[發(fā)明專利]一種基于區(qū)塊鏈的信息驗(yàn)證系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810477343.5
• 申請(qǐng)日: 2018-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108711052B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許春香;李闖;李閃閃;白蘭華;劉大為;溫昕晟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q20/38
• 分類號(hào): G06Q20/38;G06Q20/40
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 鄒裕蓉

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于區(qū)塊鏈的信息驗(yàn)證系統(tǒng)，屬于數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括四種節(jié)點(diǎn)和三種模塊，分別為：共識(shí)節(jié)點(diǎn)、簽名節(jié)點(diǎn)、交易提交節(jié)點(diǎn)和驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，共識(shí)模塊、簽名模塊和交易驗(yàn)證模塊。本發(fā)明所述系統(tǒng)通過(guò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)信息和一筆交易的默克爾哈希樹(shù)樹(shù)根對(duì)具體交易信息進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了對(duì)默克爾哈希樹(shù)樹(shù)根的門(mén)限簽名；本發(fā)明還提供了一種聯(lián)盟鏈的共識(shí)方法，對(duì)節(jié)點(diǎn)的記賬權(quán)進(jìn)行共識(shí)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于區(qū)塊鏈的信息驗(yàn)證系統(tǒng)。

背景技術(shù)

區(qū)塊鏈?zhǔn)抢脡K鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)驗(yàn)證與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點(diǎn)共識(shí)算法來(lái)生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學(xué)的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問(wèn)的安全、利用由自動(dòng)化腳本代碼組成的智能合約來(lái)編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計(jì)算范式，具有分布式、去中心化、不可篡改、保序等優(yōu)點(diǎn)。

區(qū)塊鏈由一組基于點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)組成，各節(jié)點(diǎn)通過(guò)執(zhí)行共識(shí)機(jī)制，維護(hù)數(shù)據(jù)的一致性。比特幣是區(qū)塊鏈的典型代表，比特幣區(qū)塊包含了區(qū)塊頭部和一些比特幣交易，每一筆交易都有一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)(TxID)，這個(gè)唯一標(biāo)識(shí)就是這筆交易的哈希值。一個(gè)區(qū)塊上所有交易的標(biāo)識(shí)值構(gòu)成了該區(qū)塊默克爾哈希樹(shù)的葉子結(jié)點(diǎn)，默克爾哈希樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)保存在區(qū)塊頭里面，因此所有交易與區(qū)塊頭部綁定在了一起。區(qū)塊頭里面的還保存著上一個(gè)區(qū)塊頭的哈希值，這讓區(qū)塊之間組成了一條鏈。該鏈中新的區(qū)塊通過(guò)共識(shí)機(jī)制產(chǎn)生，每個(gè)區(qū)塊中包含區(qū)塊困難度。通過(guò)困難度可以計(jì)算區(qū)塊哈希要達(dá)到的目標(biāo)值，區(qū)塊中包含可以填充的隨機(jī)值字段，目的是通過(guò)填充該字段，使得區(qū)塊頭的哈希值低于目標(biāo)值。單個(gè)節(jié)點(diǎn)將滿足該條件的區(qū)塊發(fā)送給其他節(jié)點(diǎn)。當(dāng)大部分節(jié)點(diǎn)接受這個(gè)新區(qū)塊后，這個(gè)區(qū)塊便被增加到鏈上，其包含的所有交易也會(huì)在驗(yàn)證后得到確認(rèn)。

區(qū)塊鏈主要有三種應(yīng)用類型，分別為公有鏈、私有鏈和聯(lián)盟鏈。

公有鏈?zhǔn)侵溉澜缛魏稳硕伎勺x取的、任何人都能發(fā)送交易且交易能獲得有效確認(rèn)的、任何人都能參與其中共識(shí)過(guò)程的區(qū)塊鏈——共識(shí)過(guò)程決定哪個(gè)區(qū)塊可被添加到區(qū)塊鏈中和明確當(dāng)前狀態(tài)。

私有鏈?zhǔn)侵钙鋵?xiě)入權(quán)限僅在一個(gè)組織或一個(gè)人手里的區(qū)塊鏈。讀取權(quán)限或者對(duì)外開(kāi)放，或者被任意程度地進(jìn)行了限制。

聯(lián)盟鏈?zhǔn)侵钙涔沧R(shí)過(guò)程受到幾個(gè)組織或者幾個(gè)人控制的區(qū)塊鏈。讀取權(quán)限可以對(duì)外開(kāi)放，或者也可以被任意程度地進(jìn)行限制。

生活中，很多情況下需要若干個(gè)機(jī)構(gòu)共同參與管理數(shù)據(jù)，如銀行與銀行之間、醫(yī)院之間、保險(xiǎn)公司之間等。這些情況我們可以采用聯(lián)盟鏈的方式解決。這樣做可以使數(shù)據(jù)被多個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)，防止了單個(gè)機(jī)構(gòu)單方面否決交易的情況的出現(xiàn)，有效地避免了單個(gè)機(jī)構(gòu)偽造、修改、刪除數(shù)據(jù)以謀取利益的可能，使機(jī)構(gòu)的注意力完全轉(zhuǎn)到提高效率和服務(wù)的方面來(lái)。聯(lián)盟鏈的安全性不取決于安全性最低的機(jī)構(gòu)，它的安全性將大于參與其中的任何一個(gè)機(jī)構(gòu)，所有參與者都會(huì)因此受益，提高自己的公信力。采用聯(lián)盟鏈還有利于同行業(yè)之間形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化。

共識(shí)機(jī)制主要分為兩種：工作量證明機(jī)制和權(quán)益證明機(jī)制。

如果聯(lián)盟鏈采用工作量證明共識(shí)機(jī)制的方式產(chǎn)生區(qū)塊。每次區(qū)塊的產(chǎn)生都需要進(jìn)行大量的哈希計(jì)算，浪費(fèi)電力能源和計(jì)算資源，而且分支區(qū)塊的產(chǎn)生使得部分算力貢獻(xiàn)不能轉(zhuǎn)化為有效算力，造成計(jì)算能力的浪費(fèi)；采用工作量證明的區(qū)塊鏈應(yīng)用由于需要算力保證需要花費(fèi)一定的時(shí)間用于哈希計(jì)算，目前，采用共識(shí)機(jī)制的比特幣交易確認(rèn)速度理論最多只能達(dá)到7筆每秒，嚴(yán)重限制了比特幣的擴(kuò)展和應(yīng)用；不僅如此，由于區(qū)塊鏈中節(jié)點(diǎn)數(shù)量有限，聯(lián)盟鏈的總算力并不高，容易被攻擊者超過(guò)，安全性遠(yuǎn)不如公有鏈。

如果聯(lián)盟鏈采用權(quán)益證明機(jī)制產(chǎn)生區(qū)塊。聯(lián)盟鏈的共識(shí)機(jī)制是持有貨幣的人可以產(chǎn)生區(qū)塊，由于聯(lián)盟鏈中節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)有限，容易進(jìn)行偽造的幾率比公有鏈大得多，對(duì)于安全性要求相對(duì)較高的聯(lián)盟鏈并不完全適用。