随着人们将目光从数字加密货币转移至其底层支撑技术——区块链技术,人们发现其天生具有的去中心化、分布式访问、防篡改等特性与金融、云计算等多行业与领域相互契合。然而现有的区块链技术在共识效率、隐私保护、数据跨链等方面的局限性依然是制约着其发展的关键因素,因此,本文在解决区块链数据跨链的基础上结合数字人民币的跨境结算问题进行了一些研究,主要的研究内容与成果如下:首先,提出了基于信用投票机制的共识算法来作为子链共识算法,在Po S算法的基础上引入信用值来降低权益对系统的影响,同时信用值的高低将决定节点参与共识的难易,以及设计了信用值更新与惩罚机制来进一步约束节点的恶意行为;提出了投票机制,将出块流程分为打包与投票,以此来提升系统的安全性;通过生成随机值的方式来选择出块节点与代表节点,增加了共识的公平性,同时也提高了节点参与共识的积极性。通过上述设计,提高了共识算法的效率同时对诸如双花攻击、自私挖矿、共谋攻击、权益粉碎攻击等攻击手段的防御能力有了一定提高。其次,提出了基于主从多链的分层跨链模型,将区块链结构分为2层,第一层是多个并行的相互独立的子链,第二层是由各子链选出来的代表节点组成的主链,代表节点充当中继节点首先将自己所在子链上的数据上传至主链,同时保存该主链上其他子链的数据以供自己所在子链上的其余节点查询、同步,以实现不同子链上的数据跨链。最后,以解决数字人民币的跨境结算为出发点,设计并实现了基于主从多链的分层跨链结算系统,该系统将各商业银行作为一个个并行且相互独立的子链,出于政策和安全的考虑,在子链的基础上一共形成两条主链,一条国内跨链结算主链,一条跨境结算主链;通过使用改进同态加密,将交易数据进行加密后再上传至主链,以此来达到保护交易隐私数据的目的;最后通过设计智能合约来完成跨链结算的实现步骤,同时保障交易的有效性、安全性。