[發明專利]一種基于零知識證明的側鏈小額支付系統

在審

• 申請號: 201910675921.0
• 申請日: 2019-07-25
• 公開（公告）號: CN110428249A
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 曹嶺;萬哲驛;王瑞
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06Q20/22
• 分類號: G06Q20/22;G06Q20/38
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅;陳棟梁

本發明請求保護一種基于零知識證明的側鏈小額支付系統，包括區塊鏈主鏈模塊，還包括區塊鏈側鏈模塊及零知識證明加密模塊，通過在區塊鏈主鏈上擴展的側鏈進行交易支付，減少了主鏈的交易量，增強了主鏈的可擴展性，該交易系統提高了側鏈的區塊出塊速度，提升了交易的速度，并且用零知識證明對發起交易的地址生成隱秘交易地址，對交易信息進行隱私保護。

技術領域

本發明屬于區塊鏈技術領域，特別涉及一種基于零知識證明的區塊鏈側鏈小額支付系統。

背景技術

在2008年比特幣誕生后加密貨幣逐步涌現，并且獲得了各個領域的專家重點關注。比特幣的關鍵特征是去中心化，同時比特幣是第一個成功基于點對點網絡的分布式支付系統。

區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構，并以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。

這種分布式的系統很死板，不善于做出改變，因為沒有單一的實體來決定更新。即使是更改微小的協議也需要社區之間協商，過程繁瑣，這使得增加新功能變得非常困難。

因此提出了側鏈的概念，側鏈方法能夠改進現有的區塊鏈系統，而無需實際更改系統本身。側鏈實質上不是特指某個區塊鏈，而是指遵守側鏈協議的所有區塊鏈，該名詞是相對與比特幣主鏈來說的。側鏈協議是指：可以讓比特幣安全地從比特幣主鏈轉移到其他區塊鏈，又可以從其他區塊鏈安全地返回比特幣主鏈的一種協議。

發明內容

本發明旨在解決以上現有技術的問題。提出了一種能夠提高側鏈上的交易速度以及對交易進行隱私保護的基于零知識證明的側鏈小額支付系統。本發明的技術方案如下：

一種基于零知識證明的側鏈小額支付系統，包括區塊鏈主鏈模塊，所述區塊鏈主鏈模塊用于產生資產代幣，側鏈模塊交易使用主鏈產生的代幣作為交易支付的手續費，其還包括區塊鏈側鏈模塊及零知識證明加密模塊，所述區塊鏈側鏈模塊(與區塊鏈主鏈通過傳輸協議連接)所述區塊鏈主鏈模塊用于資產通過正向傳輸協議轉移到區塊鏈側鏈模塊，正向傳輸協議指的是，在區塊鏈主鏈上發送交易，在區塊鏈主鏈模塊上鎖定代幣的數量，所述區塊鏈側鏈遵循側鏈SCP共識協議，然后在區塊鏈側鏈上創建相同數量的代幣，實現區塊鏈主鏈和區塊鏈側鏈間的資產轉移；零知識證明加密模塊在發送者不需要向驗證者提供任何有用信息的情況下，驗證者即可完成驗證，零知識證明包括以下步驟：第一個步驟是同態隱藏：第二個步驟是多項式盲估：第三個步驟是系數測試及其假設：第四個步驟是進行可驗證多項式盲估：第五個步驟是將計算轉化為多項式：第六個步驟用匹諾曹協議來驗證發送者具有一個滿足QAP的成真指派；第七個步驟是橢圓曲線配對。

交易的輸入輸出結構體被形象成了代碼中的note結構體，note＝<a_pk,v,r,rho>。a_pk：持有者的公鑰，又稱收款人地址。value：代幣數值，又被簡稱為v，代表這筆note的代幣數值。rho：隨機數，是每一條note的唯一標識。r:隨機數。

一個錢包地址里面包含兩個公鑰a_pk,pk_enc,兩個私鑰a_sk，sk_enc。

發送者向接收者進行轉賬，找到一天還沒有消費的note，其中note中的value大于發送者需要轉賬的數額，如果不滿足的話，發送者需要找多條note來作為輸出。

發送者找到了note1，使用自己的私鑰sk_enc解密note1，獲取note1中的value和其他數據，其中value要大于所需轉賬的金額。

發送者新建兩條note，分別是note2,note3，note2內部的value設置成需要轉賬的金額，代表是要給接收者的。note3里面的value是轉賬剩下來的代幣數值。

發送者為note2和note3分別生成隨機數r2和r3。