CN109508984A - 一种基于确定性共识与可信时间戳的区块链电子存证方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基于确定性共识与可信时间戳的区块链电子存证方法,涉及区块链电子存证领域,通过每隔一段时间/区块数向中国科学院国家授时中心申请可信时间戳认证,区块链系统中的出块节点利用国家授时中心返回的可信时间戳构造一笔交易并将该交易广播,最终将该交易和系统中其它存证交易一同打包进新的区块,在提高性价比的同时有效地加强了区块链中时间数据的准确性和电子证据的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于确定性共识与可信时间戳的区块链电子存证方法,属于区块链电子存证技术领域。
背景技术
区块链是一种分布式可信账本,具备分布式、去中心化、可追溯、不可篡改等特点。它的核心价值是建立多方信任,“区块”和“链”这种独特的数据结构能够忠实、完整地记录行为主体签名认可的授权行为。用户可以不信任区块链系统,但它出具的每条数据皆有其授权来源,是可追溯并可验证的。区块链的实施要避免类似传统系统越过行为主体的授权自行其是,并且好的区块链系统应该让行为主体在做出授权之前,清楚认识到其授权行为将可能面临的风险。
区块链的确定性共识机制可分为两个阶段:输入共识和输出共识。在输入共识阶段,出块节点负责将收集到并通过签名验证的交易按顺序打包入块,附上预执行获得的输出结果之后,签名形成预出块,然后向参与共识的节点发送预出块并请求背书;在输出共识阶段,出块节点收集到足够的背书之后,将背书附加到预出块形成正式出块,向全网广播。
可信时间戳是中国科学院国家授时中心进行授时和守时保障,并由第三方时间戳服务机构产生,主要用于电子证据的可信认证,使得电子文档能够具备与纸质文件相同的司法效力。
电子数据存证包括保全和固定,保全是指在电子证据可能丢失情况下通过各种技术手段将其保存下来,并用正确的方法加以管理,涉及到的技术方法有数据加密、数字签名和数字时间戳以及数字摘要等;固定是指当事人利用第三方电子数据平台对电子证据进行收集固定,从而确保该被收集固定的电子证据不被篡改、保持完整,且能够确定收集固定电子证据的时间。
现有的一些区块链系统中已经引入了可信时间戳,但缺乏将可信时间戳与区块链系统整合的详细方法,目前并没有相似的专利。本发明创新性的提出了一种将两者结合的方法,通过构建包含可信时间戳的交易并广播,使该交易和其他存证交易一起打包进新的区块,从而实现可信时间戳的固定。
发明内容
本发明技术解决问题:克服现有技术的不足,提供一种基于确定性共识与可信时间戳的区块链电子存证方法,在提高性价比的同时有效地加强了区块链中时间数据的准确性和电子证据的可靠性。
本发明技术解决方案:一种基于确定性共识与可信时间戳的区块链电子存证方法,包括以下步骤:
步骤S1:区块链系统进行初始化构建创世区块,由种子节点计算出创世区块哈希值并向授时中心申请可信时间戳证书;
步骤S2:在每隔一段时间Δt或区块数Δb申请一次可信时间戳证书;
步骤S3:由共识节点在获得可信时间戳证书后构造一笔包含该可信时间戳证书信息的交易,并打包到新区块中;
步骤S4:重复步骤S2~S3,不断将包含可信时间戳的交易和系统中其它存证交易一同打包进新的区块,从而实现基于确定性共识与可信时间戳的区块链电子存证功能。
所述步骤S1包括:
(1)由种子节点SeedNode对区块链系统进行初始化构建创世区块Genesis Block,然后由该种子节点SeedNode采用密码学哈希算法计算出创世区块Genesis Block的哈希值,记为GBHashVal,并就所述哈希值GBHashVal向授时中心申请可信时间戳证书initTimestampCert;
(2)种子节点SeedNode在收到可信时间戳证书initTimestampCert返回结果后构造一笔包含所述可信时间戳证书initTimestampCert信息的特殊交易,记为TX-initTimestampCert;
(3)由种子节点SeedNode把所述交易TX-initTimestampCert传播到区块链系统中;
(4)由区块链系统中基于确定性共识选出的出块节点N1将所述交易TX-initTimestampCert打包进区块A中。
所述步骤S2包括:设定触发条件c:从创世区块Genesis Block的生成开始,每隔一段时间Δt或区块数Δb申请一次可信时间戳证书;
所述步骤S3包括:
