[發明專利]一種基于區塊鏈的不可否認安全數據傳輸方法

有效

• 申請號: 201910448288.1
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN110223064B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 陳興蜀;金泓鍵;蘭曉;張紅霞;曹琪
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06Q20/38
• 分類號: G06Q20/38;G06F21/64;H04L9/32;H04L29/06
• 代理公司: 成都禾創知家知識產權代理有限公司 51284
• 代理人: 裴娟

1.一種基于區塊鏈的不可否認安全數據傳輸方法，其特征在于，在智能合約部署后，發送方不可否認地將文件F發送至接收方，包括以下步驟：

(1)接受方在本地生成一個臨時公私鑰對(sk_tem,pk_tem)，并將臨時公鑰pk_tem和自己的區塊鏈賬戶地址Add_R通過獨立于區塊鏈的普通信道發送至發送方；

(2)數據發送方收到接收方的臨時公鑰和區塊鏈賬戶地址后，在本地生成對稱加密密鑰k和一個隨機數L，并使用密鑰k對稱加密待發送的文件F得到密文C，另外使用接收方臨時公鑰pk_tem對密鑰k進行非對稱加密得到C_k；然后發送方使用哈希算法計算H(k),H(C)和H(C_k)得到h_k,h_C和h_Ck,隨后計算H(h_k)和H(h_C)得到h_hk和h_hC；所有計算完成后，發送方將參數L,h_hk,h_hC,h_Ck以及參與雙方賬戶區塊鏈賬戶地址Add_S,Add_R和接收方臨時公鑰pk_tem組成初始化參數集合φ:{L,h_hk,h_hC,h_Ck,Add_S,Add_R,pk_tem},并通過智能合約地址向智能合約發起交易將初始化參數集合φ發送至區塊鏈初始化一個數據傳輸實例然后進入第(3)步；

(3)第(2)步區塊鏈交易確認后，發送方通過智能合約地址向智能合約發起交易發送參數h_Ck'和L'至區塊鏈，并在交易中附加價值為v_S的區塊鏈代幣作為保證金來保證其會在后續過程中公開哈希值h_Ck'對應數據；智能合約收到交易后驗證交易發起者地址是否為Add_S并驗證參數h_Ck'和L'是否分別與初始化參數集合φ中的h_Ck和L相同，若驗證通過即h_Ck'＝h_Ck、L'＝L則設置一個時限T₁并進入第(4)步；

(4)接收方通過智能合約地址查詢智能合約歷史交易獲取到初始化參數集合φ，并在T₁規定的時間內通過智能合約地址向智能合約發起交易將參數h_hk',h_hC'和L”發送至區塊鏈，同時附加價值為v_R的區塊鏈代幣作為保證金；接收方向區塊鏈發送此交易表明其接受第(2)步中的初始化參數集合φ，同時通過保證金來保證其會在后續過程中向智能合約公開哈希值h_hk',h_hC'對應的原始數據，即密鑰和密文的哈希值；智能合約收到交易后驗證交易發起者地址是否為Add_R并驗證參數h_hk',h_hC'和L”是否與初始化參數集合φ中的h_hk,h_hC和L相同，若驗證通過即h_hk'＝h_hk、h_hC'＝h_hC、L”＝L則設置另一個時限T₂并進入第(5)步；

當存在接收方在時限T₁內并未上傳合法的參數及保證金至智能合約并通過驗證，則接收方被判定為惡意方，流程結束，智能合約將保證金v_S返回給發送方；

(5)發送方監聽到接收方已將保證金發送至智能合約后，立即使用其私鑰對密文哈希值h_C進行簽名，隨后將密文C和數字簽名通過獨立于區塊鏈的普通信道發送給接收方；

(6)接受方收到密文C及簽名后計算密文哈希值H(C)得到h_C'，隨后立即驗證簽名合法性；若簽名驗證通過，接收方在時限T₂內通過智能合約地址向智能合約發起交易將參數h_C'和L”'發送至區塊鏈；智能合約收到交易后驗證交易發起者地址是否為Add_R并判斷L”'值是否與初始化參數集合φ中的L相同，然后計算H(h_C')并檢查其結果是否與初始化參數集合φ中的h_hC相同，若驗證通過即H(h_C')＝h_hC、L”'＝L則設置另一個時限T₃并進入第(7)步；

