[發明專利]智能合約專用芯片裝置及執行方法、區塊鏈節點裝置

在審

• 申請號: 202110172980.3
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112883436A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 李曉玥;胡振遠
• 申請（專利權）人: 北京微芯區塊鏈與邊緣計算研究院
• 主分類號: G06F21/71
• 分類號: G06F21/71;G06F21/57;G06F21/60;G06F21/64
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 蔣娟

本發明提供一種智能合約專用芯片裝置及執行方法、區塊鏈節點裝置。其中，該智能合約專用芯片裝置包括：接口單元、調度單元、密碼學單元、片內存儲單元以及智能合約執行單元；所述密碼學單元用于在智能合約執行過程中進行密碼學操作；所述調度單元用于在智能合約執行過程中實現各個單元之間的交互調度和控制操作；所述智能合約執行單元用于根據接收的智能合約代碼和智能合約的目標數據進行智能合約執行操作，并返回智能合約執行結果數據。采用本發明公開的智能合約專用芯片裝置，能夠避免用戶隱私數據和智能合約代碼被惡意讀取和泄露，保證了芯片裝置與區塊鏈節點主機的數據通信和智能合約代碼的真實性及完整性，從而提高了智能合約執行的安全性。

技術領域

本發明涉及計算機應用領域，具體涉及一種智能合約專用芯片裝置及執行方法。另外，還涉及一種區塊鏈節點裝置。

背景技術

隨著網絡技術的快速發展，區塊鏈相關技術逐漸完善成熟。越來越多的企業開始將區塊鏈相關技術作為重點內容來研究。區塊鏈可以被看做一個特殊的共享數據庫，其主要特征在于存儲于其中的數據或信息，具有不可偽造、可追溯以及集體維護等特點。以區塊鏈技術為基礎構建數字“信任”基礎，并將其納入未來數字基礎設施中，可以為數字信息提供堅實的“信任”平臺，構建可靠的“合作”機制，結合各行各業的具體應用，具有廣闊的運用前景。智能合約作為區塊鏈技術的重要擴展和補充，由區塊鏈主鏈發起、執行、管理和終止。因此與區塊鏈相同，智能合約本質上是一段可由計算機執行的程序，在通用計算機處理上執行。當前廣泛應用的區塊鏈技術方案通常是在現有的通用硬件計算平臺上，通過軟件開發的方法部署區塊鏈與智能合約技術。所使用的通用硬件計算平臺包括桌面電腦和服務器，其底層硬件平臺為通用桌面或服務器處理器(比如X86、ARM、POWER指令集架構的桌面或服務器處理器等)、以及與之配套的存儲器件和外設器件。硬件計算平臺還需要通用操作系統對底層硬件平臺提供驅動和管理，并為上層應用軟件提供軟件基礎平臺。常見的操作系統包括Windows操作系統、linux操作系統。在操作系統的軟件平臺之上，區塊鏈和智能合約作為應用軟件通常是使用高級語言編寫，通過編譯或者解釋的方式在操作系統的軟件平臺上運行的。

目前，區塊鏈和智能合約作為應用軟件通常是使用高級語音編寫，通過編譯或者解釋的方式最終映射為通用處理器上的一組機器碼指令順序執行。然而，由于通用處理器以及通用計算平臺的主要設計考量是適配廣泛多樣的應用，其指令集和軟硬件架構更多從適配應用的通用性和兼容性出發，并未對某類特定應用有針對性的優化。尤其是，智能合約在執行過程中往往涉及到用戶的身份信息和賬戶信息等隱私數據，其運行過程需要在一個安全可信的環境中進行，來保障合約的執行結果有效可信，用戶的隱私數據不被竊取和暴露。現有基于通用計算平臺的區塊鏈智能合約方案，從硬件平臺到操作系統和應用程序各個層面均可能存在安全風險和漏洞。智能合約執行過程易遭受惡意攻擊，導致智能合約執行結果不可信或用戶隱私數據泄露。因此如何設計一種安全可靠的智能合約專用芯片裝置成為本領域研究的重要課題。

發明內容

為此，本發明提供一種智能合約專用芯片裝置及執行方法，以解決現有技術中存在的智能合約專用芯片裝置可能存在安全風險和漏洞，導致智能合約執行過程的安全性和可靠性較低的問題。

本發明提供一種智能合約專用芯片裝置，包括：接口單元、調度單元、密碼學單元、片內存儲單元以及智能合約執行單元；

所述密碼學單元，用于在智能合約執行過程中進行相應的密碼學操作；

所述調度單元，用于控制所述密碼學單元與區塊鏈節點主機進行密鑰協商，對所述區塊鏈節點主機發送的智能合約代碼密文進行解密，以及對所述接口單元接收到的智能合約代碼及其數字簽名進行驗簽操作，驗簽成功后，將解密后得到的明文數據中包含的智能合約代碼存儲于所述片內存儲單元，并將所述明文數據中包含的智能合約賬戶信息、智能合約的指令地址發送到所述智能合約執行單元；以及用于控制所述密碼學單元將所述智能合約執行單元返回的智能合約執行結果數據以及智能合約賬戶信息進行加密，對智能合約執行結果密文進行簽名操作，并控制所述接口單元將所述智能合約執行結果密文及其數字簽名發送至所述區塊鏈節點主機；