(1)在区块链系统的后续运行过程中,基于确定性共识选出的某出块节点N2,在由该出块节点构建的新区块B被成功确认后,检查区块B是否满足触发条件c,若满足条件触发条件c,则由出块节点N2采用密码学哈希算法计算区块B的哈希值hashVal,并就所述哈希值hashVal向授时中心申请可信时间戳证书timestampCert;
(2)出块节点N2在收到可信时间戳证书timestampCert返回结果后,则构建一笔包含该可信时间戳证书timestampCert信息的交易TX-timestampCert,并将该所述交易TX-timestampCert向区块链系统广播;
(3)由区块链系统中基于确定性共识选出的下一某出块节点N3将TX-timestampCert打包进新区块C中。
所述步骤S2中,Δt或Δb的取值取决于使用者自定义,使用者能够根据场景调节。
所述步骤S2,触发条件c是使用者自己设定在每隔一段时间或者几个区块之后自动申请一次可信时间戳证书,或设置为每秒或者每块。
本发明与现有技术相比的优点在于:
(1)性价比较高,每隔一段时间或区块数申请一次国家授时中心可信时间戳,在节约了成本的同时保证了公信力;
(2)可以较方便的根据业务场景来调整Δt或Δb,Δt或Δb取值可以变化,自定义自适应性较强;
(3)采用可区块链技术、可信时间戳、数字加密等技术,加强了区块链中时间数据的准确性和电子证据的可靠性。
总之,通过每隔一段时间/区块数就向中国科学院国家授时中心申请可信时间戳认证,区块链系统中的出块节点利用国家授时中心返回的可信时间戳构造一笔交易并将该交易广播,最终将该交易和系统中其它存证交易一同打包进新的区块,在提高性价比的同时有效地加强了区块链中时间数据的准确性和电子证据的可靠性。
附图说明
图1为本发明方法步骤图;
图2为本发明方法实现流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示,本发明的一种基于确定性共识与可信时间戳的区块链电子存证方法具体步骤如下:
步骤S1:区块链系统进行初始化构建创世区块,由种子节点计算出创世区块哈希值并向中国科学院国家授时中心申请可信时间戳证书;
步骤S2:在每隔一段时间Δt或区块数Δb申请一次可信时间戳证书;
步骤S3:由共识节点在获得可信时间戳证书后构造一笔包含该可信时间戳证书信息的交易,并打包到新区块中;
步骤S4:重复步骤S2~步骤S3,可以不断将包含可信时间戳的交易和系统中其它存证交易一同打包进新的区块。
如图2所示,在所述步骤S1中,由种子节点SeedNode对区块链系统进行初始化构建创世区块Genesis Block,然后由该种子节点SeedNode采用密码学哈希算法计算出创世区块Genesis Block的哈希值GBHashVal,并就所述哈希值GBHashVal向授时中心申请可信时间戳证书initTimestampCert;密码学哈希算法采用SHA256密码学哈希函数(但不限于该类函数),对于输入的任意长度的数据都产生一个256位长度的摘要信息,取创世区块头信息数据作为输入,经过哈希算法得到该哈希值。
在所述步骤S1中,所述种子节点SeedNode在收到可信时间戳证书initTimestampCert返回结果后构造一笔包含所述可信时间戳证书initTimestampCert信息的特殊交易,记为TX-initTimestampCert;
在所述步骤S1中,由种子节点SeedNode把所述交易TX-initTimestampCert传播到区块链系统中;
在所述步骤S1中,由区块链系统中基于确定性共识选出的出块节点NodeN1将所述交易TX-initTimestampCert打包进新区块A中;
在所述步骤S2中,设定触发条件c:从创世区块Genesis Block的生成开始,每隔一段时间Δt或区块数Δb申请一次可信时间戳证书;在存证场景中频率不用很快,在时间间隔或者块间隔之间存在一个可信时间戳,那么这说明在两个可信时间戳之间的块数据是可信的,有可信时间戳的背书认证。
在所述步骤S3中,在区块链系统的后续运行过程中,基于确定性共识选出的某出块节点N2,由其该出块节点构建的新区块B被成功确认后,检查新区块B是否满足触发条件c,若满足条件触发条件c,则由出块节点N2采用密码学哈希算法计算新区块B的哈希值hashVal,并就所述哈希值hashVal向授时中心申请可信时间戳证书timestampCert;
