CN109685659A - 一种区块链硬钱包支持链下交易的方法及硬钱包 - Google Patents

一种区块链硬钱包支持链下交易的方法及硬钱包 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种区块链硬钱包支持链下交易的方法及硬钱包，涉及数字货币技术领域，解决了现有硬钱包容易造成设备锁定的技术问题，本申请的区块链硬钱包包括：主控单元，用于账户余额记录、交易签名、分散推导公钥、签名验证，交易信息记录并与外界完成通讯；通讯单元，用于与用户端进行数据交互。本申请主要用于电子收费系统。

Description

一种区块链硬钱包支持链下交易的方法及硬钱包
技术领域
本申请涉及数字货币技术领域，具体涉及一种区块链硬钱包支持链下交易的方法及硬钱包。
背景技术
以区块链技术构建的金融科技体系，由于其分布式、加密数字等特点，数据记录的安全性很高，在金融、征信、物联等众多领域都拥有广泛的应用前景，但由于交易时效相对于传统的中心式服务器处理要低，尚不能满足大批量交易的及时处理。闪电网络通过交易双方同时加密签名，交易才能对外发送，在交易双方建立一条特殊的支付通道，小额频繁的交易只发生在两者之间，最终的交易变化会广播到网络上，实现链下交易，大大提高了交易效率。
在物联网领域(如ETC不停车收费系统)，嵌入设备中的钱包大多基于对称算法，为防止非法用户的恶意试探，设置密钥尝试计数器机制，即多次错误的认证后，错误计数器减为0，自动锁定应用。基于对称算法的暴力攻击，会在很快的时间内就将应用锁定，造成设备无法正常工作。类似ETC不停车收费，使用大功率攻击设备，则进入收费站的所有车辆，都会被锁定，造成道路堵塞，破坏电子互联系统的运行。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提出一种区块链硬钱包、一种使用区块链硬钱包交易的方法及一种区块链硬钱包支持链下交易的方法。
本申请的区块链硬钱包，包括主控单元，用于账户余额记录、交易签名、分散推导公钥、签名验证，交易信息记录并与外界完成通讯；通讯单元，用于与用户端进行数据交互。
优选地，主控单元包括：主控单元包括：密钥存储管理单元，用于存储区块链的用户账户密钥、分散推导公钥；非对称算法运算单元，用于计算交易中所需要的签名数据，验证外界输入的交易签名；账户管理单元，用于管理账户基本信息及余额；交易信息处理单元，用于记录、缓存交易相关信息。
优选地，交易相关信息包括：记录ETC道路收费中的入口地址、出口地址、交易日志。
本申请的区块链硬钱包，一方面，基于非对称算法，管理账户余额，管理密钥，分散推导对方公钥、验证对方签名，签名自身账户及交易信息，签名对方传入的交易信息；另一方面，不再设有基于对称算法的错误计数器，攻击设备可以获取签名，但不能影响账户余额，更不能破坏或锁定卡片。
本申请还提出一种使用区块链硬钱包交易的方法，适用于如上所述的硬钱包，包括：
步骤S1、通讯单元接收经用户设备转发的电子收费系统的交易信息，主控单元生成上一笔交易RSMC地址的余额签名并通过通讯单元将账户信息、设备信息经用户设备发送给电子收费系统，主控单元还生成当前交易的RSMC地址；
步骤S2、通讯单元接收经用户设备返回的电子收费系统发送的交易信息，主控单元计算账户余额，生成当前交易电子收费系统地址的余额签名，生成当前交易自身地址的余额签名，更新资金余额，并将签名数据通过通讯单元经用户设备返回给电子收费系统；
优选地，步骤S1包括：步骤S11、通讯单元接收经用户设备转发的电子收费系统的交易信息；步骤S12、非对称算法运算单元生成上一笔交易RSMC地址的余额签名并通过通讯单元将账户信息、设备信息经用户设备发送给电子收费系统；步骤S13、密钥存储管理单元生成当前交易的RSMC地址。
优选地，步骤S21、通讯单元接收经用户设备返回的电子收费系统发送的交易信息；步骤S22、账户管理单元计算账户余额；步骤S23、非对称算法运算单元生成当前交易电子收费系统地址的余额签名，生成当前交易自身地址的余额签名；步骤S24、账户管理单元更新资金余额；步骤S25、非对称算法运算单元将签名数据通过通讯单元经用户设备返回给电子收费系统。
