CN109872142B - 一种基于可信第三方的数字资产交易方法及其存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于可信第三方的数字资产交易方法，其步骤包括：交易双方基于交易共识，在可信第三方上接受交易验证；销售方向可信第三方提供标的数据的明文默克尔根、密文默克尔根；销售方接受可信第三方提出的第一轮默克尔挑战，并给出第一轮默克尔证明及密钥；可信第三方验证第一轮默克尔证明及密钥正确性；购买方获取密文标的数据后，计算密文默克尔根，并将密文默克尔根发送至可信第三方；可信第三方验证购买方密文默克尔根的正确性后，完成交易验证，从而解决了数字资产交易过程中的交易验证问题，减少了交易验证过程中的数据通信量，提高了交易验证效率。

Description

一种基于可信第三方的数字资产交易方法及其存储介质

技术领域

本发明涉及一种可信第三方的数字资产交易方法，尤其涉及采用默克尔证明及加密技术实现交易验证的，基于可信第三方的数字资产交易方法及其存储介质。

背景技术

在数据交易市场，存在这样一类交易场景。数据购买方，需要获取某个数据；同时某些数据销售方正好拥有这些数据。因此数据购买方有购买数据的需求，同时数据销售方有卖出数据的需求。但如果数据购买方先将钱转给数据销售方，那么数据购买方会担心数据销售方收到钱后不给数据或者给出错误的数据；同样如果数据销售方先提供数据给数据购买方，那么数据销售方也会担心数据购买方收到数据后，不支付钱或者假称数据是错误的。总之，由于交易双方的不信任导致交易很难进行。

如果市场中存在交易双方都信任的第三方，那么这个问题就迎刃而解。数据购买方只需先将钱转给可信第三方，同时数据销售方也将数据转给同一可信第三方；可信第三方在核对后，确定数据内容和支付金额都无误后，再将数据转发给数据购买方，将钱转给数据销售方。如果发现有误，则向各自退换其钱和数据，即可取消交易，并对作恶的一方实施惩罚。

但这种方式存在效率问题，当交易的数据非常巨大时，例如达到GB规模，那么数据销售方在将数据转发给可信第三方时，将会消耗大量的网络带宽和时间，同时可信第三方也需要大量的存储空间来临时存储这些数据，这使得交易过程非常低效。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于可信第三方的数字资产交易方法及其存储介质，以解决数字资产交易过程中的交易验证问题，并减少交易验证过程中的数据通信量。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种基于可信第三方的数字资产交易方法，其步骤包括：交易双方基于交易共识，在可信第三方上接受交易验证；销售方向可信第三方提供标的数据的明文默克尔根、密文默克尔根及密钥；销售方接受可信第三方提出的第一轮默克尔挑战，并给出第一轮默克尔证明和密钥；可信第三方验证第一轮默克尔证明及密钥正确性；购买方获取密文标的数据后，计算密文默克尔根，并将密文默克尔根发送至可信第三方；可信第三方验证购买方密文默克尔根的正确性后，完成交易验证。

在优选实施方案中，该交易共识达成步骤包括：经过交易双方确认，给出交易金额、标的数据的明文默克尔根、数据长度值、对方标识、交易号中的至少一种共识信息；可信第三方接收共识信息并查验，以确认交易双方身份及标的数据基于双方交易共识的，允许进行交易验证。

在优选实施方案中，该第一轮默克尔挑战步骤包括：可信第三方根据明文数据长度值和默克尔树的组织方式，在明文数据块中随机挑选一个数据块编号；将明文默克尔根与该数据块编号作为明文默克尔挑战、密文默克尔根与该数据块编号作为密文默克尔挑战一并发送给销售方。

在优选实施方案中，该第一轮默克尔证明步骤包括：销售方接受挑战请求，确认所需证明的标的数据； 根据明文数据和明文默克尔挑战中的数据块编号生成明文数据的默克尔证明；根据密文数据和密文默克尔挑战中的数据块编号生成密文数据的默克尔证明；销售方向可信第三方提供该明文数据的默克尔证明和密文数据的默克尔证明及密钥。

在优选实施方案中，该第一轮默克尔证明及密钥正确性的验证步骤包括：可信第三方根据默克尔证明的组织结构，验证明文默克尔证明中的数据块的数据是否与挑战中指定编号相匹配、根据明文默克尔证明计算出的明文默克尔根是否一致；可信第三方根据默克尔证明的组织结构，验证密文默克尔证明中的数据块的数据是否与挑战中指定编号相匹配、根据密文默克尔证明计算出的密文默克尔根是否一致；可信第三方利用密钥解密密文默克尔证明中的数据块，以与对应的明文默克尔证明中的数据块进行数据比对，验证其是否一致。

