CN109951453A

CN109951453A - 一种基于区块链的安全加密方法

Info

Publication number: CN109951453A
Application number: CN201910142663.XA
Authority: CN
Inventors: 符安文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-02-26
Filing date: 2019-02-26
Publication date: 2019-06-28

Abstract

本发明公开了一种基于区块链的安全加密方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1：数据发送方获取数据接收方的公钥，而后数据发送方在区块链验证平台的加密模块中选择一个随机的对称密钥K，加密后的数据为密文C₁；S2：数据接收方通过解密密文C₁恢复出对称密钥K，获取数据发送方与数据接收方使用的唯一共享密钥；S3：数据发送方使用对称密钥的加密方案和共享密钥K加密发送的消息m，通过这两个加密方式加密的数据为密文C₂，数据接收者通过获取的共享密钥K对密文C₂进行解密。区块链主要解决交易的信任和安全问题，跟传统的分布式存储有所不同，区块链的分布式存储的独特性主要体现在两个方面。

Description

一种基于区块链的安全加密方法

技术领域

本发明涉及安全加密方法，具体涉及一种基于区块链的安全加密方法。

背景技术

区块链是由区块组成的计算机实现的去中心化的、基于共识的分布式系统，区块进而由交易组成。每个区块包含前一个区块的散列，从而区块变为链接在一起，以创建自区块链起始以来已写入区块链的所有交易的永久、不可更改的记录。交易包含嵌入到其输入和输出中的称为脚本的小程序，所述小程序指定可以如何以及可以由谁访问交易的输出。

区块链最广为人知的应用是比特币账本，然而已经提出并开发其他区块链实现方式。尽管出于方便和说明的目的可以在此引用比特币，但是应当注意的是，本发明并不限于结合比特币区块链使用，而是可替代的区块链实现方式也落入本发明的范围内。

现有的区块链存证加密技术有两种：第一种，同一套密钥加密方案。整个区块链存证数据采用同一套密钥加解密。该加密方式简单高效，但安全风险大。当密钥被泄露后，整个区块链加密数据都被破解。而密钥交换在区块链取证过程中不可避免，故安全系数低。第二种，不同密钥加密方案。区块链上每一个存证数据都采用不同的密钥加解密，该方案安全系数高，但加解密效率低且耗费计算资源大。

可见既要提高加解密的安全度，又要提高加解密的效率，降低计算资源的消耗，利用现有区块链存证加密是无法实现的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前在区块链中进行数据传输虽然十分安全，但是为了避免链内的数据被随意下载，需要发送者和接收者对交互的数据进行加密，但是目前这种加密通常没有一个完整的平台进行，私下进行数据交互无法保证安全，因此本发明的目的在于提供一种基于区块链的安全加密方法，解决上述的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于区块链的安全加密方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1：数据发送方获取数据接收方的公钥，而后数据发送方在区块链验证平台的加密模块中选择一个随机的对称密钥K，加密后的数据为密文C₁；S2：数据接收方通过解密密文C₁恢复出对称密钥K，获取数据发送方与数据接收方使用的唯一共享密钥；S3：数据发送方使用对称密钥的加密方案和共享密钥K加密发送的消息m，通过这两个加密方式加密的数据为密文C₂，数据接收者通过获取的共享密钥K对密文C₂进行解密。

区块链主要解决交易的信任和安全问题，跟传统的分布式存储有所不同，区块链的分布式存储的独特性主要体现在两个方面：一是区块链每个节点都按照块链式结构存储完整的数据，传统分布式存储一般是将数据按照一定的规则分成多份进行存储。二是区块链每个节点存储都是独立的、地位等同的，依靠共识机制保证存储的一致性，而传统分布式存储一般是通过中心节点往其他备份节点同步数据，存储在区块链上的交易信息是公开的，但是账户身份信息是高度加密的，只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到。但是在区块链中，数据对外进行防御的能力较强，其不可篡改的特性，可以有效保护数据的存储安全，但是有些数据，数据提供者仅希望特定的人群进行查看，并且不希望这些数据被某个人修改，而在区块链中，链内的用户都可以进行这些数据查看，这就让区块链的安全加密数据应运而生，区块链中的非对称加密技术运用在用户身份中式很多，但是数据的加密还是通过对称加密方式来实现，本申请文件为了保证数据的安全，设置的方式是采用非对称加密方式。

对称加密方式是通过对称加密算法在加密和解密时使用的是同一个密钥，这就决定了对称加密算法的两方需要事先进行密钥协商，或者通信的双方需要预先知道双方使用的密钥，保证一方的加密可以被另一方解密。而非对称加密算法需要两个密钥来进行加密和解密，其中一个是公开密钥，另一个是私有密钥。公钥是可以公开的，也需要通过公共的渠道公开给相应的通信方；而私钥是非对称加密算法中的关键，需要安全地保护好。公钥与私钥是一对，如果用公钥对数据进行加密，只有用对应的私钥才能解密；如果使用私钥进行数据的签名，只有公钥可以来验签。

本申请文件有两个加密过程，第一步是首先从数据接收方获取一个公钥，数据发送方进入区块链验证数据平台的加密模块后，可以在加密模块内选择一个随机产生的对称密钥K，下一步就是将这个对称密钥交给数据接收人，而不被其他用户窃取到，此时通过第一步收取的公钥对这个对称密钥K进行加密，这就保证了在链内用户无法匹配打开这个带有对称密钥K的数据包密文C₁，在这个密文C₁发送给数据接收方后，因为公钥是数据接收方提供的，数据接收方可以打开该密文C₁获取对称密钥K，然后数据提供者在通过对称密钥的加密方案和共享密钥发送出需要发送的数据密文C₂，数据接收方接收到数据密文C₂后，通过对称密钥K即可打开数据密文进行解密。本申请文件的加密方式，相当于在一个对称加密中嵌入一个非对称加密，可以有效保护数据在传输过程的安全。