本申请的使用区块链硬钱包交易的方法与本申请的区块链硬钱包的技术效果一致，在此就不一一赘述。
本申请还提出一种区块链硬钱包支持链下交易的方法，包括：
步骤T1、用户与电子收费系统签约合同，预存资金，硬件钱包存入初始资金余额，资金发布在区块链节点上；硬件钱包与电子收费系统生成各自资金的初始公私钥对，并交换彼此的初始公钥；
步骤T2、用户设备进入支付场景，电子收费系统将第一信息发送给用户设备，用户设备将第一信息发送给硬件钱包，硬件钱包生成上一笔交易RSMC地址的余额签名并将账户信息、设备信息发送给电子收费系统，并生成当前交易的RSMC地址；
步骤T3、电子收费系统生成硬件钱包使用的上一笔交易RSMC公钥，验证硬件钱包的签名信息；验证正确则完成支付场景的初始化操作；
步骤T4、用户设备完成支付场景，电子收费系统计算费用，将交易信息发送给用户设备；
步骤T5、用户设备将交易信息发送给硬件钱包，硬件钱包计算账户余额，生成当前交易电子收费系统地址的余额签名，生成当前交易自身地址的余额签名，更新资金余额，将上述签名数据返回给用户设备，发往电子收费系统；
步骤T6、电子收费系统收到签名数据后，验证电子收费系统地址的余额签名，验证正确则生成当前交易用户地址的余额签名，分散自身当前交易RSMC地址，并生成该地址的余额签名，生成上一笔交易RSMC地址的余额签名，电子收费系统将上述签名数据发送给用户设备，用户确认保存；
步骤T7、启用下一笔资金或结束合同。
优选地，步骤T1中硬件钱包与电子收费系统生成基于RSMC协议的初始公私钥对；后续基于RSMC协议的公私钥对采用分层确定性方式生成。
优选地，采用分层确定性方式，可以准确获得下一笔交易对方的RSMC公钥地址。
本申请的区块链硬钱包支持链下交易的方法与本申请的区块链硬钱包的技术效果一致，在此就不一一赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请的区块链硬钱包的结构示意图；
图2是本申请的区块链硬钱包支持链下交易的方法流程图。
附图标记说明：
1—主控单元； 11—密钥存储管理单元； 12—非对称算法运算单元；
13—账户管理单元； 14—交易信息处理单元； 2—通讯单元。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例一
图1是本申请的区块链硬钱包的结构示意图。如图1所示，本申请的区块链硬钱包包括：主控单元1，用于账户余额记录、交易签名、分散推导公钥、签名验证，交易信息记录并与外界完成通讯；通讯单元2，用于与用户端进行数据交互。
具体地，本申请的主控单元1基于非对称算法管理账户余额，管理密钥，分散推导对方公钥、验证对方签名，签名自身账户及交易信息，签名对方传入的交易信息。
具体地，通讯单元2通过USB或蓝牙与用户设备连接，主控单元1通过通讯单元2与用户设备进行数据交互。通讯单元2与用户设备交互时，遵循ISO/IEC7816/ISO1443接口协议。示例性地，用户设备包括手机或电脑。
本申请的区块链硬钱包，一方面，基于非对称算法，管理账户余额，管理密钥，分散推导对方公钥、验证对方签名，签名自身账户及交易信息，签名对方传入的交易信息；另一方面，不再设有基于对称算法的错误计数器，攻击设备可以获取签名，但不能影响账户余额，更不能破坏或锁定卡片。
优选地，如图1所示，主控单元1包括：密钥存储管理单元11，用于存储区块链的用户账户密钥、分散推导公钥；非对称算法运算单元12，用于计算交易中所需要的签名数据，验证外界输入的交易签名；账户管理单元13，用于管理账户基本信息及余额；交易信息处理单元14，用于记录、缓存交易相关信息。
具体地，交易相关信息包括：记录ETC道路收费中的入口地址、出口地址、交易日志。
示例性地，本申请的硬钱包可以使用智能卡或智能标签来实现，可嵌入到用户设备中，应用于物联网领域。
实施例二
本实施例提供一种区块链硬钱包支持链下交易的方法，适用于实施例一所述的硬钱包。图2是本申请的区块链硬钱包支持链下交易的方法流程图，如图2所示，本申请的区块链硬钱包支持链下交易的方法，包括：
