CN110070362A - 一种使用国密算法的金融行业区块链交易系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于互联网金融交易技术领域，公开了一种使用国密算法的金融行业区块链交易系统，包括参与对象和服务平台，所述参与对象为若干个金融机构，所述服务平台为区块链交易平台；当前所述区块链为数信区块链，且当前区块链的底层架构中写入有国密算法；上述写入的国密算法包括签名及验证算法、摘要算法、非对称加解密算法，本发明将传统的金融行业与数信区块链平台相结合，并利用国密算法实现数信区块链平台的加密验证，从而形成更加安全的交易系统，该系统实现各个参与方身份与交易信息的加密验证；其中参与方身份的加密验证，使得整个系统中所有的金融机构是可辨识且不可抵赖的，增强了各个金融机构之间的互信。

Description

一种使用国密算法的金融行业区块链交易系统

技术领域

本发明属于互联网金融交易技术领域，具体涉及一种使用国密算法的金融行业区块链交易系统。

背景技术

国密算法是指由国家密码管理局编制并公开的一系列商用密码算法，其包括基于椭圆曲线ECC的非对称加密算法SM2、数据摘要算法SM3和对称加密算法SM4等；国密算法的公开为中国商用密码算法提供了安全应用的标准，同时也通过公开算法来使算法的安全性接受全世界的检验，使得相关的安全产品能得到国际市场的认可。

区块链技术，区块链是一种新型去中心化协议，能够安全地存储数字货币交易或其他数据，并且保证信息不可伪造和篡改；区块链上的金融交易确认由区块链上的所有节点共同完成，由共识算法保证交易结果以及账本的一致性，区块链上维护一个公共的账本，用于存储区块链网络上所有用户的余额，存储的区块在任何节点的公共账本上是可见的，从而保证其不可伪造和篡改。

目前区块链中具体支持使用的加密算法有非对称加密算法、摘要算法(hash算法)、以及对称加密算法，这些算法目前都采用的是国际标准，无法适应国内监管要求，加密方法不利于国产化等需求；国密算法是我国自己的密码行业标准，国密加密可提高加密强度和加解密性能，很多行业加密准入门槛都要求支持国密算法等。

在传统金融领域里，金融IT系统数据仍存在被篡改、被伪造的可能，不同金融机构间的架构、业务流程各不相同，甚至仍涉及较多人工处理的环节，极大地增加了运营成本和操作风险，而金融业务与金融合作均涉及多个参与方，又存在一定的互信、协作或合作对等性问题，金融业务往往复杂度较高，容易遗漏对业务全要素的记录，有时较难对业务全流程进行追溯，无法满足监管和审计需求；不同金融机构间的数据相对独立，难以实现安全高效的交互，导致进行重复的KYC、反洗钱、反欺诈的成本较高；另外现有集中式的IT基础架构的可用性与适应性均较弱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用国密算法的金融行业区块链交易系统，以解决现有的金融交易系统中仍存在数据被篡改、被伪造的可能，并且对于不同金融机构而言存在无法快速实现数据交互的问题，导致金融业务的运营成本大大提高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种使用国密算法的金融行业区块链交易系统，包括参与对象和服务平台，所述参与对象为若干个金融机构，所述服务平台为区块链交易平台；当前所述区块链为数信区块链，且当前区块链的底层架构中写入有国密算法；上述写入的国密算法包括签名及验证算法、摘要算法、非对称加解密算法。

2、一种使用国密算法的金融行业区块链交易系统的具体构建步骤：

A)以数信区块链为基础构建数信区块链平台，每个金融机构均可通过区块链节点加入该平台，从而形成区块链交易系统，而每个金融机构即为该交易系统上的功能运行节点；B)数信区块链对每个链入的金融机构分发国密身份证书。