當存在發送方沒有發送密文至接收方或接收方簽名驗證不通過或接收方收到了密文但不上傳密文哈希值，即只要智能合約未能在時限T₂內對接收方上傳的h_C'參數驗證通過，則智能合約直接返回保證金v_S至發送方，v_R至接收方，流程結束；

(7)發送方監聽到接收方已向智能合約公開密文哈希值后，在時限T₃內通過智能合約地址向智能合約發起交易將參數C_k和L””發送至區塊鏈；智能合約收到交易后首先驗證交易發起者地址是否為Add_S并驗證L””值是否與初始化參數集合φ中的L相同，然后使用相同哈希算法計算H(C_k)并檢查其結果是否與初始化參數集合φ中的h_Ck相同；若驗證通過即H(C_k)＝h_Ck、L””＝L則保存C_k并設置另一個時限T₄然后進入第(8)步；

當存在智能合約未能在時限T₃內收到發送方上傳的合法參數并驗證通過，則智能合約判定發送方為惡意方，返回所有的保證金v_S+v_R至接收方，流程結束；

(8)接收方通過智能合約地址查詢智能合約歷史交易從區塊鏈中獲取到發送方在第(7)步中上傳的參數C_k，使用其臨時私鑰sk_tem解密得到密鑰k'同時計算其哈希值H(k')得到h_k'，并在時限T₄內通過智能合約地址向智能合約發起交易將參數h_k'和L””'發送至區塊鏈；智能合約收到交易后首先驗證交易發起者地址是否為Add_R并確認L””'值是否與初始化參數集合φ中的L相同，若L””'＝L則計算H(h_k')并檢查其結果是否與初始化參數集合φ中的h_hk相同并進行如下操作：

若H(h_k')＝h_hk，智能合約同時向發送方返回其保證金v_S，向接收方返回其保證金v_R，至此全過程正常結束；

當存在智能合約未能在時限T₄內收到接收方上傳的密鑰哈希值h_k'和L””'參數，則智能合約直接判定接收方為惡意方，返回所有的保證金v_S+v_R至發送方，流程結束。

2.如權利要求1所述的一種基于區塊鏈的不可否認安全數據傳輸方法，其特征在于，還包括步驟(9)：在步驟(8)中，若H(h_k')≠h_hk，智能合約保存h_k'，設置另一個時限T₅并進入第(9)步，等待接收方申訴；

(9)若接收方在第(8)步中公開接收到的密鑰哈希值沒有成功兌換回保證金，則接收方可通過在T₅規定的時間內通過智能合約地址向智能合約發起交易將私鑰sk_tem和L″″″發送至區塊鏈進行申訴，收到請求后，智能合約首先確認交易發起者地址為Add_R并驗證參數L″″″是否與初始化參數集合φ中的L相同；若驗證通過即L″″″＝L，智能合約使用臨時私鑰sk_tem對第(7)步保存的C_k進行解密得到密鑰k”，然后計算H(k”)得到h_k”并驗證h_k”與第(8)步保存的h_k'是否相同：

·若h_k'＝h_k”，智能合約判定發送方為惡意方，返回所有的保證金v_S+v_R至接收方，流程結束；

·若h_k'≠h_k”，智能合約判定接收方為惡意方，返回所有的保證金v_S+v_R至發送方，流程結束；

當存在智能合約未能在時限T₅內收到接收方上傳的臨時私鑰sk_tem和L″″″參數，則智能合約判定接收方為惡意方，返回所有的保證金v_S+v_R至發送方，流程結束。