步骤T1、用户与电子收费系统签约合同，预存资金，硬件钱包存入初始资金余额，资金发布在区块链节点上；硬件钱包与电子收费系统生成各自资金的初始公私钥对，并交换彼此的初始公钥；
其中，区块链节点的类型为：多重节点类型(2-of-2multisign)。
优选地，步骤T1中硬件钱包与电子收费系统生成基于RSMC(Revocable SequenceMaturity Contract，序约到期可撤销合约)协议的初始公私钥对；后续基于RSMC协议的公私钥对采用分层确定性方式生成。需要指出的是，采用分层确定性方式，可以准确获得下一笔交易对方的RSMC公钥地址。
具体地，硬件钱包的主控单元1生成初始公私钥对，并通过通讯单元2经用户设备与电子收费系统交换初始公钥，主控单元1存入资金。
更具体地，密钥存储管理单元11生成初始公私钥对，并通过通讯单元2经用户设备与电子收费系统交换初始公钥；账户管理单元13存入资金。需要指出的是，存入的资金为初始资金。
步骤T2、用户设备进入支付场景，电子收费系统将第一信息发送给用户设备，用户设备将第一信息发送给硬件钱包，硬件钱包生成上一笔交易RSMC地址的余额签名并将签名信息经用户设备发送给电子收费系统，并生成当前交易的RSMC地址；
具体地，第一信息包括ETC道路收费中的入口地址。本申请中将余额签名、账户信息和设备信息统称为签名信息。而硬件钱包和电子收费系统的第一笔交易RSMC地址的余额签名使用的是初始RSMC公钥的地址，余额为0。
硬件钱包的通讯单元2接收经用户设备转发的电子收费系统的交易信息，主控单元1生成上一笔交易RSMC地址的余额签名并通过通讯单元将账户信息、设备信息经用户设备发送给电子收费系统，主控单元1还生成当前交易的RSMC地址；
更具体地，通讯单元2接收经用户设备转发的电子收费系统的交易信息；非对称算法运算单元12生成上一笔交易RSMC地址的余额签名并通过通讯单元2将账户信息、设备信息经用户设备发送给电子收费系统；密钥存储管理单元11生成当前交易的RSMC地址。
步骤T3、电子收费系统生成硬件钱包使用的上一笔交易RSMC公钥，验证硬件钱包的签名信息；验证正确则完成支付场景的初始化操作；
步骤T4、用户设备完成支付场景，电子收费系统计算费用，将交易信息发送给用户设备；
具体地，交易信息包括ETC道路收费中的出口地址、产生的费用。
步骤T5、用户设备将交易信息发送给硬件钱包，硬件钱包计算账户余额，生成当前交易电子收费系统地址的余额签名，生成当前交易自身地址的余额签名，更新资金余额，将上述签名数据返回给用户设备，发往电子收费系统；
具体地，硬件钱包的通讯单元2接收经用户设备返回的电子收费系统发送的交易信息，主控单元1计算账户余额，生成当前交易电子收费系统地址的余额签名，生成当前交易自身地址的余额签名，更新资金余额，并将签名数据通过通讯单元2经用户设备返回给电子收费系统；需要解释的是，自身地址是指的硬件钱包接收资金的地址。
更具体地，通讯单元2接收经用户设备返回的电子收费系统发送的交易信息；账户管理单元13计算账户余额；非对称算法运算单元12生成当前交易电子收费系统地址的余额签名，生成当前交易自身地址的余额签名；账户管理单元更新资金余额；非对称算法运算单元12将签名数据通过通讯单元2经用户设备返回给电子收费系统。
步骤T6、电子收费系统收到签名数据后，验证电子收费系统地址的余额签名，验证正确则生成当前交易用户地址的余额签名，分散自身当前交易RSMC地址，并生成该地址的余额签名，生成上一笔交易RSMC地址的余额签名，电子收费系统将上述签名数据发送给用户设备，用户确认保存；
步骤T7、启用下一笔资金或结束合同。
需要解释的是，当硬钱包再次与电子收费系统进行交易时，执行步骤T2～步骤T7所述的方法。
本申请的区块链硬钱包支持链下交易的方法与本申请的区块链硬钱包的技术效果一致，在此就不一一赘述。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种区块链硬钱包，其特征在于，包括：
主控单元，用于账户余额记录、交易签名、分散推导公钥、签名验证，交易信息记录并与外界完成通讯；
