[發明專利]安全分布式時間管理方法、系統

在審

• 申請號: 202111508147.8
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114422137A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 閭海榮;周容辰;王維笑
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 袁文婷;張娓娓

1.一種安全分布式時間管理方法，其特征在于，包括：

對各個節點進行協議初始化處理，使各個節點對哈希算法的參數的選擇達成共識，并根據預設的單輪時間按輪次執行所述協議；

基于所述協議中的狀態算法接收需要登記時間戳的記錄，將所述記錄封裝為區塊并廣播，且實時接收其他節點產生的區塊，并將所述區塊連接為有向無環圖；其中，所述哈希算法中的哈希值作為所述有向無環圖各區塊的指針；

基于所述有向無環圖通過時間戳算法輸出所述記錄的時間戳，通過證明算法輸出用于驗證時間戳與記錄的輪次證明；

通過驗證算法對所述輪次證明進行參數解析以判斷所述時間戳的有效性，若所述時間戳有效則完成當前的時間戳管理。

2.如權利要求1所述的安全分布式時間管理方法，其特征在于，使各個節點對哈希算法的參數的選擇達成共識的過程，包括：

在所述公鑰基礎設施上登記公鑰以形成協作節點集群；

使所述協作節點集群從抗碰撞哈希函數中隨機抽取哈希參數，并隨機抽取公共參考字串以組成達成共識的哈希算法。

3.如權利要求1所述的安全分布式時間管理方法，其特征在于，

將所述區塊連接為有向無環圖之前，還包括：

初始化DAG鏈和待定區塊序列。

4.如權利要求3所述的安全分布式時間管理方法，其特征在于，接收其他節點產生的區塊的過程，包括：

接收其他節點廣播的區塊，并判斷所述區塊在所在的當前輪次中是否有效，若有效，則按照輪次升序將所述區塊插入所述待定區塊序列以形成新待定區塊序列；

將所述新待定區塊序列中的區塊按照所述輪次升序依次有條件地移入所述DAG鏈中，并將移入所述DAG鏈中的區塊逐個廣播。

5.如權利要求4所述的安全分布式時間管理方法，其特征在于，在實時接收其他節點產生的區塊的過程中，產生新區塊的過程，包括：

生成當前節點在當前輪次時的錨點資格證明和隨機數；

根據所述隨機數判斷所述當前節點是否具有錨點資格，并判斷是否有需要登記時間戳的記錄；

若所述當前節點具有錨點資格，或有需要登記時間戳的記錄，則尋找所述DAG鏈中所有非本輪次的末端區塊的哈希指紋以形成哈希指紋序列，并將所述哈希指紋序列作為父母區塊哈希指紋序列；

根據所述父母區塊哈希指紋序列、所述記錄的內容和輪次生成本地輸入簽名；

根據所述錨點資格證明、所述記錄的內容、當前輪次、當前節點身份標志、所述父母區塊哈希指紋序列與所述本地輸入簽名計算所述哈希指紋；

根據所述錨點資格證明、所述記錄的內容、所述當前輪次、所述當前節點身份標志、所述父母區塊哈希指紋序列、所述本地輸入簽名和所述哈希指紋生成新區塊；

將所述新區塊加入到所述DAG鏈中并廣播。

6.如權利要求1所述的安全分布式時間管理方法，其特征在于，通過所述協議中的時間戳算法輸出所述記錄的時間戳的過程，包括：

判斷與所述記錄相對應的目標區塊是否在所述有向無環圖中，若存在則輸出所述記錄的時間戳。

7.如權利要求6所述的安全分布式時間管理方法，其特征在于，通過時間戳算法輸出所述記錄的時間戳，通過證明算法輸出用于驗證時間戳與記錄的輪次證明的過程，包括：

選擇滿足第一證明條件的參考輪次；

判斷所述參考輪次是否滿足所述第一證明條件，其中，若所述參考輪次滿足所述第一證明條件，則統計節點當前所處的有向無環圖中所述目標區塊可追溯的錨點區塊所具有的第一錨點資格數量和可追溯到所述目標區塊且時間戳小于等于所述參考輪次的錨點區塊所具有的第二錨點資格數量；其中所述第一證明條件為大于所述時間戳，且小于當前輪次；

根據所述第一錨點資格數量與所述第二錨點資格數量分別對應輸出第一輪次證明和第二輪次證明。