[發(fā)明專利]一種基于量子密鑰分發(fā)的區(qū)塊鏈系統(tǒng)的簽名方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810628145.4
• 申請(qǐng)日: 2018-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN108737114A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李梅;韋安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津中興云鏈技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H04L9/32
• 分類號(hào): H04L9/32;H04L9/08
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種基于量子密鑰分發(fā)的區(qū)塊鏈系統(tǒng)的簽名方法及裝置。該方法包括：區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)生成交易信息；區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)從密鑰池中選擇出密鑰生成Toeplitz矩陣，采用Toeplitz矩陣對(duì)交易信息簽名，密鑰池中的密鑰通過(guò)量子密鑰分發(fā)技術(shù)產(chǎn)生；區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)將簽名后的交易信息發(fā)送給區(qū)塊鏈中的其他節(jié)點(diǎn)，通過(guò)本發(fā)明的技術(shù)方案，以提高區(qū)塊鏈系統(tǒng)的透明性、高效性、安全性和可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及區(qū)塊鏈技術(shù)，尤其涉及一種基于量子密鑰分發(fā)的區(qū)塊鏈系統(tǒng)的簽名方法及裝置。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)供應(yīng)鏈中各參與方之間的信息高度不對(duì)稱，往往只有自身的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行查詢，即便是上下游企業(yè)，或者同一個(gè)供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)的上下級(jí)企業(yè)之間，也不能做到信息的及時(shí)交流、傳遞和共享。這使得企業(yè)在進(jìn)行決策時(shí)，很難做出正確的決定，結(jié)果造成了供應(yīng)鏈上各主體的成本提高，利潤(rùn)降低甚至出現(xiàn)虧損的狀況，同時(shí)也降低了整個(gè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的效率。對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，當(dāng)需要對(duì)某個(gè)商品的詳細(xì)信息進(jìn)行查詢時(shí)，一方面不能確定商品信息的真假，因?yàn)楣?yīng)鏈系統(tǒng)中各主體之間信息不透明，而且由于各自記錄在自己的管理系統(tǒng)中，隨時(shí)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更改；另一方面，整個(gè)追溯過(guò)程效率低下，如在食品供應(yīng)鏈中出現(xiàn)安全問題，從發(fā)現(xiàn)問題通知消費(fèi)者到最終召回供應(yīng)鏈上的問題產(chǎn)品，整個(gè)過(guò)程耗時(shí)耗力，不僅會(huì)直接給供應(yīng)鏈商家?guī)?lái)巨大損失，同時(shí)也會(huì)因?yàn)槭ハM(fèi)者的信賴從而間接影響到企業(yè)未來(lái)的發(fā)展前景。

區(qū)塊鏈技術(shù)以其公開透明、不可篡改、多方參與共同維護(hù)的分布式記賬技術(shù)，天然地適用于供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)。然而目前區(qū)塊鏈系統(tǒng)中使用的數(shù)字簽名算法安全性是基于對(duì)固定數(shù)學(xué)問題的計(jì)算復(fù)雜性的猜想上，一個(gè)通用的量子計(jì)算機(jī)將使得區(qū)塊鏈中使用的數(shù)字簽名算法不再安全，比如當(dāng)攻擊者掌握了量子計(jì)算機(jī)之后就會(huì)聚集全網(wǎng)絕大部分的算力，就可能會(huì)出現(xiàn)51％攻擊的問題。

因此，如何既能高效的管理區(qū)塊鏈系統(tǒng)，降低區(qū)塊鏈成本的同時(shí)又能提高區(qū)塊鏈效率，又能保證系統(tǒng)的安全性使其免受量子計(jì)算機(jī)的攻擊，隨著量子計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，是同行研究人員需共同考慮并且需快速解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于量子密鑰分發(fā)的區(qū)塊鏈系統(tǒng)的簽名方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)提高區(qū)塊鏈的透明性、高效性、安全性和可靠性。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于量子密鑰分發(fā)的區(qū)塊鏈系統(tǒng)的簽名方法，包括：

區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)生成交易信息；

所述區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)從密鑰池中選擇出密鑰生成Toeplitz矩陣，采用Toeplitz矩陣對(duì)所述交易信息簽名，所述密鑰池中的密鑰通過(guò)量子密鑰分發(fā)技術(shù)產(chǎn)生；

所述區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)將簽名后的交易信息發(fā)送給區(qū)塊鏈中的其他節(jié)點(diǎn)。

進(jìn)一步的，在所述區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)從密鑰池中選擇出密鑰生成Toeplitz矩陣，采用Toeplitz矩陣對(duì)所述交易信息簽名之前，還包括：

區(qū)塊鏈中的節(jié)點(diǎn)采用量子密鑰分發(fā)技術(shù)產(chǎn)生密鑰；

所述區(qū)塊鏈中的節(jié)點(diǎn)將產(chǎn)生的密鑰保存到本地密鑰池。

進(jìn)一步的，所述區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)從密鑰池中選擇出密鑰生成Toeplitz矩陣，采用Toeplitz矩陣對(duì)所述交易信息簽名，所述密鑰池中的密鑰通過(guò)量子密鑰分發(fā)技術(shù)產(chǎn)生包括：

所述區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)從密鑰池中隨機(jī)選擇出長(zhǎng)度為Toeplitz矩陣行列之和減1的第一密鑰并將選擇方式發(fā)送至區(qū)塊鏈中的其他節(jié)點(diǎn)，所述密鑰池中的密鑰通過(guò)量子密鑰分發(fā)技術(shù)產(chǎn)生；

所述區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述第一密鑰生成Toeplitz矩陣；所述區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)采用所述Toeplitz矩陣對(duì)所述交易信息進(jìn)行散列操作；

所述區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)從所述密鑰池中隨機(jī)選取出與散列操作后的交易信息長(zhǎng)度相同的第二密鑰并將選擇方式發(fā)送至區(qū)塊鏈中的其他節(jié)點(diǎn)；