在优选实施方案中，该可信第三方验证购买方密文默克尔根的步骤包括：可信第三方验证购买方给出的密文默克尔根是否与之前销售方提供的密文默克尔根一致。

在优选实施方案中，该基于可信第三方的数字资产交易方法，步骤还包括：可信第三方确认交易验证结果为真时，允许销售方获取支付价款、购买方获取密钥；若交易验证结果为伪时，交易中止。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，还提供了一种存储介质，其存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被处理器执行时，所述处理器根据当前所设交易身份，执行上述的基于可信第三方的数字资产交易方法。

通过本发明提供的基于可信第三方的数字资产交易方法及其存储介质，解决了数字资产交易过程中的交易验证问题，提高了数字资产交易双方的安全性及可靠性，并减少了交易验证过程中的数据通信量，整体降低了交易验证过程对于网络带宽的要求，从而大大缩短了交易通信时间，有效提高了此类数字资产交易的效率，有利于推广及实施，具有较大的商业利用价值。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明基于可信第三方的数字资产交易方法的时序图；

图2是本发明基于可信第三方的数字资产交易方法中默克尔树示例图；

图3是本发明基于可信第三方的数字资产交易方法中默克尔证明示例图，其中加粗边框的部分为默克尔证明的内容；

图4 是本发明基于可信第三方的数字资产交易方法中根据明文生成密文，以及密文默克尔树的示例图。（注密文默克尔树与明文默克尔树的结构相似，因此这里的密文默克尔树呈现简化处理，不再赘述。）

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，在本领域普通技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本发明提供的基于可信第三方的数字资产交易方法，主要提供了一种便于数字资产交易双方能够达成安全交易的媒介，即该媒介的存在是为了确保交易双方能够根据事先约定的交易共识完成交易。因此为了确保这一交易过程的安全性，本发明的方案技术上基于对称或非对称加密技术和默克尔证明结合，以将传统标的数据与钱的交易，转换成解密密钥与钱的交易。

因此值得一提的是，该交易方案在构建上，允许购买方能够先得到经过交易验证为真的密文标的数据，从而满足购买者收货付款的惯常交易心态，降低购买者心里风险预期，有利于促成交易。同时又通过密钥来保证销售者的交易安全，从而形成了一种符合交易安全与交易习惯的新型交易模式。而在实际操作情况下，该密钥由于数据量极小，因此可在可信第三方上方便的存储，使得此类交易的成本极低，所需传输密钥的带宽和时间极少，进而促使此类交易验证方案，具有极强的商业价值和可实施性。

具体来说，请参阅图1至图4，本发明提供的基于可信第三方的数字资产交易方法，其步骤主要包括：交易双方事先基于交易意向，对标的数据及对应价款等交易内容进行商议及约定来达成初步交易共识后，即可委托可信第三方上接受交易验证。

在本实施例中为了便于说明，以标的数据购买方向可信第三方发起交易验证请求为例进行说明，但并未对此进行限制，本领域技术人员能够根据本实施方案知晓，标的数据销售方，或交易双方都向该可信第三方发起交易请求，或以其交易任一一方代理人形式向可信第三方发起交易请求的替换实施方案，皆属于本实施例的揭示范围。

当购买方向该可信第三方发起交易验证请求时，需要向其提供：付款金额，明文默克尔根（merkle hash），明文标的数据的长度（length），以及交易另一方的标识（sellerID）和交易号（TX ID）及其他与交易相关的信息。

同时该可信第三方可选择此时收取购买方的价款，但并未进行限制，本领域技术人员根据本实施方案的理解可以得知，该交易验证的后续各个阶段直至密钥交付前皆可尝试收取购买方应付价款的全部或部分做保，从而本发明并未对此进行限制，因此本领域技术人员可知，根据上述限制在任何相应交易验证阶段，收取购买者支付的价款全部或部分的方案，皆属于本实施例的揭示范围。

而此时该销售方则需要向该可信第三方提交，标的数据的明文默克尔根，及根据密钥加密的密文默克尔根及密钥，以供可信第三方与该销售方进行交易共识的验证。若交易双方交易共识验证为真时，启动后续交易验证。

其中该交易验证过程包括：销售方生成加解密密钥，利用其对原明文数据块加密，并计算密文数据块组成的密文数据的默克尔根，之后向可信第三方提供标的数据的明文默克尔根、密文默克尔根及密文到明文的解密密钥；销售方接受可信第三方提出的针对明文和密文的默克尔挑战，并分别给出针对挑战的明文的默克尔证明、密文的默克尔证明和解密密钥；可信第三方验证销售方的明文默克尔证明、密文默克尔证明及解密密钥的正确性；购买方从销售方获取密文标的数据；计算密文默克尔根，并将密文默克尔根发送至可信第三方；可信第三方验证购买方密文默克尔根的正确性后，将解密密钥交给购买方，将购买款交给销售方，完成交易验证。

