[發明專利]基于區塊鏈的移動網絡密鑰管理及通信方法、裝置和介質

有效

• 申請號: 202110319315.2
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113179165B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 李嘉興;劉竹松;武繼剛;李志科
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L9/08;H04L9/40
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黎揚鵬

本發明公開了一種基于區塊鏈的移動網絡密鑰管理方法、通信方法、移動網絡、計算機裝置和存儲介質。密鑰管理方法包括在移動網絡所維護的區塊鏈網絡中廣播第一移動設備發出的第一數字簽名公鑰和第一加密公鑰，由區塊生成子網收集第一數字簽名公鑰打包成一個區塊，在區塊鏈網絡中廣播區塊，由子網接收區塊，將區塊添加到所維護的區塊鏈子鏈等步驟。本發明可以保護移動設備接入和移動的過程中密鑰材料的安全性，實現了動態組成員資格管理和動態成員位置管理，能夠避免現有技術要求移動網絡現有成員識別新成員時導致的額外的密鑰生成開銷和密鑰分發開銷，對計算機資源消耗較低。本發明廣泛應用于云計算安全技術領域。

技術領域

本發明涉及云計算安全技術領域，尤其是一種基于區塊鏈的移動網絡密鑰管理方法、通信方法、移動網絡、計算機裝置和存儲介質。

背景技術

密鑰管理一般是指對密鑰進行管理的行為，如密鑰生成、密鑰分發以及密鑰更新等。傳統的密鑰管理方案主要有兩種，分別是基于密鑰樹和基于層次的密鑰管理方案。在基于密鑰管理樹的方案中，用戶的密鑰通過密鑰管理樹進行管理，密鑰管理樹的平衡主要取決于成員的進入和離開是否隨著時間保持平衡。在基于層次的密鑰管理方案中，把密鑰管理功能劃分到不同層次，每個層次有一個密鑰管理者(key manager)，每層的密鑰管理者提供相應的服務。

然而，傳統的移動設備密鑰更新策略，存在集中式的密鑰管理者。在網絡中每多劃分一層，就會多一層密鑰管理者，對密鑰的管理(分發和更新)成本也會隨之增長。同時，因為密鑰材料是集中生成的，即使假設集中式的密鑰管理者是可信的，它也會成為攻擊者的主要攻擊目標，并且一旦被攻破，整個組通訊將變得不安全甚至是癱瘓。此外，組通信中無線設備的移動將會導致頻繁的密鑰更新和分發操作，這將帶來巨大的計算、存儲和網絡傳輸消耗。

發明內容

針對上述至少一個技術問題，本發明的目的在于提供一種基于區塊鏈的移動網絡密鑰管理方法、通信方法、移動網絡、計算機裝置和存儲介質。

一方面，本發明實施例包括一種基于區塊鏈的移動網絡密鑰管理方法，所述基于區塊鏈的移動網絡密鑰管理方法包括以下步驟：

確認對所述移動網絡的網絡劃分；所述網絡劃分將所述移動網絡劃分為多個子網，一個所述子網包括由至少一個第二移動設備，所述移動網絡維護一個區塊鏈網絡，其中，一個所述子網維護所述區塊鏈網絡中的一條區塊鏈子鏈；

獲取第一移動設備發出的第一數字簽名公鑰和第一加密公鑰；其中，所述第一加密公鑰被所述第一移動設備使用第一數字簽名私鑰進行簽名；

在所述區塊鏈網絡中廣播所述第一數字簽名公鑰和第一加密公鑰；

由區塊生成子網收集被廣播的所述第一數字簽名公鑰，將收集到的所述第一數字簽名公鑰打包成一個區塊，在所述區塊鏈網絡中廣播隨機數與所述區塊；所述區塊生成子網是通過執行共識機制，在所述多個子網中確定的一個或多個所述子網；所述隨機數由所述區塊生成子網執行所述共識機制生成；

所述子網接收所述隨機數與所述區塊，根據所述隨機數確定接受或不接受所述區塊；

接受所述區塊的所述子網將所述區塊添加到該子網所維護的所述區塊鏈子鏈。

進一步地，一個或多個所述子網組成一個通訊組，各所述通訊組分別作為節點連接成樹形網絡，具有連接關系的所述節點之間通過基站連接。

進一步地，所述根據所述隨機數確定接受或不接受所述區塊，包括：

根據所述隨機數驗證所述區塊生成子網在所述共識機制中的資格，當所述區塊生成子網滿足資格，所述子網接受所述區塊，反之，所述子網不接受所述區塊。

進一步地，所述確認對所述移動網絡的網絡劃分，包括：

以劃分后所獲得的各所述子網的計算消耗、通信消耗和存儲消耗加權之和最小為目標，對所述移動網絡進行網絡劃分。