[發明專利]一種針對區塊鏈輕客戶端的基于SGX的可驗證范圍查詢方法

有效

• 申請號: 202010319499.8
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111680031B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 邵奇峰;龐帥風;張召
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G06F16/22
• 分類號: G06F16/22;G06F16/2458;G06F21/60
• 代理公司: 上海德禾翰通律師事務所 31319
• 代理人: 陳艷娟

1.一種針對區塊鏈輕節點的基于Intel SGX的可驗證的范圍查詢方法，其特征在于，包括：在全節點上采用Intel SGX可信硬件為區塊鏈輕節點提供可信查詢服務；通過整合基于ADS的MB-tree與基于可信硬件的Intel SGX，在有限的SGX Enclave內存空間內實現可信的范圍查詢與驗證；具體地，所述針對區塊鏈輕節點的基于Intel SGX的可驗證的范圍查詢方法包括以下步驟：

步驟1：在全節點上基于Enclave構建MB-tree索引，包括以下子步驟：

步驟1-1：輕節點驗證全節點上Enclave的合法性，依據Enclave返回的遠程證明與全節點Enclave建立安全通道；

步驟1-2：輕節點將已驗證的MB-tree根結點經安全通道上傳至Enclave；

步驟1-3：Enclave中的MB-tree維護線程接收到全節點轉發的最新區塊，對其中的交易數據進行提取并依照區塊鏈系統的驗證規則驗證無誤后更新MB-tree索引項；

步驟2：在全節點上基于MB-tree在Enclave中執行查詢處理及構建VO，包括以下子步驟：

步驟2-1：輕節點與全節點中的Enclave建立加密通道，并將范圍查詢條件發送至Enclave；

步驟2-2：在MB-tree中依據范圍下界執行點查詢，并在查找過程中記錄可驗證下界結果的VO；

步驟2-3：在MB-tree中依據范圍上界執行點查詢，并在查找過程中記錄可驗證上界結果的VO；

步驟2-4：在MB-tree中依據范圍下界和上界執行范圍查詢，并在查找過程中記錄可驗證結果集的VO及位于查詢范圍內的結果集；

步驟3：在全節點上基于MB-tree在Enclave中依據VO執行查詢驗證，包括以下子步驟：

步驟3-1：基于步驟2-2中構建的VO驗證下界結果的正確性；

步驟3-2：基于步驟2-3中構建的VO驗證上界結果的正確性；

步驟3-3：基于步驟2-4中構建的VO驗證查詢結果集的正確性及查詢范圍的完整性；

步驟3-4：將驗證后的查詢結果集經加密通道傳回至輕節點。

2.如權利要求1所述的針對區塊鏈輕節點的基于Intel SGX的可驗證的范圍查詢方法，其特征在于，所述步驟2-2包括如下步驟：

步驟2-2-1：依據查詢范圍下界，Enclave中的查詢線程由MB-tree根節點開始自頂向下查詢直至找到包含下界邊界索引項的葉子節點，并記錄查找路徑上所有結點的索引項digest值作為VO；

步驟2-2-2：記錄下界值左面第一個索引項的key作為下界邊界索引項，用于范圍下界的完整性驗證。

3.如權利要求1所述的針對區塊鏈輕節點的基于Intel SGX的可驗證的范圍查詢方法，其特征在于，所述步驟2-3包括如下步驟：

步驟2-3-1：依據查詢范圍上界，Enclave中的查詢線程由MB-tree根節點開始自頂向下查詢直至找到包含上界邊界索引項的葉子節點，并記錄查找路徑上所有結點的索引項digest值作為VO；

步驟2-3-2：記錄上界值右面第一個索引項的key作為上界邊界索引項，用于范圍上界的完整性驗證。

4.如權利要求1所述的針對區塊鏈輕節點的基于Intel SGX的可驗證的范圍查詢方法，其特征在于，所述步驟2-4包括如下步驟：

步驟2-4-1：依據下界和上界限定的查詢范圍，由MB-tree根節點開始自頂向下查詢直至找到位于下界與上界之間的所有葉子結點，記錄遍歷過程中整棵查找子樹的所有結點的索引項digest值作為VO；

步驟2-4-2：依序記錄位于下界和上界范圍內的所有葉子結點的value作為結果集。

5.如權利要求2所述的針對區塊鏈輕節點的基于Intel SGX的可驗證的范圍查詢方法，其特征在于，所述步驟3-1包括如下步驟：

步驟3-1-1：基于步驟2-2中構建的VO，自葉子結點開始自底向上直至根結點驗證下界查詢路徑的正確性；如果路徑上有結點位于Enclave中，則該路徑的驗證通過，并提前結束驗證；

步驟3-1-2：驗證步驟2-2-2中下界邊界索引項的key小于下界且與下界鄰接。