3、一种使用国密算法的金融行业区块链交易系统的具体使用步骤：

A)每个链入的金融机构客户端均可使用国密算法对金融交易请求进行哈希和签名，并封装成一个金融交易提案消息，然后发送到金融交易所运行的背书节点集合；B)背书节点在收到金融交易提案消息后，会使用国密数字证书对消息进行验证，验证通过后，背书节点会根据当前账本模拟执行链码中的业务逻辑并生成读写集，其中包含响应值、读写集；C)背书节点对金融交易进行国密算法签名，并形成提案响应；D)对应的金融机构客户端收到提案响应后会使用国密数字证书对背书节点的国密算法签名进行验证，客户端接收到足够多的背书节点签名后，根据背书签名调用SDK，并生成金融交易集合，广播给排序服务节点；E)排序服务节点进行排序操作，并将生成的金融交易区块广播给通道上不同组织的主节点；F)主节点接收并验证金融交易区块，而后分发给提交节点，并记录该节点已加入通道的账本数据，实现账本更新。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明将传统的金融行业与数信区块链平台相结合，并利用国密算法实现数信区块链平台的加密验证，从而形成更加安全的交易系统，在该系统中可有效实现各个参与方的身份与交易信息的加密和验证；其中参与方身份的加密和验证，使得整个系统中所有的金融机构是可辨识且不可抵赖的，增强了各个金融机构之间的互信；而交易信息的加密和验证，使得每一份交易数据均能完整且有效的保留于系统内，并且防止系统数据被篡改，大大提高了交易数据储存和使用的有效性和安全性。

(2)本发明的系统中所应用的国密算法有效满足国内标准及监管要求，从而使整体系统有效满足与国产化的使用需要。

(3)利用本发明的系统实现多个金融机构之间的联合互通，便于快速完成不同金融机构之间的数据交互，并且大大减少了人工处理的环节，从而有效达到简化流程、降低业务运营成本、并提升业务运行效率的目的。

附图说明

图1为本发明中数信区块链交易的处理流程；

具体实施方式

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实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

1、本发明构建了一种使用国密算法的金融行业区块链交易系统，该系统包括参与对象和服务平台；

参与对象为若干个金融机构；

服务平台为区块链交易平台，当前区块链为数信区块链，且当前区块链的底层架构中写入有国密算法；

写入的国密算法包括签名及验证算法、摘要算法、非对称加解密算法。

2、本发明提出了一种使用国密算法的金融行业区块链交易系统的具体构建步骤：

A)以数信区块链为基础构建数信区块链平台，每个金融机构均可通过区块链节点加入该平台，从而形成区块链交易系统，而每个金融机构即为该交易系统上的功能运行节点；

B)数信区块链对每个链入的金融机构分发国密身份证书；以此有效保证整体区块链交易平台中各节点身份的可靠性。

3、本发明提出了一种使用国密算法的金融行业区块链交易系统的具体交易步骤：

A)每个链入的金融机构客户端均可使用国密算法对金融交易请求进行哈希和签名，并封装成一个金融交易提案消息，然后发送到金融交易所运行的背书节点集合；

具体的：当前区块链网络中有M＝20个节点机构，其中N＝3个背书节点，背书节点分别为S_x，x∈{1，……，3}；

优选的：金融机构客户端E_x对金融交易节点机构M_x请求进行哈希，并得到金融交易哈希R_x：R_x＝Hash(M_x)；其中，Hash()是SM3摘要算法；

优选的：金融机构客户端E_x对金融交易哈希R_x进行签名，并得到金融交易消息Q_x：Q_x＝Sign(prik_x，R_x)；其中，prik_x是金融机构客户端E_x的本地私钥，Sign()是SM2签名算法；

优选的：上述封装的金融交易提案消息包括消息头和消息结构，且消息结构即为金融交易的哈希和签名。

B)背书节点在收到金融交易提案消息后，会使用国密数字证书对消息进行验证，验证通过后，背书节点会根据当前账本模拟执行链码中的业务逻辑并生成读写集，其中包含响应值、读写集；

