[發明專利]一種區塊鏈離鏈數據的安全存儲系統及方法

有效

• 申請號: 201710743042.8
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107480559B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 王晶
• 申請（專利權）人: 北京中星仝創科技有限公司
• 主分類號: G06F21/64
• 分類號: G06F21/64;G06F21/62;G06F21/60;H04L9/08;H04L9/32
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 王衛東

1.一種區塊鏈離鏈數據的安全存儲系統，其特征在于，包括：

數據認證碼生成模塊，讀取當前離鏈數據，做預處理后，根據數據認證碼生成策略，生成能夠對所有離鏈數據進行認證的當前離鏈數據的數據認證碼；

可靠存儲模塊，驗證所述數據認證碼生成模塊寫入的離鏈數據和對應數據認證碼的正確性，并將驗證正確的離鏈數據寫入其備份緩沖區；

數據備份模塊，根據系統寫入區塊鏈主鏈的既定策略將所述可靠存儲模塊的備份緩沖區上的離鏈數據經必要處理后寫入區塊鏈主鏈；

所述數據認證碼生成模塊由數據擁有者運行，當前離鏈數據M_i的數據認證碼包括當前離鏈數據M_i的非公開驗證數據認證碼和當前離鏈數據M_i的公開可驗證數據認證碼兩種；所述數據認證碼生成模塊的數據認證碼生成策略配置為：

初始化時，為系統設置消息認證碼函數初始向量值MAC₀，初始向量值MAC₀為一個固定的任意長度的二進制字符串；

調用消息認證碼函數，以當前存在的最后一個輸出的MAC值MAC_i-1作為初始向量，以沒有生成數據認證碼的當前離鏈數據M_i對應的字符串作為輸入，輸出相應的MAC值MAC_i，作為當前離鏈數據M_i的非公開驗證數據認證碼，并進行存儲、發送該MAC值MAC_i及對應的當前離鏈數據M_i；

以最后一個輸出的MAC值MAC_i作為輸入，輸出當前離鏈數據M_i的公開可驗證數據認證碼，并存儲、發送；

在生成第i個非公開驗證數據認證碼時，當前離鏈數據M_i為一條或幾條沒有生成數據認證碼的離鏈數據，將當前存在的最后一個輸出的MAC值MAC_i-1做為消息認證碼函數的初始向量，以M_i輸入消息認證碼函數產生非公開驗證數據認證碼。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述數據認證碼生成模塊根據隱私保護需要，先對離鏈數據加密，再對加密后的離鏈數據生成數據認證碼；密鑰由用戶管理。

3.如權利要求1所述的系統，其特征在于，公開驗證周期策略包括：

對于每條離鏈數據都實時生成；

僅對當前最后輸出的MAC值MAC_i對應的離鏈數據生成；

僅在系統空閑時對當前最后輸出的MAC值MAC_i對應的離鏈數據生成；

按照一定時間周期對當前最后輸出的MAC值MAC_i對應的離鏈數據生成。

4.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述可靠存儲模塊驗證所述數據認證碼生成模塊寫入的離鏈數據和對應數據認證碼的正確性，具體為：

是按照上述數據認證碼生成的策略，驗證系統最后一條離鏈數據的非公開驗證數據認證碼對應的MAC值和相應的公開可驗證數據認證碼是否同時正確，同時正確時，判斷這些離鏈數據為正確；否則，判斷為不正確。

5.如權利要求1所述的系統，其特征在于，

所述可靠存儲模塊對寫入離鏈數據進行冗余備份；

所述數據備份模塊額外對備份緩沖區的離鏈數據進行備份。

6.如權利要求1所述的系統，其特征在于，

所述可靠存儲模塊負責將存入離鏈數據的存儲區標定為備份緩沖區；

所述數據備份模塊在將所述備份緩沖區內離鏈數據寫入區塊鏈主鏈后，釋放對應的備份緩沖區。

7.如權利要求1所述的系統，其特征在于，寫入區塊鏈主鏈的既定策略包括周期性寫入區塊鏈主鏈或空閑時寫入區塊鏈主鏈。

8.一種區塊鏈離鏈數據的安全存儲方法，其特征在于，包括以下步驟：

讀取當前離鏈數據，做預處理后，根據數據認證碼生成策略生成能夠對所有離鏈數據進行認證的當前離鏈數據的數據認證碼；

驗證寫入的離鏈數據和對應的數據認證碼的正確性，并將驗證正確的離鏈數據寫入其備份緩沖區；

根據系統寫入區塊鏈主鏈的既定策略，將備份緩沖區上的離鏈數據經必要處理后寫入區塊鏈主鏈；

其中：當前離鏈數據M_i的數據認證碼包括當前離鏈數據M_i的非公開驗證數據認證碼和當前離鏈數據M_i的公開可驗證數據認證碼兩種；所述數據認證碼生成模塊的數據認證碼生成策略配置為：

初始化時，為系統設置消息認證碼函數初始向量值MAC₀，初始向量值MAC₀為一個固定的任意長度的二進制字符串；

調用消息認證碼函數，以當前存在的最后一個輸出的MAC值MAC_i-1作為初始向量，以沒有生成數據認證碼的當前離鏈數據M_i對應的字符串作為輸入，輸出相應的MAC值MAC_i，作為當前離鏈數據M_i的非公開驗證數據認證碼，并進行存儲、發送該MAC值MAC_i及對應的當前離鏈數據M_i；

以最后一個輸出的MAC值MAC_i作為輸入，輸出當前離鏈數據M_i的公開可驗證數據認證碼，并存儲、發送；

在生成第i個非公開驗證數據認證碼時，當前離鏈數據M_i為一條或幾條沒有生成數據認證碼的離鏈數據，將當前存在的最后一個輸出的MAC值MAC_i-1做為消息認證碼函數的初始向量，以M_i輸入消息認證碼函數產生非公開驗證數據認證碼。