在所述步骤S3中,出块节点N2在收到可信时间戳证书timestampCert返回结果后,则构建一笔包含该可信时间戳证书timestampCert信息的交易TX-timestampCert,并将该所述交易TX-timestampCert向区块链系统广播;
在所述步骤S3中,由区块链系统中基于确定性共识选出的下一某出块节点N3将TX-timestampCert打包进新区块C中。
构造一笔包含所述可信时间戳证书initTimestampCert信息的交易TX-initTimestampCert更具体的过程;
区块链中的一笔交易数据需要由多个字段组成,在构造该TX-initTimestampCert区块链交易数据时,增加一个特殊字段,将可信时间戳证书数据放入该特殊字段中,并同其他常规字段一起形成一笔完整的交易数据。
举例说明:响应式许可链RepChain(本方法不仅仅适用于RepChain),在存证场景中,交易数据包含的字段有存证文件哈希值、存证人、存证位置、设备等信息,在构造该交易时,增加一个特殊字段,将可信时间戳证书数据放入该特殊字段中,并同其他字段一起形成一笔完整的交易数据。
Claims (6)
1.一种基于确定性共识与可信时间戳的区块链电子存证方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤S1:区块链系统进行初始化构建创世区块,由种子节点计算出创世区块哈希值并向授时中心申请可信时间戳证书;
步骤S2:在每隔一段时间Δt或区块数Δb申请一次可信时间戳证书;
步骤S3:由共识节点在获得可信时间戳证书后构造一笔包含该可信时间戳证书信息的交易,并打包到新区块中;
步骤S4:重复步骤S2~S3,不断将包含可信时间戳的交易和系统中其它存证交易一同打包进新的区块,从而实现基于确定性共识与可信时间戳的区块链电子存证功能。
2.根据权利要求1所述的一种基于确定性共识与可信时间戳的区块链电子存证方法,其特征在于:所述步骤S1包括:
(1)由种子节点SeedNode对区块链系统进行初始化构建创世区块Genesis Block,然后由该种子节点SeedNode采用密码学哈希算法计算出创世区块Genesis Block的哈希值,记为GBHashVal,并就所述哈希值GBHashVal向授时中心申请可信时间戳证书initTimestampCert;
(2)种子节点SeedNode在收到可信时间戳证书initTimestampCert返回结果后构造一笔包含所述可信时间戳证书initTimestampCert信息的特殊交易,记为TX-initTimestampCert;
(3)由种子节点SeedNode把所述交易TX-initTimestampCert传播到区块链系统中;
(4)由区块链系统中基于确定性共识选出的出块节点N1将所述交易TX-initTimestampCert打包进区块A中。
3.根据权利要求1所述的一种基于确定性共识与可信时间戳的区块链电子存证方法,其特征在于:所述步骤S2,设定触发条件c:从创世区块Genesis Block的生成开始,每隔一段时间Δt或区块数Δb申请一次可信时间戳证书。
4.根据权利要求1所述的一种基于确定性共识与可信时间戳的区块链电子存证方法,其特征在于:所述步骤S3包括:
(1)在区块链系统的后续运行过程中,基于确定性共识选出的某出块节点N2,在由该出块节点构建的新区块B被成功确认后,检查区块B是否满足触发条件c,若满足条件触发条件c,则由出块节点N2采用密码学哈希算法计算区块B的哈希值hashVal,并就所述哈希值hashVal向授时中心申请可信时间戳证书timestampCert;
(2)出块节点N2在收到可信时间戳证书timestampCert返回结果后,则构建一笔包含该可信时间戳证书timestampCert信息的交易TX-timestampCert,并将该所述交易TX-timestampCert向区块链系统广播;
(3)由区块链系统中基于确定性共识选出的下一某出块节点N3将TX-timestampCert打包进新区块C中。
5.根据权利要求1所述的一种基于确定性共识与可信时间戳的区块链电子存证方法,其特征在于:所述步骤S2中,Δt或Δb的取值取决于使用者自定义,使用者能够根据场景调节。
6.根据权利要求1或3所述的一种基于确定性共识与可信时间戳的区块链电子存证方法,其特征在于:所述步骤S2,触发条件c是使用者自己设定在每隔一段时间或者几个区块之后自动申请一次可信时间戳证书,或设置为每秒或者每块。
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