[發明專利]一種基于多層中間人的區塊鏈分組混幣方法

在審

• 申請號: 202211422374.3
• 申請日: 2022-11-14
• 公開（公告）號: CN115733621A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 李必信;王旋;曹冬玉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L9/08;H04L9/40
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

1.一種基于多層中間人的區塊鏈分組混幣方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：所述方法包含三種節點,一個節點群，即起始節點，中間節點，終止節點；一個節點群：包括所有參與混幣操作的起始節點，中間節點，終止節點；共有四個步驟：

步驟1：協商階段，

步驟2：混淆階段，

步驟3：確認階段，

步驟4：問責階段。

2.根據權利要求1所述的基于多層中間人的區塊鏈分組混幣方法，其特征在于，三種節點具體如下：

起始節點，start_node：起始節點是節點群中的節點開始混幣操作的起始通訊節點，處于第一層的起始節點層，作用是將收到的加密信息以指定好的規則發送給下一個起點節點或者中間節點，節點群中大部分節點都可作為起始節點，起始節點層只有一層；

中間節點，medium_node：中間節點是節點群中除了起始節點以及終止節點的節點，處于第二層到最后一層之間的中間節點層，作用是將起始節點層中起始節點收到的加密信息以指定好的規則發送給下一個中間節點或者是終止節點，節點群中少部分節點可作為中間節點；

終止節點：end_node：終止節點是節點群中除了起始節點以及中間節點的節點，處于最后一層的終止節點層，作用是將收到的所有中間節點發送的加密信息解密得到節點的輸出地址信息，以及發布所有的輸出地址，節點群中設定為不超過5個終止節點，終止節點層只有一層。

3.根據權利要求1所述的基于多層中間人的區塊鏈分組混幣方法，其特征在于，四個步驟具體如下：

步驟1：協商階段，區塊鏈每個混幣交易參與節點Ni(i∈{1,2,3...})需要廣播自己的輸入地址vki，同時每個節點都要生成暫時的加密解密密鑰對(eki,dki)，同時將自己生成的加密密鑰eki通過自己的簽名密鑰ski簽名后得到SIGNi廣播給其他節點，其他節點在此階段收到節點i的消息后，需要用節點i的輸入地址vki驗證簽名SIGNi是否有效以及確認節點身份，同時需要驗證節點i的輸入地址vki中是否有足夠的比特幣來進行混幣交易；

步驟2：混淆階段，參與混幣的節點會被隨機分成一個起始節點層，一個終止節點層，以及數個中間節點層，每個起始節點以及中間節點都需要選擇一個起始節點作為起點，然后用對應路徑上的節點的加密密鑰ekj對自己的輸出地址Adi進行加密，最后用自己的簽名密鑰ski對加密信息簽名得到SINGi，每個節點的加密信息會被逐層發送直到進入終止節點層，終止節點在確認簽名后，只需要用自己的解密密鑰ski對收到的加密信息解密得到輸出地址Adj，每個終止節點會有一個輸出地址列表，所有終止節點會共同生成得到一個完整的地址列表Address，步驟3：確認階段，終止節點需要將Address廣播到所有節點，每個節點都可以確認自己的輸出地址是否已經在Address中，如果是的話則發送一個Verify信息并用自己的輸入地址簽名后廣播，如果不是的話則拒絕簽名，每個參與混幣節點在確認所有節點簽名確認后，可以獨立創建一個完整的混幣交易發送到區塊鏈網絡中，如果有任意一個節點拒絕簽名，會進入問責階段找出行為不當的節點，步驟4：問責階段，問責階段的目標是判斷混幣交易失敗的環節以及找出違規操作節點，由于節點的每個操作都需要用自己的簽名密鑰進行簽名，這就保證了每個節點的每個操作都可以追溯以及判斷是否合規，以保證判斷交易失敗的環節以及找出違規操作者能夠完成，當找到對應違規操作節點后，會給予剔除出混幣節點群的處罰，并重新開始混幣操作。

4.根據權利要求1中所述的基于多層中間人的區塊鏈分組混幣方法，其特征在于，所述步驟1協商階段具體涉及信息介紹如下：

11)輸入地址vki即為參與混幣的節點在區塊鏈網絡上用于轉賬以及接受轉賬的用戶地址，形式應當為一個公鑰私鑰密鑰對(vki，ski)，公鑰作為輸入地址，私鑰則用于簽名；

12)加密算法選用AES的加密模式，或者是RSA加密算法，生成的加密公鑰私鑰對(eki，dki)中eki廣播到所有節點，dki由節點用于解密發送給節點自身的加密信息；

13)每個參與混幣的節點在收到其他節點廣播的輸入地址后，可在區塊鏈網絡中確認每個輸入地址的賬戶余額，混幣操作的金額對所有節點都是事先協商好并且保持一致的，如果賬戶余額不滿足的話，會直接進入問責階段將違規節點剔除。