰ 時間Oracle服務: 提供準確的時間戳管理和超時監控
🛡️ 雙重支付防護: 即時檢測並阻止雙重支付攻擊
🔒 多階段超時保護: 完整的超時處理機制，確保資金安全
🧪 全面測試套件: 包含壓力測試、超時測試和安全性測試

📁 專案結構

contractTimeSender/
├── contract/                    # 智能合約
│   ├── assetContract.sol       # 資產交易合約
│   └── paymentContract.sol     # 支付交易合約
├── backend/                     # 後端服務
│   ├── server.js               # 主要Oracle服務器
│   ├── services/
│   │   └── logger.js           # 日誌記錄服務
│   └── test/                   # 測試套件
│       ├── autoTest.js         # 自動化測試
│       ├── stressTest.js       # 壓力測試
│       ├── run_timeout_tests.js # 超時測試
│       ├── TIMEOUT_TESTS_README.md
│       └── TIMEOUT_FIXES_SUMMARY.md
├── script/
│   └── test.sh                 # 測試執行腳本
├── package.json
└── README.md

🏗️ 系統架構

智能合約層

AssetContract.sol

負責資產鏈的交易管理：

交易生命週期管理（Initiated → AwaitingConfirmation → Confirmed → Completed/Failed）
密鑰驗證和資產轉移
防重入攻擊保護
超時自動退款機制

PaymentContract.sol

負責支付鏈的交易管理：

支付確認和管理
跨鏈交易關聯（assetTradeId）
自動退款保護
執行階段超時處理

Oracle服務層

核心功能

事件監聽: 實時監聽兩條鏈的TimeRequestSent事件
時間戳管理: 提供準確的時間戳給智能合約
跨鏈同步: 協調Asset和Payment鏈的交易狀態
風險檢測: 即時檢測雙重支付和時間同步風險

防護機制

// 雙重支付檢測
async function performImmediateDoubleSpendCheck(assetTradeId, paymentId, assetDuration, paymentDuration) {
    if (assetDuration < paymentDuration) {
        // 立即取消交易，防止攻擊
        await cancelBothTrades(assetTradeId, paymentId);
    }
}

🔄 交易流程

sequenceDiagram
    participant B as Buyer (買家)
    participant AC as AssetContract
    participant O as Oracle Service
    participant PC as PaymentContract
    participant S as Seller (賣家)

    Note over B,S: 🚀 跨鏈原子交換流程
    
    B->>AC: 1. inceptTrade()
    AC->>O: TimeRequestSent Event
    O->>AC: fulfillTime() - 設定開始時間
    
    B->>PC: 2. inceptPayment() + 資金
    PC->>O: TimeRequestSent Event  
    O->>PC: fulfillTime() - 設定開始時間
    
    Note over B,S: 🔍 雙重支付檢測
    O->>O: 檢測Asset/Payment時間差異
    
    S->>AC: 3. confirmTrade() + 資金
    AC->>O: TimeRequestSent Event
    O->>AC: fulfillTime() - 確認時間
    
    B->>PC: 4. confirmPayment()
    PC->>O: TimeRequestSent Event
    O->>PC: fulfillTime() - 確認時間
    
    Note over B,S: 🔑 密鑰揭示階段
    B->>PC: 5. transferWithKey() - 揭示賣家密鑰
    PC->>S: 支付轉移給賣家
    
    S->>AC: 6. transferWithKey() - 使用密鑰
    AC->>B: 資產轉移給買家
    
    Note over B,S: ✅ 交易完成

    loop 每30秒
        O->>O: checkAndHandleExpiredTrades()
        alt 交易超時
            O->>AC: handleFailedConfirmation()
            O->>PC: handleFailedConfirmation()
            AC->>S: 退款給賣家
            PC->>B: 退款給買家
        end
    end

🛡️ 安全機制

1. 多階段超時保護

創建階段超時（Timeout 1）

觸發條件: 創建交易後長期無後續操作
保護措施: Oracle自動取消交易並退款
測試覆蓋: testTimeoutRefund

確認階段超時（Timeout 2A）

觸發條件: 部分確認後另一方超時
保護措施: 回滾已確認交易，取消未確認交易
測試覆蓋: testConfirmationTimeout

執行階段超時（Timeout 2B）

觸發條件: 雙方確認但未執行密鑰揭示
保護措施: 強制退款，避免資金永久鎖定
測試覆蓋: testExecutionTimeout

2. 雙重支付防護

// 關鍵檢測邏輯
if (assetDuration < paymentDuration) {
    logger('error', '🚨 檢測到雙重支付風險');
    // 立即取消兩個交易
    await handleAssetFailedConfirmation(assetTradeId);
    await handlePaymentFailedConfirmation(paymentId);
}

3. 重入攻擊防護

// 防重入攻擊模式
uint256 amountToReturn = trade.amount;
trade.amount = 0; // 先清零防止重入
(bool sent, ) = trade.seller.call{value: amountToReturn}("");
require(sent, "Failed to return funds");

🚀 快速開始

環境要求

Node.js >= 16.0.0
npm >= 7.0.0
以太坊測試網路節點（如 Sepolia）

安裝步驟

克隆專案

git clone <repository-url>
cd contractTimeSender

安裝依賴

npm install

配置環境變數

# 複製環境變數範本
cp .env.example .env

# 編輯環境變數
vim .env

環境變數設定：

# Asset Chain Configuration
ASSET_CONTRACT_ADDRESS=0x...
ASSET_ETHEREUM_NODE_URL=https://1rpc.io/sepolia
ASSET_PRIVATE_KEY=0x...