其中该销售方向可信第三方提供标的数据的步骤包括:销售方按照默克尔树的组织方式，将明文数据划分成若干数据块；销售方生成随机加解密密钥对；销售方用加密密钥对明文数据的每个数据块进行加密得到每个数据块的密文；销售方基于相同顺序编号的密文数据块构建密文默克尔树，从而计算得到密文默克尔根；销售方向可信第三方提供标的数据的明文默克尔根、密文默克尔根及密文到明文的解密密钥；

具体来说，当交易验证过程启动后，该可信第三方可向该销售方发起第一轮默克尔挑战，而销售方接受可信第三方提出的挑战，并给出第一轮默克尔证明来应答挑战。

具体来说该第一轮默克尔挑战步骤包括：可信第三方给出包括：标的数据明文及密文的默克尔根、数据长度值、挑战数据块编号。如在本实施例中以数据块编号为2（block2）的挑战为例进行示例说明。

而该销售方接到该挑战请求后，必须在规定时间内给出第一轮默克尔证明，即：明文block2 的默克尔证明和密文block2 的默克尔证明，具体步骤包括：销售方接受挑战请求，根据数据块编号2和明文数据计算生成明文默克尔证明；根据数据块编号2和密文数据计算生成密文默克尔证明。并将这两个证明一并发送给可信第三方 。

举例来说如图2至图3所示，为供可信第三方进行查验，此时购买方需要提供：明文及密文两个block2的全部数据，及其对应node3、node7、node12、root node的值以及这些node的编号。而证明方提供的这些node的值和node编号则成为应答可信第三方挑战的默克尔证明。

而可信第三方受到该挑战回应证明数据后，开始验证第一轮默克尔证明，即验证该明文默克尔证明和密文默克尔证明及解密密钥的正确性，步骤包括：验证明文默克尔证明中的各node组织关系和挑战数据块2是否一致；验证通过明文默克尔证明中的block2数据块以及node3、node7、node12的值是否可以计算得到明文的默克尔根。验证密文文默克尔证明中的各node组织关系和挑战数据块2是否一致；验证通过密文默克尔证明中的block2数据块以及node3、node7、node12的值是否可以计算得到密文的默克尔根。

此时可信第三方才会利用密钥解密密文的挑战数据块block2，以与对应的明文block2数据块进行数据比对。由于明文和密文的block2数据块的编号相同，因此如果销售方给出的解密密钥没有问题，那么密文block2一定可以通过该密钥解密出相同的明文block2数据块。利用这一原理，验证者可以通过明文和密文的两个默克尔证明，既可同时验证密文标的数据及解密密钥的真实性及正确性。

此后当可信第三方验证第一轮默克尔证明，即销售方的明文默克尔证明和密文默克尔证明及密钥正确性为真时，同时购买方已经获取密文标的数据后，才允许购买方接受可信第三方的第二轮默克尔挑战，即密文默克尔挑战，并给出第二轮默克尔证明，即密文默克尔证明。

其中需要说明的是，该购买方获取该密文标的数据的先后顺序及获取方式，在本实施例中并未进行限制，任何现有技术及方式下，能够使得该购买方能够获取该密文标的数据的途径，或购买方将数据购买款委托给可信第三方保管，皆属于本发明实施方式的揭露范围。

此后该可信第三方为了验证该购买方获得的该标的数据的正确性，则向其提出密文默克尔挑战，即可信第三方向购买方给出包括：标的数据的密文默克尔根、数据长度值、挑战数据块编号的挑战请求。

而此时证明方即购买方接受挑战请求，确认所需证明的密文标的数据，并根据数据块编号要求生成密文默克尔证明，以提供对应数据块编号的数据，及直至密文默克尔根路径上相邻叶子节点的编号及其哈希值，形成密文默克尔证明。

而该可信第三方则需要对该密文默克尔证明进行验证，以确定购买方收到的密文标的数据的正确性，该验证的步骤包括：可信第三方根据默克尔证明的组织结构，验证密文默克尔证明中的数据块的数据是否与挑战中指定编号相匹配、根据密文默克尔证明计算出的默克尔根是否与密文默克尔根一致。

举例来说，以可信第三方方要求挑战密文的block1数据块为例，为供可信第三方进行查验，此时购买方需要提供：密文block1的全部数据，及其对应node0、node8、node12、root node的值以及这些node的编号。而购买方提供的这些node的值和node编号则成为应答可信第三方密文默克尔挑战的默克尔证明。

而可信第三方受到该挑战回应证明数据后，开始验证密文默克尔证明正确性，步骤包括：可信第三方计算明文及密文挑战数据块block1的哈希值，并结合第一轮数据持有证明，以得出叶子节点路径上node的值及其编号，从而得出可供验证的默克尔根，经对比默克尔树的哈希根值，从而验证其正确性，若此时验证结果为真，则代表该购买方获得的标的数据是正确的，完成交易验证。

