[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于側(cè)鏈的區(qū)塊鏈跨鏈身份認(rèn)證方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010138064.3
• 申請(qǐng)日: 2020-03-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111339509A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 李斌
• 主分類(lèi)號(hào): G06F21/31
• 分類(lèi)號(hào): G06F21/31;G06F21/64;G06Q40/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于側(cè)鏈的區(qū)塊鏈跨鏈身份認(rèn)證方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1.區(qū)塊鏈B的用戶(hù)C構(gòu)造消息Q₁，其中利用私鑰KR_c對(duì)Q₁進(jìn)行簽名得到簽名信息利用消息Q₁和簽名信息構(gòu)造消息M₁；利用AS₁的公鑰KR_c對(duì)消息M₁進(jìn)行加密，將加密后的消息M₁發(fā)送至區(qū)塊鏈A的AS₁；

步驟2.AS₁用私鑰解密消息M₁，得到消息Q₁和簽名信息AS₁還用公鑰KR_c驗(yàn)證簽名信息為用戶(hù)C發(fā)出；AS₁查找本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)消息Q₁中的ID_c確認(rèn)用戶(hù)C存在及合法性；當(dāng)確認(rèn)用戶(hù)C合法后，AS₁構(gòu)造訪問(wèn)TGS₁的票據(jù)簽名信息為AS₁用私鑰對(duì)Q₂的簽名信息，AS₁用TGS₁的公鑰對(duì)票據(jù)進(jìn)行加密，AS₁對(duì)票據(jù)進(jìn)行簽名得簽名信息AS₁根據(jù)訪問(wèn)TGS₁的票據(jù)地址ID_tgs1、隨機(jī)數(shù)Random₁+1和簽名信息構(gòu)造消息M₂，利用用戶(hù)C的公鑰對(duì)消息M₂加密，將加密后的消息M₂發(fā)送至用戶(hù)C；

步驟3.用戶(hù)C用私鑰KR_c對(duì)消息M₂進(jìn)行解密，確認(rèn)解密獲得的參數(shù)Random₁+1為步驟1中消息Q₁中的隨機(jī)數(shù)Random₁+1，；用戶(hù)C使用AS₁的公鑰驗(yàn)證簽名信息的正確性；用戶(hù)C利用地址ID_C和隨機(jī)數(shù)Random₂構(gòu)造驗(yàn)證碼Authentication₁，并用私鑰KR_c對(duì)驗(yàn)證碼Authentication₁進(jìn)行簽名得到簽名信息用戶(hù)C再利用地址ID_tgs2、訪問(wèn)TGS₁的票據(jù)驗(yàn)證碼Authentication₁和簽名信息構(gòu)造消息M₃；利用TGS₁的公鑰對(duì)消息M₃進(jìn)行加密，將加密后的消息M₃發(fā)送至TGS₁請(qǐng)求跨鏈訪問(wèn)票據(jù)；

步驟4.TGS₁用私鑰KR_tgs1對(duì)消息M₃進(jìn)行解密得到票據(jù)驗(yàn)證碼Authentication₁和簽名信息利用用戶(hù)C的公鑰KR_c驗(yàn)證簽名信息的正確性，確認(rèn)驗(yàn)證碼Authentication₁是由用戶(hù)C發(fā)出；TGS₁用私鑰KR_tgs1解密訪問(wèn)TGS₁的票據(jù)得到參數(shù)Q₂和簽名信息TGS₁用AS₁的公鑰驗(yàn)證簽名信息確認(rèn)參數(shù)Q₂由AS₁發(fā)出；TGS₁使用參數(shù)Q₂中的參數(shù)解密驗(yàn)證碼Authentication₁得到的參數(shù)ID_c和參數(shù)Random₂，比較ID_c和Q₂中的ID_c是一致時(shí)，確認(rèn)票據(jù)為用戶(hù)C所擁有；

TGS₁構(gòu)造跨鏈訪問(wèn)票據(jù)TGS₁用私鑰KR_tgs1對(duì)參數(shù)Q₃進(jìn)行簽名得簽名信息TGS₁為跨鏈訪問(wèn)票據(jù)進(jìn)行簽名得簽名信息TGS₁根據(jù)利用地址ID_tgs2、隨機(jī)數(shù)Random₂+1、跨鏈訪問(wèn)票據(jù)和簽名信息構(gòu)造消息M₄；TGS₁利用用戶(hù)C的公鑰對(duì)消息M₄進(jìn)行加密，將加密后的消息M₄發(fā)送至用戶(hù)C；

步驟5.用戶(hù)C用私鑰KR_c對(duì)消息M₄進(jìn)行解密得到參數(shù)Random₂+1,Ticket_tgs2,并確認(rèn)隨機(jī)數(shù)Random₂+1為步驟3中發(fā)出的隨機(jī)數(shù)Random₂+1；用戶(hù)C用TGS₁的公鑰KP_tgs1驗(yàn)證簽名信息確認(rèn)跨鏈訪問(wèn)票據(jù)Ticket_tgs2是由TGS₁簽發(fā)的；用戶(hù)C用解密跨鏈訪問(wèn)票據(jù)Ticket_tgs2，得到參數(shù)Q₃和簽名信息并將作為秘密信息進(jìn)行保存，而參數(shù)Q₃和參數(shù)作為用于零知識(shí)證明數(shù)據(jù)；用戶(hù)C構(gòu)造消息M₅；消息M₅使用區(qū)塊鏈B的TGS₂的公鑰進(jìn)行加密；并將消息M₅發(fā)送給區(qū)塊鏈B的TGS₂；

