[發明專利]基于SGX和區塊鏈的高考資格認證系統

有效

• 申請號: 202110582113.7
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113297561B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 劉百祥;戴雨濃;闞海斌
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G06F21/44
• 分類號: G06F21/44;G06F21/45;G06F16/27;G06Q50/20
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 王潔平

本發明屬于區塊鏈技術領域，具體為一種基于SGX和區塊鏈的高考資格認證系統。其包括4層設計：應用層，主要為學校的老師和學生提供接入系統的Web客戶端，將數據信息傳輸至合約層；合約層，編寫智能合約并安裝在SGX中，通過SGX的機密性和完整性來保證智能合約的正確運行，將運行結果發送到其他學校節點進行共識。共識層，以地區為單位劃分，采用PBFT的共識協議來完成對數據的一致性保證，共識后的結果經合約層加密后交由數據持久層。數據持久層，采用MongoDB進行數據持久化，并且按照區塊鏈的存儲性質以前一塊的Hash為連接點進行連接。本發明能有效實現高考資格認證，篩查出高考移民的考生。

技術領域

本發明屬于區塊鏈技術領域，具體涉及一種基于SGX和區塊鏈的高考資格認證系統。

背景技術

目前對于高考資格認證的判斷大部分是基于人工審核，審核通過后在系統上進行報名，而且由于“異地高考”政策的推出，使得對“高考移民”的準確判斷更加困難，因為無法分辨學生到底是異地高考還是高考移民。目前的高考資格認證存在以下問題：對于學生提供的證明資料無法進行準確的判斷，大部分直接依據學校為其提供的學習證明等紙質材料進行人工判斷；同時學生教育信息的存儲方式是明文存儲，作弊者可以通過非正常手段很容易獲得學生的教育信息；數據的存儲方式也過于中心化，容易出現單點故障從而影響考生的報考流程，遺憾終生。

區塊鏈技術的不可篡改、多方計算和可追溯特性雖然完美針對“高考移民”的難判斷問題，但是傳統區塊鏈技術的存儲方式是透明賬本存儲，這無法對學生的教育信息起到保護作用，這就需要對區塊鏈技術進行改造。傳統的聯盟鏈雖然可以保證智能合約的完整性，但是節點提供的交易信息不能保證其合法性，需要在網絡中進行共識來驗證其合法性，這就影響了其執行效率。我們可以轉換思路，在源頭上提高數據信息的作弊成本，同時使用SGX來保證智能合約的安全可靠執行，這樣就不需要別的節點在驗證時進行模擬執行，只需要驗證結果和SGX提供的憑證就可以完成驗證。以SGX和聯盟鏈為基礎，并在此基礎上實現一套高考資格認證系統。

發明內容

針對現有的高考資格認證存在的問題，本發明提供一種基于SGX和區塊鏈的高考資格認證系統，用來解決高考中存在的高考移民和空掛學籍等問題。

本發明提供一種基于SGX和區塊鏈的高考資格認證系統，其將考生信息存儲在區塊鏈中，待進行高考資格認證時，通過區塊鏈上的存儲信息來判斷該考生是否具備高考資格；該系統包括學校節點和教育局節點；其中學校節點負責的是學生信息的收集、生成、上鏈和高考資格審查；教育局節點負責的是學校節點的密鑰對的頒發，智能合約的制定。按照系統設計層次角度劃分，其包括4層設計：第一層為應用層，主要為學校的老師和學生提供接入系統的web客戶端，將數據信息傳輸至合約層。第二層為合約層，編寫智能合約，并部署在SGX中，通過SGX的機密性和完整性來保證智能合約的正確運行，將運行結果發送到其他學校節點進行共識；第三層為共識層，以地區為單位劃分，采用準入機制，采用PBFT的共識協議來完成對數據的一致性保證，共識后的結果經合約層加密后交由數據持久層；第四層為數據持久層，采用MongoDB進行數據持久化，并且按照區塊鏈的存儲性質以前一塊的Hash為連接點進行連接。

上述基于SGX和區塊鏈技術的高考資格認證系統有三大核心工作流程，分別如下：

環境配置流程：

（1）根據當地的報考資格編寫智能合約。教育局節點合約方法為根密鑰生成功能。學校節點合約方法為子密鑰生成功能、創建數據信息功能、上鏈功能、驗證功能和追溯功能。

（2）學校節點在第一次加入該區塊鏈網絡時需要向教育局節點申請密鑰。

（3）教育局節點批準學校節點的申請后，會在本地節點中對該學校進行編號并記下該學校的根密鑰和編號信息。

（4）教育局節派出工作人員去學校節點進行系統的搭建工作。