此后，该可信第三方可根据交易双方当时约定的交易共识，允许销售方根据相应规则获取购买方支付的价款，并发送密钥给购买方，从而完成此次数字资产的交易。若交易验证结果为伪时，则交易中止，并退还购买方的购买款。

此外值得一提的是，在该可信第三方向销售方发起明文和密文的默克尔挑战时，要保证两个默克尔挑战的数据块编号相同。因为只有针对相同编号的明文和密文数据块进行挑战，才能在对应的默克尔证明中获得该编号的明文数据块和密文数据块，从而之后才能验证解密密钥的正确性。另外，在购买方从销售方获得加密数据后，需要向可信第三方证明其确实收到了正确的密文数据，以防止销售方将虚假的密文数据传给了购买方，避免产生最后购买方拿到了密钥也无法解密的问题。

此外需要说明的是，为了提高交易的安全性，本实施例中上述任一交易验证过程中，当存在被证伪时，该交易即刻终止。

此外，本发明的另一方面，还提供了一种存储介质，其存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被处理器执行时，所述处理器根据当前所设交易身份，执行上述基于可信第三方的数字资产交易方法，以完成当前交易身份所需的证明/验证工作。

综上所述，通过本发明提供的基于可信第三方的数字资产交易方法及其存储介质，解决了数字资产交易过程中的交易验证问题，提高了数字资产交易双方的安全性及可靠性，并减少了交易验证过程中的数据通信量，整体降低了交易验证过程对于网络带宽的要求，从而大大缩短了交易通信时间，有效提高了此类数字资产交易的效率，有利于推广及实施，具有较大的商业利用价值。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器（processor）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (5)

1.一种基于可信第三方的数字资产交易方法，其步骤包括：

交易双方基于交易共识，在可信第三方上接受交易验证；

销售方向可信第三方提供标的数据的明文默克尔根、密文默克尔根；

销售方接受可信第三方提出的第一轮默克尔挑战，并给出第一轮默克尔证明及密钥，其中第一轮默克尔挑战步骤包括：

可信第三方根据明文数据长度值和默克尔树的组织方式，在明文数据块中随机挑选一个数据块编号；

将明文默克尔根与该数据块编号作为明文默克尔挑战、密文默克尔根与该数据块编号作为密文默克尔挑战一并发送给销售方；

其中第一轮默克尔证明步骤包括：销售方接受挑战请求，确认所需证明的标的数据；

根据明文数据和明文默克尔挑战中的数据块编号生成明文数据的默克尔证明；

根据密文数据和密文默克尔挑战中的数据块编号生成密文数据的默克尔证明；

销售方向可信第三方提供该明文数据的默克尔证明和密文数据的默克尔证明及密钥；

可信第三方验证第一轮默克尔证明及密钥正确性，步骤包括：

可信第三方根据默克尔证明的组织结构，验证明文默克尔证明中的数据块的数据是否与挑战中指定编号相匹配、根据明文默克尔证明计算出的明文默克尔根是否一致；

可信第三方根据默克尔证明的组织结构，验证密文默克尔证明中的数据块的数据是否与挑战中指定编号相匹配、根据密文默克尔证明计算出的密文默克尔根是否一致；

可信第三方利用密钥解密密文默克尔证明中的数据块，以与对应的明文默克尔证明中的数据块进行数据比对，验证其是否一致；

购买方获取密文标的数据后，计算密文默克尔根，并将密文默克尔根发送至可信第三方；

可信第三方验证购买方密文默克尔根的正确性后，完成交易验证。

2.根据权利要求1所述的基于可信第三方的数字资产交易方法，其中交易共识达成步骤包括：

经过交易双方确认，给出交易金额、标的数据的明文默克尔根、数据长度值、对方标识、交易号中的至少一种共识信息；

可信第三方接收共识信息并查验，以确认交易双方身份及标的数据若基于双方交易共识的，允许进行交易验证。

3.根据权利要求1所述的基于可信第三方的数字资产交易方法，该可信第三方验证购买方密文默克尔根的步骤包括：可信第三方验证购买方给出的密文默克尔根是否与之前销售方提供的密文默克尔根一致。

4.根据权利要求1所述的基于可信第三方的数字资产交易方法，其中步骤还包括：

可信第三方确认交易验证结果为真时，允许销售方获取支付价款、购买方获取密钥；若交易验证结果为伪时，交易中止。

5.一种存储介质，其存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被处理器执行时，所述处理器根据当前所设交易身份，执行如权利要求1至4任一所述的基于可信第三方的数字资产交易方法。

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