步驟6.區(qū)塊鏈B的TGS₂用私鑰KR_tgs2對(duì)消息M₅進(jìn)行解密，得到參數(shù)ID_Realm，ID_s，KP_c,Random₃,Q₃,根據(jù)TGS₂中保存的關(guān)于區(qū)塊鏈A的信任值信息，計(jì)算出滿(mǎn)足零知識(shí)證明的參數(shù)t和參數(shù)e；區(qū)塊鏈B的TGS₂得到公開(kāi)參數(shù)p和參數(shù)g,并選取隨機(jī)數(shù){n₁,n₂,...n_i,...,n_e},i∈[1,e]且n_i∈(1,p-1),計(jì)算i∈[1,e]；再構(gòu)造消息M₆作為查詢(xún)，將消息M₆發(fā)送至用戶(hù)C；

步驟7.用戶(hù)C收到消息M₆后，取得參數(shù)T₁,T₂,...,T_e,從第三方獲取公開(kāi)參數(shù)p和參數(shù)g，并使用秘密信息計(jì)算i∈[1,e]；再構(gòu)造消息M₇作為對(duì)消息M₆的對(duì)應(yīng)，將消息M₇發(fā)送至區(qū)塊鏈B的TGS₂；

步驟8.區(qū)塊鏈B的TGS₂收到消息M₇后，取得參數(shù)C₁,C₂,...,C_e；再利用區(qū)塊鏈A中TGS₁的公鑰KP_tgs1、參數(shù)Q₃和參數(shù)驗(yàn)證等式是否成立，其中i∈[1,e]；當(dāng)驗(yàn)證等式成立，則判斷是否滿(mǎn)足零知識(shí)證明條件，當(dāng)不滿(mǎn)足零知識(shí)證明條件時(shí)，則繼續(xù)選擇e個(gè)隨機(jī)數(shù){n₁,n₂,...n_i,...,n_e},i∈[1,e]，并重復(fù)步驟6、步驟7和步驟8；當(dāng)重復(fù)步驟6、步驟7和步驟8后滿(mǎn)足零知識(shí)證明條件，則區(qū)塊鏈B的TGS₂基于對(duì)區(qū)塊鏈A的TGS₁信任，確認(rèn)用戶(hù)C為合法用戶(hù)；區(qū)塊鏈B的TGS₂為用戶(hù)C構(gòu)建訪問(wèn)服務(wù)的票據(jù)訪問(wèn)服務(wù)的票據(jù)Ticket_s使用服務(wù)器S的公鑰進(jìn)行加密，其中還對(duì)TGS₂訪問(wèn)服務(wù)的票據(jù)Ticket_s進(jìn)行簽名，得簽名信息TGS₂構(gòu)造消息M₈，將消息M₈發(fā)生至用戶(hù)C；

步驟9.用戶(hù)C用私鑰KR_c對(duì)消息M₈進(jìn)行解密，得到參數(shù)Random₃+1,Ticket_s,驗(yàn)證收到的隨機(jī)數(shù)Random₃+1為在步驟5中產(chǎn)生的Random₃隨機(jī)數(shù)+1；用戶(hù)C用TGS₂的公鑰KR_tgs2驗(yàn)證簽名信息驗(yàn)證正確，則生成驗(yàn)證碼并用私鑰KR_c對(duì)驗(yàn)證碼Authentication₂簽名得到(r_Auth2,s_Auth2)；最后，用戶(hù)C構(gòu)造消息M₉；利用服務(wù)器S的公鑰對(duì)消息M₉進(jìn)行加密，將加密后的消息M₉發(fā)送至服務(wù)器S；

步驟10.服務(wù)器S利用私鑰KR_s解密消息M₉，得到訪問(wèn)服務(wù)的票據(jù)Ticket_s、驗(yàn)證碼Authentication₂、公鑰KP_c、簽名信息(r_Auth2,s_Auth2)和簽名信息服務(wù)器S通過(guò)計(jì)算得到K_c,s,還利用公鑰KP_c驗(yàn)證簽名信息(r_Auth2,s_Auth2)，確認(rèn)驗(yàn)證碼Authentication₂由用戶(hù)C產(chǎn)生；服務(wù)器S利用私鑰KR_s解密票據(jù)Ticket_s得到參數(shù)Q₄和簽名信息再利用區(qū)塊鏈B中TGS₂的公鑰KP_tgs2驗(yàn)證簽名信息確認(rèn)訪問(wèn)服務(wù)的票據(jù)Ticket_s由TGS₂簽發(fā)；服務(wù)器S利用密鑰K_c,s解密驗(yàn)證碼Authentication₂，得到參數(shù)ID_Realm，Random₄，判斷隨機(jī)數(shù)Random₄的值與Ticket_s中的參數(shù)值一致，確保該票據(jù)為初始申請(qǐng)票據(jù)的用戶(hù)C持有；當(dāng)用戶(hù)C的身份驗(yàn)證完成時(shí)，服務(wù)器S構(gòu)造消息M₁₀，利用區(qū)塊鏈A中用戶(hù)C和服務(wù)器S的會(huì)話(huà)密鑰對(duì)消息M₁₀進(jìn)行加密。