具体的：各背书节点S_x，x∈{1，……，3}以金融交易提案凭证为输入，基于当前状态的数据库来执行生成金融交易结果，交易结果如下：

背书节点	输出
		S<sub>1</sub>	反馈值、读取集合和写入集合
S<sub>2</sub>	反馈值、读取集合和写入集合
		S<sub>3</sub>	反馈值、读取集合和写入集合

优选的：消息验证包括，金融交易提案的格式是否正确；该金融交易是否被提交过；金融交易签名是否有效(背书节点使用MSP模块验证签名并确定请求者是否被合理授权进行提案的操作)；金融交易提案的提交者在当前通道上是否已授权有写权限；

优选的：背书节点S_x，x＝1，……，K，K≤M(x是背书节点的序数)，对金融交易提案形成金融交易信息J_x，并对金融交易信息J_x的所有的签名信息Q_x进行验证：Verify(pk_z，J_x，Q_x)，其中，pk_z是背书节点的公钥，Verify()是SM2验证算法；

优选的：模拟执行金融交易，并生成读写集Z_x。

C)背书节点对金融交易进行国密算法签名，并形成提案响应；

具体的：背书节点S_x，x∈{1，……，3}，对金融交易提案生成的读写集Z_x进行签名，得到提案响应P_x：P_x＝Sign(prik_x，Z² _x),其中，prik_x是背书节点S_x的链上私钥，Sign()是SM2签名算法。

优选的：提案响应包括上述各值的合集、背书节点的签名、是/否背书声明。

D)对应的金融机构客户端收到提案响应后会使用国密数字证书对背书节点的国密算法签名进行验证，客户端接收到足够多的背书节点签名后，根据背书签名调用SDK，并生成金融交易集合，广播给排序服务节点；

具体的：SDK为应用解析提供payload，以便于进行业务逻辑的处理；

优选的：客户端E_x验证用于确认消息的合法性；如果链码只进行账本查询，应用程序会检查查询响应，但不会将金融交易提交给排序服务节点；如果链码对账本进行Invoke操作，则须提交金融交易给排序服务进行账本更新，应用程序会在提交金融交易前判断背书策略是否满足；

优选的：客户端E_x对背书节点S_x的签名信息BS¹ _z进行验证：Verify(pk_z，J¹ _x，BS¹ _x)，其中pk_z是客户端E_x上的公钥，Verify()是SM2验证算法；

优选的：生成金融交易集合过程如下,确认所有的背书节点的执行结果完全一致，客户端提交金融交易，背书节点S_x将金融交易提案、提案响应和背书签名打包生成金融交易集合数据包Z¹ _x，并转发数据包Z¹ _x给排序服务节点。

E)排序服务节点进行排序操作，并将生成的金融交易区块广播给通道上不同组织的主节点；

具体的：排序节点D_y，y＝1，……，L，L≤M，y表示打包节点的序数，其中L＝3个排序节点，排序节点分别为D_y，y＝1，……，3；

优选的：排序节点D_y使用共识算法对数据包Z¹ _x完成排序，并得到新的数据包Z² _x：Z² _x＝ConsensusSort(Z¹ _x)，其中ConsensusSort()是共识排序算法；

优选的：对数据包Z² _x进行签名得到签名值Q_x：Q_x＝Sign(prik_x，Z² _x)，其中prik_x是排序D_y的链上私钥，Sign()是SM2签名算法；

经上述计算后，各打包节点的数据包信息如下：

排序节点	打包数据包	共识后打包数据包	签名
				D<sub>1</sub>	Z<sup>1</sup><sub>1</sub>	Z<sup>2</sup><sub>1</sub>	Q<sub>1</sub>
D<sub>2</sub>	Z<sup>1</sup><sub>2</sub>	Z<sup>2</sup><sub>2</sub>	Q<sub>2</sub>
				D<sub>3</sub>	Z<sup>1</sup><sub>3</sub>	Z<sup>2</sup><sub>3</sub>	Q<sub>3</sub>

