[發明專利]基于秘密共享和路由裝置的抗量子計算區塊鏈交易方法和系統

有效

• 申請號: 202010090162.4
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111343160B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 富堯;鐘一民;楊羽成
• 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: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;H04L67/1097;H04L9/32;H04L9/08;G06Q40/04;G06N10/00;G06Q20/38
• 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

本發明提供了一種基于秘密共享和路由裝置的抗量子計算區塊鏈交易方法和系統，包括由一個以上的內網通信連接組成的區塊鏈網絡，各內網均設有若干用戶和路由裝置，用戶通信連接其所在內網中的路由裝置，各路由裝置帶有提供注冊和認證服務的區塊鏈客戶端；各用戶和路由裝置分別配有密鑰卡，路由裝置為其所在內網中的用戶頒發密鑰卡和密鑰，并對每個用戶的私鑰以秘密共享的方式分組，分別存儲到路由裝置自身的密鑰卡內和對應的用戶密鑰卡內。本發明在用戶交易時需要用戶自身和路由裝置分別簽名，才可以完成完整的交易簽名，交易信息均由用戶所在內網的路由裝置記錄，而不出現在區塊鏈記錄中，極大保護了密鑰卡所對應的區塊鏈賬號的權益。

技術領域

本發明涉及區塊鏈信息安全技術領域，尤其涉及一種基于秘密共享和路由裝置的抗量子計算區塊鏈交易方法和系統。

背景技術

區塊鏈是一種全新的分布式基礎架構與計算范式，利用有序的鏈式數據結構存儲數據，利用共識算法更新數據，利用密碼學技術保障數據安全。在基于區塊鏈的交易中，確保交易的數據安全和客戶的隱私是區塊鏈能夠進一步發展的必要條件。為此，密碼學技術尤其是公鑰密鑰學在區塊鏈中得到了廣泛的應用。

正如大多數人所了解的，量子計算機在密碼破解上有著巨大潛力。當今主流的非對稱(公鑰)加密算法，如RSA加密算法，大多數都是基于大整數的因式分解或者有限域上的離散對數的計算這兩個數學難題。他們的破解難度也就依賴于解決這些問題的效率。傳統計算機上，要求解這兩個數學難題，花費時間為指數時間(即破解時間隨著公鑰長度的增長以指數級增長)，這在實際應用中是無法接受的。而為量子計算機量身定做的秀爾算法可以在多項式時間內(即破解時間隨著公鑰長度的增長以k次方的速度增長，其中k為與公鑰長度無關的常數)進行整數因式分解或者離散對數計算，從而為RSA、離散對數加密算法的破解提供可能。

公布號為109660344A的專利文獻中公開了一種基于非對稱密鑰池路由裝置的抗量子計算區塊鏈交易方法，各用戶以及路由裝置分別配有密鑰卡，其中路由裝置密鑰卡中存有己方的路由裝置私鑰、非對稱密鑰池、路由裝置公鑰指針隨機數以及內網公鑰集合；用戶密鑰卡中有存儲有己方的用戶私鑰和路由裝置公鑰；所有路由裝置密鑰卡中的非對稱密鑰池相同，所述內網公鑰集合中存儲有該內網中所有用戶的用戶公鑰。但該方法中，用戶的交易記錄是公開的，可能會被追蹤，個人信息可能會被暴露。且如果密鑰卡丟失或被竊取，可能被直接拿來使用，并對用戶賬號所對應的權益造成損害。例如對用戶賬號轉出所有權益，造成權益被盜。

此外，公開號為CN107944255A的專利文獻公開了一種面向區塊鏈的密鑰管理方法，為加入區塊鏈的每個用戶分配兩對密鑰，同時在密鑰管理中心產生一對備份密鑰，對主密鑰對、輔密鑰對和備份密鑰對，雖然對區塊鏈中的每個用戶都配置了兩對密鑰，但其作用是通過對主密鑰對、輔密鑰對和備份密鑰對分別對應設置權重，來定義區塊鏈交易過程的多重簽名驗證腳本。密鑰對丟失或者被竊取后，容易被敵方獲取到密鑰的內容，其密鑰管理的方法存在很大風險，不能實現對用戶隱私和信息安全的可靠保護。

綜上，現有技術存在的問題：

1.密鑰卡丟失或者被竊取后，可能被暴力破解等方式獲取到內部的密鑰。如果區塊鏈系統的私鑰被敵方所知，則將喪失該私鑰所對應的區塊鏈賬號的所有權益。如果非對稱密鑰系統的公鑰被敵方所知，假如敵方擁有量子計算機，則將通過公鑰破解出私鑰，同樣將喪失該私鑰所對應的所有權益。

2.公有區塊鏈的交易記錄是公開的，用戶的交易記錄可以被追蹤，個人信息被暴露。

3.密鑰卡丟失或者被竊取后，可能被直接拿來使用，并對用戶賬號所對應的權益造成損害。例如對用戶賬號轉出所有權益，造成權益被盜。

發明內容