云际计算是一种以云服务实体间的相互协作为基础,为云服务消费者和提供者提供资源共享服务的计算模式。在云际协作环境中,如何实现云服务参与者之间高效的价值交换是当前亟待解决的难题。由于区块链技术具有安全、防篡改、可追溯等特点,我们将其应用到云际的交易记账场景中,通过跨链通信机制来支撑云际场景中的价值交换。而实现价值的跨链交换也面临着一些挑战,主要体现在两方面:其一,受区块链固有性质及跨链的复杂结构影响,现有的跨链技术可扩展性不高,跨链交易处理能力较弱;其二,跨链验证难以在验证速度与安全性之间达到平衡,极大影响了验证的效率。因此,如何提高价值跨链交换的可扩展性和验证效率,是云际协作环境中需要研究和解决的重要问题。本文从上述挑战出发展开研究,提出了面向云际协作环境的价值跨链交换方法,主要研究内容如下:(1)云际协作环境下的价值跨链连接机制为了解决云际协作环境中云服务实体间进行资源或数据交换所产生的交易记账问题,本文提出了基于区块链跨链通信技术的价值交换架构。在价值交换架构中,跨链连接机制,跨链合约模型和多重验证机制并称三大核心机制。针对云际协作环境中存在着联盟链和公链互联的场景,本文提出的跨链连接机制通过侧链/中继与哈希锁定技术的结合,在保证价值交换原子性的前提下,实现了区块链之间的高效连接,为提高可扩展性奠定了基础。(2)支撑价值交换架构的跨链合约模型基于Ethereum和Hyperledger Fabric两大区块链原型,并根据联盟链与公链的不同属性,本文分别构造了联盟链侧和公链侧的合约模型。根据链结构的不同以及验证方式的差异,为联盟链和公链搭建了定制化的跨链合约框架,也为价值跨链交换的实现提供了使能支撑。(3)价值交换架构中的多重验证机制云际协作环境的价值跨链交换涉及对它链交易的进行验证。为了在保证安全性的前提下尽可能提高验证效率,本文将此验证过程解耦为交易有效性验证、交易签名验证、面向多重验证的管理委员会选举及投票三大模块,根据联盟链与公链的不同区块链结构为每个验证模块设计不同的验证方式,从而高效支撑验证过程。本文基于上述架构和机制,设计并实现了面向云际协作环境的价值跨链交换方法,基于价值跨链方法在不同场景下进行了充分验证,从功能和性能两个方面验证了本课题方法。在保证价值跨链交换原子性和安全性前提下,仍能维持较高的验证和可扩展性。