进一步地，所述对称密钥采用的加密方案为(Gen,Enc.Dec)，该加密方案为密钥产生算法Gen，加密算法Enc和解密算法Dec；所述Gen是通过概率算法定义选择并输出密钥K；所述Enc是在输入密钥K和明文m后，输出密文c；所述Dec是在输入密钥K和密文c后，输出明文m。

进一步地，在数据发送方在使用区块链验证平台的加密模块时，通过向区块链验证平台交付数字货币，获取加密模块的使用权限，后选择随机密钥K对数据进行加密。

进一步地，所述区块链验证平台采用不依赖算力的DPOS进行数字货币验证和记账。

进一步地，在进行数据验证性传输时，数据发送方在向数据接收方提供共享密钥后，在发送密文C₂的同时会发送密文C₁，其发送形式为：＜C₁C₂＞＝＜Enc_pk(K)，Enc_pk(K)，Enc_k(m₀)＞，其中pk是随机生成的公钥，K是均匀选择的加密密钥。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种基于区块链的安全加密方法，可以让数据提供者的数据在区块链中的防窥视，并且确定单独的接收人接收数据，通过双重数据加密，可以让窃听者在获取一次数据也无法打开获得内部存储的内容；

2、本发明一种基于区块链的安全加密方法，区别于目前的Enc一个比特一个比特或一组一组地CPA加密，采用的加密方案为(Gen,Enc.Dec)，可以完成对称密钥和公钥加密。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明加密方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1所示，本发明一种基于区块链的安全加密方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1：数据发送方获取数据接收方的公钥，而后数据发送方在区块链验证平台的加密模块中选择一个随机的对称密钥K，加密后的数据为密文C₁；S2：数据接收方通过解密密文C₁恢复出对称密钥K，获取数据发送方与数据接收方使用的唯一共享密钥；S3：数据发送方使用对称密钥的加密方案和共享密钥K加密发送的消息m，通过这两个加密方式加密的数据为密文C₂，数据接收者通过获取的共享密钥K对密文C₂进行解密。

所述对称密钥采用的加密方案为(Gen,Enc.Dec)，该加密方案为密钥产生算法Gen，加密算法Enc和解密算法Dec；所述Gen是通过概率算法定义选择并输出密钥K；所述Enc是在输入密钥K和明文m后，输出密文c；所述Dec是在输入密钥K和密文c后，输出明文m。

本申请文件中的区块链验证平台选用SCRY.INFO平台，并使用其的数字货币DDD，数字货币DDD在对方A存在的情况下具有不可区分加密，需要(pk,EnC_pk(0ⁿ)，EnC_k(m₀))＝(pk,EnC_pk(0ⁿ),EnC_k(m₁))，给对方A的密文为Enc_pk(k)，其中K是由A₁在第一步中均匀随机选择的，在数据发送方在使用区块链验证平台的加密模块时，通过向区块链验证平台交付数字货币，获取加密模块的使用权限，后选择随机密钥K对数据进行加密。所述区块链验证平台采用不依赖算力的DPOS进行数字货币验证和记账。在进行数据验证性传输时，数据发送方在向数据接收方提供共享密钥后，在发送密文C₂的同时会发送密文C₁，其发送形式为：＜C₁C₂＞＝＜Enc_pk(K)，Enc_pk(K)，Enc_k(m₀)＞，其中pk是随机生成的加密密钥，K是均匀选择的加密密钥。

对任意的密码体制的基本要求是：对任意通过Gen输出的密钥k，每个明文消息m都满足Dec_k(Enc_k(m))＝m。

密钥生成函数Gen输出的所有可能的密钥称为密钥空间，用K表示。所有明文消息的集合称为明文空间，记作M集合K和M一起定义了所有可能的密文的集合C，称为密文空间。上述密码体制可记为明文空间为的密码体制(Gen,Enc,Dec)。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于区块链的安全加密方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1：数据发送方获取数据接收方的公钥，而后数据发送方在区块链验证平台的加密模块中选择一个随机的对称密钥K，加密后的数据为密文C₁；

S2：数据接收方通过解密密文C₁恢复出对称密钥K，获取数据发送方与数据接收方使用的唯一共享密钥；

S3：数据发送方使用对称密钥的加密方案和共享密钥K加密发送的消息m，通过这两个加密方式加密的数据为密文C₂，数据接收者通过获取的共享密钥K对密文C₂进行解密。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的安全加密方法，其特征在于，所述对称密钥采用的加密方案为(Gen,Enc.Dec)，该加密方案为密钥产生算法Gen，加密算法Enc和解密算法Dec；

所述Gen是通过概率算法定义选择并输出密钥K；

所述Enc是在输入密钥K和明文m后，输出密文c；

所述Dec是在输入密钥K和密文c后，输出明文m。

3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的安全加密方法，其特征在于，在数据发送方在使用区块链验证平台的加密模块时，通过向区块链验证平台交付数字货币，获取加密模块的使用权限，后选择随机密钥K对数据进行加密。

4.根据权利要求3所述的一种基于区块链的安全加密方法，其特征在于，所述区块链验证平台采用不依赖算力的DPOS进行数字货币验证和记账。

5.根据权利要求1所述的一种基于区块链的安全加密方法，其特征在于，在进行数据验证性传输时，数据发送方在向数据接收方提供共享密钥后，在发送密文C₂的同时会发送密文C₁，其发送形式为：＜C₁C₂＞＝＜Enc_pk(K)，Enc_pk(K)，Enc_k(m₀)＞，其中pk是随机生成的公钥，K是均匀选择的加密密钥。