[發明專利]一種基于群簽名和同態加密的聯盟鏈隱私保護方法

在審

• 申請號: 202010560320.8
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111654363A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 葉阿勇;刁一晴
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;H04L9/32;H04L29/06;H04L29/08;G06F16/27
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

1.一種基于群簽名和同態加密的聯盟鏈隱私保護方法，其特征在于：其包括以下步驟：

步驟S1：構建聯盟鏈節點；把聯盟鏈與群簽名中群概念相結合，將聯盟鏈中的節點分為三類：

群管理員、主要節點和次要節點；

步驟S2：初始化聯盟鏈；生成群簽名密鑰、同態加密密鑰對以及用戶自身的非對稱密鑰對；

步驟S3：交易雙方進行交易交互；設交易發起方為A，交易接收方為B，則具體如下：

步驟S31：A向B發出交易請求消息，即A分別使用自己的私鑰和B的公鑰對交易金額進行簽名和加密，然后發給B；

步驟S32：當B接收A的交易請求，首先利用A的公鑰驗證簽名；然后，使用同態加密的公鑰加密交易金額，并附上自身的賬戶地址、交易信息以及B的簽名、群簽名；最后，用A的公鑰加密消息并回送給A；

步驟S33：A收到B的應答后，先對其進行解密驗簽；然后，寫入自己的賬戶地址、簽名和、群簽名；最后利用主要節點的公鑰加密交易信息，并廣播給主要節點驗證；

步驟S4：主要節點驗證交易的合法性；假設主要節點為S，則S接收到廣播的交易信息后,解密消息并對其進行以下三步驗證：

步驟S41：驗證群簽名；S利用群公鑰對交易雙方的群簽名進行驗簽，驗證該群簽名是否為群成員所簽；如果驗證不通過，則向A返回錯誤信息，并終止驗證；

步驟S42：驗證賬戶真實性；S利用廣播信息中的賬戶地址找到A和B的賬戶，并根據交易雙方的簽名來驗證雙方賬戶是否屬實；如果驗證不通過，則向A返回錯誤信息，并終止驗證；

步驟S43：驗證交易金額；即驗證交易金額是否大于0且小于A的余額；S利用Paillier同態加密的加同態特性，驗證以下公式是否成立：

其中，Enc_p(m)表示交易金額的同態加密密文，Enc_p(SUM_present*)表示該賬戶當前余額的同態加密密文，Enc_p(SUM_*)為交易完成后的余額同態加密密文；如果驗證不通過，S向A返回錯誤信息，并終止驗證；

步驟S5：S將本次交易寫入新區塊中，并分別更新A和B的賬戶余額。

2.根據權利要求1所述的一種基于群簽名和同態加密的聯盟鏈隱私保護方法，其特征在于：步驟1中主要節點作為聯盟鏈中的監管人員的角色，不參與交易，但負責對交易的合法性進行驗證、維護全網賬本；聯盟鏈中設立群管理員，為防止群管理員共謀泄露次要節點身份，將管理員按功能分為頒發者和打開者兩種，群管理員獨立于主要節點和次要節點之外，負責群公鑰、群私鑰的生成，以及在交易發生糾紛時的追蹤；次要節點為聯盟中的用戶，次要節點利用自己的簽名證明自己的賬戶所有權，次要節點之間進行交易。

3.根據權利要求1所述的一種基于群簽名和同態加密的聯盟鏈隱私保護方法，其特征在于：初始化聯盟鏈具體包括以下步驟：

步驟S21：群管理員利用群算法建立與聯盟鏈相對應的群，一條鏈對應一個群；

步驟S22：群管理員生成全網統一的同態加密密鑰對，其中，公鑰發送給所有用戶，用于加密交易金額，而私鑰由群管理員保存；

步驟S23：當新用戶申請加入群時，需要向群管理員中的頒發者發出加入申請；由群管理員為其生成群簽名的密鑰，并頒發群證書；新用戶加入聯盟鏈后，就成為次要節點；

步驟S24：用戶生成自身的非對稱密鑰對，并利用自身的公鑰生成賬戶地址。

4.根據權利要求1所述的一種基于群簽名和同態加密的聯盟鏈隱私保護方法，其特征在于：步驟S31中A將交易信息m使用簽密得到Enc_B(Sig_A(m))，其中Enc_*為利用*的非對稱密鑰的公鑰進行加密，Sig_*為利用*的非對稱密鑰的私鑰進行簽名。