[發(fā)明專利]一種基于SM9算法的區(qū)塊鏈隱私保護(hù)方案和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811245996.7
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109409884A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊亞濤;蔡居良;張?bào)戕?/a>;黃潔潤;趙陽
• 申請（專利權(quán)）人: 北京安如山文化科技有限公司
• 主分類號: G06Q20/38
• 分類號: G06Q20/38;G06Q20/40;G06F21/64
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• 代理人: 暫無信息

1.一種基于SM9算法的區(qū)塊鏈隱私保護(hù)方案和系統(tǒng)，其特征在于，提供了一種基于聯(lián)盟鏈的隱私保護(hù)交易平臺，描述了節(jié)點(diǎn)間交易以及區(qū)塊生成與驗(yàn)證流程，包括如下步驟：

定義了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的點(diǎn)對點(diǎn)交易與區(qū)塊信息驗(yàn)證平臺，在聯(lián)盟區(qū)塊鏈環(huán)境下提供了一種由主要節(jié)點(diǎn)、次要節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的交易隱私保護(hù)架構(gòu)設(shè)計(jì)。

a)主要節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)維護(hù)區(qū)塊鏈參數(shù)與歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行區(qū)塊鏈中所使用的SM9多KGC簽名算法以及群簽名算法的參數(shù)初始化，參與區(qū)塊生成以及管理次要節(jié)點(diǎn)的加入與相關(guān)密鑰的分發(fā)。

b)次要節(jié)點(diǎn)持有各自的簽名密鑰對與群簽名密鑰對，次要節(jié)點(diǎn)為群簽名中的用戶，次要節(jié)點(diǎn)之間可進(jìn)行交易，完成區(qū)塊鏈中點(diǎn)對點(diǎn)交易信息傳遞的流程。交易商定結(jié)束，需對信息進(jìn)行群簽名后進(jìn)行廣播，新區(qū)塊將交易信息寫入并由各個(gè)節(jié)點(diǎn)確認(rèn)后即為生效。

步驟001.群管理員(Group Manager，GM)的身份為ID_GM，則其需要向全部KGC申請建立群，KGC在核實(shí)GM身份后，將ID_GM記錄，以便之后KGC對新加入的節(jié)點(diǎn)成員生成并發(fā)放群私鑰。申請群成功后，進(jìn)入步驟002。

步驟002.節(jié)點(diǎn)加入群后，KGC在驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)合法之后，向節(jié)點(diǎn)成員發(fā)放簽名私鑰以及群私鑰，節(jié)點(diǎn)接收私鑰后，可與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交易。發(fā)起方節(jié)點(diǎn)A將交易信息進(jìn)行簽名與群簽名后，加密傳遞給節(jié)點(diǎn)B，進(jìn)入步驟003。

步驟003.節(jié)點(diǎn)B接受后進(jìn)行解密，使用節(jié)點(diǎn)A的公鑰驗(yàn)證簽名，以及使用群身份進(jìn)行群簽名驗(yàn)證，全部通過并且核對本次交易的發(fā)起方與上次交易的接受方是否一致，相同后確認(rèn)交易信息，無誤后并將此數(shù)據(jù)進(jìn)行群簽名，最終將結(jié)果簽名，加密返回節(jié)點(diǎn)A，進(jìn)入步驟004。

步驟004.節(jié)點(diǎn)A解密驗(yàn)簽通過后，將交易信息進(jìn)行廣播，主要節(jié)點(diǎn)接受廣播的交易信息后，生成新區(qū)塊，進(jìn)入步驟005。

步驟005.各節(jié)點(diǎn)在接受新區(qū)塊時(shí)，需對其進(jìn)行身份驗(yàn)證，確認(rèn)其為主要節(jié)點(diǎn)生成，并且與最近一次生成的區(qū)塊相關(guān)聯(lián)后，再進(jìn)行交易信息驗(yàn)證流程。當(dāng)本次交易經(jīng)過全部次要節(jié)點(diǎn)中半數(shù)以上驗(yàn)證通過后，才可并入新區(qū)塊中。至此，節(jié)點(diǎn)A與B的交易確認(rèn)有效。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于SM9算法的區(qū)塊鏈隱私保護(hù)方案和系統(tǒng)，其特征在于，提供了一種SM9多KGC簽名算法以及群簽名算法方案，方案需要進(jìn)行參數(shù)初始化方法，所需運(yùn)算方法與相關(guān)參數(shù)與SM9算法標(biāo)準(zhǔn)相同。定義了k個(gè)KGC，所有KGC首先商定隨機(jī)數(shù)ks∈[1，N-1]，并各自持有另一個(gè)隨機(jī)數(shù)ke_j∈[1，N-1]，其中j表示第j個(gè)KGC。每個(gè)KGC計(jì)算G₂中元素P_pub-s＝[ks]P₂與P_pub-j＝[ke_j]P₂，之后依次計(jì)算直到j(luò)＝k為止，使得則簽名主密鑰對為(ke，P_pub-s，P_pub-e)，每個(gè)KGC秘密保存ks與自己持有的ke，公開P_pub-s與P_pub-e。次要節(jié)點(diǎn)A的標(biāo)識為ID_A，為了產(chǎn)生次要節(jié)點(diǎn)A的簽名私鑰ds_A，KGC首先在有限域上計(jì)算t₁＝H₁(ID_A||hid，N)+ks，若t₁不為0，則計(jì)算t_j＝ke_j·t₁^-1mod N，然后將結(jié)果發(fā)送給次要節(jié)點(diǎn)A，最后次要節(jié)點(diǎn)A在本地計(jì)算得到自己的私鑰。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述SM9多KGC簽名算法方案，其特征在于，提供了一種SM9多KGC簽名生成方法：定義消息為比特串M，則次要節(jié)點(diǎn)A若需要對其進(jìn)行數(shù)字簽名，則首先計(jì)算群G_T中元素g＝e(P₁，P_pub-e)，并選取隨機(jī)數(shù)r∈[1，N-1]，計(jì)算w＝g^r以及整數(shù)h＝H₂(M||w，N)，之后計(jì)算整數(shù)l＝(r-h)mod N，若l為0，則重新選取隨機(jī)數(shù)，l不為0時(shí)則最后計(jì)算S＝[l]ds_A，可得到關(guān)于消息M的簽名(h，S)。