# Payment Chain Configuration  
PAYMENT_CONTRACT_ADDRESS=0x...
PAYMENT_ETHEREUM_NODE_URL=https://1rpc.io/sepolia
PAYMENT_PRIVATE_KEY=0x...

部署智能合約

# 編譯合約
solc --abi --bin contract/assetContract.sol -o build/
solc --abi --bin contract/paymentContract.sol -o build/

# 部署到測試網路（請參考您的部署工具）

啟動Oracle服務

npm start
# 或
node backend/server.js

🧪 測試套件

使用測試腳本

# 使用互動式測試腳本
./script/test.sh

# 選項：
# 1) 單一交易測試
# 2) 壓力測試  
# 3) 啟動監聽服務器

直接運行測試

# 完整自動化測試
node backend/test/autoTest.js

# 壓力測試
node backend/test/stressTest.js

# 專門的超時測試
node backend/test/run_timeout_tests.js all

測試類型

1. 基本功能測試

node backend/test/autoTest.js balance  # 餘額檢查
node backend/test/autoTest.js health   # 系統健康檢查

2. 超時測試套件

node backend/test/run_timeout_tests.js basic        # 基本超時測試
node backend/test/run_timeout_tests.js confirmation # 確認階段超時
node backend/test/run_timeout_tests.js execution    # 執行階段超時
node backend/test/run_timeout_tests.js timesync     # 跨鏈時間同步

3. 壓力測試

node backend/test/stressTest.js  # 多並發交易測試

📊 測試報告範例

🔧 跨鏈原子交換測試結果
================================================================================

📊 測試摘要:
  總測試數: 8
  通過測試: 8  
  失敗測試: 0
  
🛡️ 安全機制驗證:
  ✅ 雙重支付防護: 通過
  ✅ 重入攻擊防護: 通過  
  ✅ 超時保護機制: 通過
  ✅ 跨鏈狀態同步: 通過

⏱️ 超時測試結果:
  ✅ 創建階段超時: 90秒內正確退款
  ✅ 確認階段超時: 120秒內正確回滾
  ✅ 執行階段超時: 150秒內強制退款
  ✅ 跨鏈時間同步: 檢測30秒以上時間差

💰 資金安全驗證:
  ✅ 測試前總餘額: 1.000 ETH
  ✅ 測試後總餘額: 0.998 ETH (扣除Gas費)
  ✅ 無資金丟失: 確認

🔧 API參考

智能合約接口

AssetContract

// 發起交易
function inceptTrade(uint id, uint256 amount, address payable seller, 
                    string memory keyEncryptedSeller, uint256 duration) public

// 確認交易  
function confirmTrade(uint id, uint256 amount, address payable buyer, 
                     string memory keyEncryptedBuyer) public payable

// 使用密鑰轉移資產
function transferWithKey(uint id, string memory key) public

// 查詢交易
function getTrade(uint _tradeId) public view returns (...)

PaymentContract

// 發起支付
function inceptPayment(uint id, uint assetTradeId, uint256 amount, 
                      address payable seller, string memory keyEncryptedSeller, 
                      uint256 duration) public payable

// 確認支付
function confirmPayment(uint id, uint256 amount, address payable seller, 
                       string memory keyEncryptedSeller) public

// 查詢支付
function getPayment(uint _paymentId) public view returns (...)

Oracle服務接口

Oracle服務通過WebSocket或HTTP提供以下功能：

實時交易狀態查詢
跨鏈同步狀態監控
風險警報通知

📚 詳細文檔

⚠️ 重要提醒

測試網路使用: 目前配置為Sepolia測試網路，請勿在主網使用
私鑰安全: 確保私鑰安全存儲，不要提交到版本控制
Gas費用: 測試需要足夠的測試ETH支付Gas費用
時間同步: 確保運行Oracle的服務器時間準確
網路連接: Oracle服務需要穩定的網路連接到以太坊節點

🤝 貢獻指南

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提交您的變更 (git commit -m 'Add some AmazingFeature')
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📄 授權條款

本專案採用 MIT 授權條款 - 查看 LICENSE 檔案以獲得詳細資訊。

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⚡ 系統狀態: 開發中 | 🔐 安全等級: 測試網路 | 📈 測試覆蓋率: 85%+

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 41 Commits
Archive		Archive
backend		backend
contract		contract
script		script
.env.example		.env.example
.gitignore		.gitignore
README.md		README.md
package-lock.json		package-lock.json
package.json		package.json

poyang1024/Timer_oracle

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