通讯单元，用于与用户端进行数据交互。
2.如权利要求1所述的硬钱包，其特征在于，主控单元包括：
密钥存储管理单元，用于存储区块链的用户账户密钥、分散推导公钥；
非对称算法运算单元，用于计算交易中所需要的签名数据，验证外界输入的交易签名；
账户管理单元，用于管理账户基本信息及余额；
交易信息处理单元，用于记录、缓存交易相关信息。
3.如权利要求2所述的硬钱包，其特征在于，交易相关信息包括：记录ETC道路收费中的入口地址、出口地址、交易日志。
4.一种使用区块链硬钱包交易的方法，其特征在于，适用于如权利要求1～3所述的硬钱包，包括：
步骤S1、通讯单元接收经用户设备转发的电子收费系统的交易信息，主控单元生成上一笔交易RSMC地址的余额签名并通过通讯单元将账户信息、设备信息经用户设备发送给电子收费系统，主控单元还生成当前交易的RSMC地址；
步骤S2、通讯单元接收经用户设备返回的电子收费系统发送的交易信息，主控单元计算账户余额，生成当前交易电子收费系统地址的余额签名，生成当前交易自身地址的余额签名，更新资金余额，并将签名数据通过通讯单元经用户设备返回给电子收费系统。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
主控单元生成初始公私钥对，并通过通讯单元经用户设备与电子收费系统交换初始公钥，主控单元存入资金。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S1包括：
步骤S11、通讯单元接收经用户设备转发的电子收费系统的交易信息；
步骤S12、非对称算法运算单元生成上一笔交易RSMC地址的余额签名并通过通讯单元将账户信息、设备信息经用户设备发送给电子收费系统；
步骤S13、密钥存储管理单元生成当前交易的RSMC地址。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S2包括：
步骤S21、通讯单元接收经用户设备返回的电子收费系统发送的交易信息；
步骤S22、账户管理单元计算账户余额；
步骤S23、非对称算法运算单元生成当前交易电子收费系统地址的余额签名及当前交易自身地址的余额签名；
步骤S24、账户管理单元更新资金余额；
步骤S25、非对称算法运算单元将签名数据通过通讯单元经用户设备返回给电子收费系统。
8.一种区块链硬钱包支持链下交易的方法，其特征在于，包括：
步骤T1、用户与电子收费系统签约合同，预存资金，硬件钱包存入初始资金余额，资金发布在区块链节点上；硬件钱包与电子收费系统生成各自资金的初始公私钥对，并交换彼此的初始公钥；
步骤T2、用户设备进入支付场景，电子收费系统将第一信息发送给用户设备，用户设备将第一信息发送给硬件钱包，硬件钱包生成上一笔交易RSMC地址的余额签名并将账户信息、设备信息发送给电子收费系统，并生成当前交易的RSMC地址；
步骤T3、电子收费系统生成硬件钱包使用的上一笔交易RSMC公钥，验证硬件钱包的签名信息；验证正确则完成支付场景的初始化操作；
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步骤T5、用户设备将交易信息发送给硬件钱包，硬件钱包计算账户余额，生成当前交易电子收费系统地址的余额签名，生成当前交易自身地址的余额签名，更新资金余额，将上述签名数据返回给用户设备，发往电子收费系统；
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步骤T7、启用下一笔资金或结束合同。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤T1中硬件钱包与电子收费系统生成基于RSMC协议的初始公私钥对；后续基于RSMC协议的公私钥对采用分层确定性方式生成。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，采用分层确定性方式，可以准确获得下一笔交易对方的RSMC公钥地址。
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