优选的：排序节点D_y将数据包Z² _x和签名值Q_x形成区块(Z² _x，Q_x)，并广播至区块链网络，广播的数据内容如下：

排序节点	发送的数据内容
		D<sub>1</sub>	(Z<sup>2</sup><sub>1</sub>，Q<sub>1</sub>)
D<sub>2</sub>	(Z<sup>2</sup><sub>2</sub>，Q<sub>2</sub>)
		D<sub>3</sub>	(Z<sup>2</sup><sub>3</sub>，Q<sub>3</sub>)

F)主节点接收并验证金融交易区块，而后分发给提交节点，并记录该节点已加入通道的账本数据，实现账本更新；

具体的：主节点为Peer节点，且Peer节点对排序节点D_y的签名信息DS¹ _z进行验证：Verify(pk_z，J¹ _x，DS¹ _x)，其中pk_z是Peer节点上的公钥，Verify()是SM2验证算法；

优选的：对金融交易区块内的信息进行进一步检查，包括金融交易结构完整性、签名、是否重复；金融交易是否符合背书策略；读集合中版本跟账本是否一致；

优选的：上述验证、检查通过后，执行区块中的合法金融交易，并更新账本状态。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种使用国密算法的金融行业区块链交易系统，包括参与对象和服务平台，其特征在于：所述参与对象为若干个金融机构，所述服务平台为区块链交易平台；

当前所述区块链为数信区块链，且当前区块链的底层架构中写入有国密算法；

上述写入的国密算法包括签名及验证算法、摘要算法、非对称加解密算法。

2.根据权利要求1所述的一种使用国密算法的金融行业区块链交易系统，其特征在于，所述该交易系统的构建步骤主要包括：

A)以数信区块链为基础构建数信区块链平台，每个金融机构均可通过区块链节点加入该平台，从而形成区块链交易系统，而每个金融机构即为该交易系统上的功能运行节点；

B)数信区块链对每个链入的金融机构分发国密身份证书。

3.根据权利要求1或2所述的一种使用国密算法的金融行业区块链交易系统，其特征在于，所述该交易系统的使用步骤主要包括：

A)每个链入的金融机构客户端均可使用国密算法对金融交易请求进行哈希和签名，并封装成一个金融交易提案消息，然后发送到金融交易所运行的背书节点集合；

B)背书节点在收到金融交易提案消息后，会使用国密数字证书对消息进行验证，验证通过后，背书节点会根据当前账本模拟执行链码中的业务逻辑并生成读写集，其中包含响应值、读写集；

C)背书节点对金融交易进行国密算法签名，并形成提案响应；

D)对应的金融机构客户端收到提案响应后会使用国密数字证书对背书节点的国密算法签名进行验证，客户端接收到足够多的背书节点签名后，根据背书签名调用SDK，并生成金融交易集合，广播给排序服务节点；

E)排序服务节点进行排序操作，并将生成的金融交易区块广播给通道上不同组织的主节点；

F)主节点接收并验证金融交易区块，而后分发给提交节点，并记录该节点已加入通道的账本数据，实现账本更新。

4.根据权利要求3所述的一种使用国密算法的金融行业区块链交易系统，其特征在于：步骤A)中封装的金融交易提案消息包括消息头和消息结构，且消息结构即为金融交易的哈希和签名。

5.根据权利要求3所述的一种使用国密算法的金融行业区块链交易系统，其特征在于：步骤B)中的消息验证包括，金融交易提案的格式是否正确；该金融交易是否被提交过；金融交易签名是否有效(背书节点使用MSP模块验证签名并确定请求者是否被合理授权进行提案的操作)；金融交易提案的提交者在当前通道上是否已授权有写权限。

6.根据权利要求3所述的一种使用国密算法的金融行业区块链交易系统，其特征在于：步骤C)中的提案响应包括金融交易验证计算后各值的合集、背书节点的签名、是/否背书声明。

7.根据权利要求3所述的一种使用国密算法的金融行业区块链交易系统，其特征在于：步骤D)中的SDK为应用解析提供payload，以便于进行业务逻辑的处理。