[發明專利]基于秘密共享的抗量子計算聯盟鏈投票系統及方法

有效

• 申請號: 202010041056.7
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111277407B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 富堯;鐘一民;劉驕
• 申請（專利權）人: 南京如般量子科技有限公司;如般量子科技有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L9/32;H04L67/10;G07C13/00
• 代理公司: 南京睿之博知識產權代理有限公司 32296
• 代理人: 劉菊蘭

1.一種基于秘密共享的抗量子計算聯盟鏈投票系統，包括聯盟鏈成員，其特征在于：所述聯盟鏈成員包括區塊鏈客戶端和區塊鏈服務端；區塊鏈客戶端包括計票者和投票者，區塊鏈服務端包括Peer和Order，Peer包括Committer和Endorser，Order包括若干Orderer；

所述投票者的身份信息IDU通過(2，2)秘密共享得到秘密分量一和秘密分量二，秘密分量一包括秘密分量隨機數一和IDU分量一，秘密分量二包括秘密分量隨機數二和IDU分量二；

每個客戶端均設有唯一的客戶端密鑰卡，計票者密鑰卡內設有公鑰區和私鑰，投票者密鑰卡內設有公鑰區和私鑰區，計票者和投票者的公鑰區均存儲若干組身份和公鑰信息，包括各區塊鏈服務端的身份和公鑰信息、計票者的身份和公鑰信息、投票者的身份和公鑰信息；計票者密鑰卡中私鑰內存儲自身私鑰，投票者密鑰卡內私鑰區存儲自身的假身份信息、秘密分量一和私鑰；

Endorser、Orderer和Committer均設有唯一的服務端密鑰卡，服務端密鑰卡內設有區塊鏈服務端共享的公有部分、自身存儲的私有部分和附加功能；所述公有部分包括公共信息池、區塊鏈服務端公鑰池和計票者公鑰池，公共信息池存儲投票者的假身份信息、秘密分量隨機數一、秘密分量二和投票者公鑰，區塊鏈服務端公鑰池存儲各服務端的身份和公鑰信息，計票者公鑰池存儲計票者的身份和公鑰信息；所述私有部分存儲各區塊鏈服務端自身私鑰，附加功能存儲客戶端的真實身份信息和投票者假身份信息的變化歷史；

所述系統的投票活動中由計票者生成投票身份信息IDVOTE和投票身份信息對應的投票者的身份信息列表，并發送給服務端，投票者的身份信息中包含投票標志位，投票者投出的選票信息包含在投票列表中；所述區塊鏈客戶端和服務端之間進行通信時，發送者對待發送的內容加上相應的秘密值后進行數字簽名，發送的消息包括內容和發送者數字簽名。

2.根據權利要求1所述的一種基于秘密共享的抗量子計算聯盟鏈投票系統的方法，其特征在于，包括區塊鏈客戶端和服務端Endorser之間進行通信，通信包括以下步驟：

步驟A1、客戶端向Endorser提出交易：所述交易包括交易信息和客戶端簽名，交易信息含客戶端身份信息、智能合約函數的編號即鏈碼、交易參數和時間戳，客戶端簽名為客戶端用自身私鑰對交易信息和對應秘密值進行數字簽名；

步驟A2、Endorser執行交易：Endorser接收交易，根據客戶端身份信息在服務端密鑰卡的公有部分找到客戶端對應的公鑰驗證數字簽名，Endorser判斷客戶端是否有提出交易的權限，以及獲取的時間戳與本地時間的差異是否在合理范圍內，所有判斷通過后Endorser認可該交易；

步驟A3、Endorser向客戶端發送交易應答：所述交易應答包括應答信息和Endorser簽名，應答信息包括Endorser身份信息、交易哈希值、智能合約函數的編號即鏈碼、交易參數、讀取信息和寫入信息，Endorser簽名為Endorser用自身私鑰對應答信息和對應秘密值進行數字簽名；

步驟A4、客戶端接收交易結果：客戶端接收交易應答，篩選出被Endorser認可的交易，并用客戶端密鑰卡公鑰區存儲的Endorser公鑰驗證數字簽名；驗證通過后判斷交易應答是否滿足背書策略的要求，滿足背書策略的要求后則獲取的應答信息有效，客戶端獲取讀取信息和寫入信息。

3.根據權利要求2所述的一種基于秘密共享的抗量子計算聯盟鏈投票系統的方法，其特征在于，所述區塊鏈客戶端和服務端Endorser之間的通信存在于投票者進行匿名取票的過程中，所述步驟A1中客戶端身份信息為投票者的假身份信息，交易參數包括IDU分量一和匿名取票的指令，數字簽名中交易信息對應的秘密值為秘密分量隨機數一和時間戳計算得到兩個哈希值；所述步驟A3中讀取信息為投票身份信息和選票，寫入信息的值為空。

4.根據權利要求2所述的一種基于秘密共享的抗量子計算聯盟鏈投票系統的方法，其特征在于，所述區塊鏈客戶端和服務端Endorser之間的通信存在于計票者查詢投票結果的過程中，所述步驟A1中客戶端身份信息為計票者的身份信息，交易參數為投票身份信息，數字簽名中交易信息對應的秘密值為投票列表中所有投票者的公鑰集合的哈希值；所述步驟A3中讀取信息為投票列表，寫入信息的值為空。