CN110874726A - 一种基于tpm的数字货币安全保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于TPM的数字货币安全保护方法，包括初始化过程和交易过程，初始化过程：使用助记词和盐通过PBKDF2生成密钥种子SEED，使用HMAC‑SHA512算法通过SEED生成ROOT Key，使用ROOT Key生成Private Key，使用SECP256K1算法通过Private Key生成Public Key，再将Private Key，调用TPM命令tpm2_loadexternal，通过外部密钥方式装载到TPM，并使用tpm2_evictcontrol做持久化存储，销毁原SEED和Private Key，完成数字货币密钥对生成、地址生成，及TPM密钥等工作；交易过程：按照数字货币交易格式，将交易信息打包为signin.data，调用TPM，命令TPM2_SIGN签名signin.data，生成签名数据，输出signout.data，将交易信广播数字货币网络，由矿工验证交易，最终完成交易。有益效果：本发明使用这种方法将密钥存在TPM中，可以有效的保护密钥，在使用过程中密钥不会出TPM模块，避免密钥泄露风险。

Description

一种基于TPM的数字货币安全保护方法
技术领域
本发明涉及信息安全技术领域，具体来说，涉及一种基于TPM的数字货币安全保护方法。
背景技术
数字货币是一种基于密码学原理的虚拟货币，随着区块链的发展越来越多的人开始关注和拥有数字货币资产，数字货币都是匿名的，是通过密码学原理来确认货币拥有着，谁拥有对应货币地址的私钥，谁就可以支配这些数字货币资产。数字货币钱包是管理数字货币的应用，他的本质是一个密钥(包含私钥和公钥) 的管理容器。它一般提供钱包地址的创建、转账、交易查询等功能。目前大部分的数字钱包都是将密钥以明文形式存储在本地，即使经过一些安全处理，也因安全强度不够，很容易被黑客破解，从而窃取数字货币密钥。没有实际的硬件密码安全设备支持，软件始终无法解决密钥存放的问题，而专有的安全设备不仅会增加成本，软件也必须根据硬件做针对性开发，与硬件绑定，软硬件开发周期长，而且通用性差，本文提出一种新的方法，即使用TPM模块来解决数字货币安全保护问题。
现在很多计算机出厂的时候都带有可信平台模块（TPM/TPCM),TPM/TPCM是一种安全模块，用于保护计算机系统的完整性和正确性，提供平台身份认证等，保障使用PC时硬件配置和操作系统没有被篡改过，可信计算通过芯片厂家植入在可信硬件中的算法和秘钥，以及集成的专用微控制器对系统和应用进行度量、验证来确保平台可信。芯片达到EAL 4+安全等级，自身安全强度非常高，如果使用TPM来保护数字货币密钥，因其芯片安全强度非常高，被破解数字货币密钥的可能性极低，并且因可信平台模块在计算机上多有预装，有操作系统底层支持，软件容易访问和使用可信平台模块，但TPM设计之初是用来护计算机系统的完整性和正确性的，其密码体系是基于可信根度量根，可信存储根，可信报告根衍生的可信计算体系结构，是符合TCG 标准的可信计算体系，而数字货币密码体系使用的是BIP标准，TCG标准与BIP标准并不相同，无法将TPM的直接用于数字货币应用，因此想要使用可信平台模块来保护数字货币，必须创建一种新的流程体系，能够利用TPM，充分发挥TPM的安全性，同时又能符合BIP标准，满足通用性要求。
数字货币钱包为实现数字货币的密钥管理，数字货币查询、转账管理的应用软件，数字货币钱包为生成确定性密钥，需遵循BIP（Bitcoin Improvement Proposal）标准生成密钥，数字货币采用的是非对称密钥体系，是由公钥和私钥组成的密钥对，私钥主要用于对应钱包地址的数字货币交易签名，生成公钥等，公钥是可公开的密钥，主要用于生成钱包地址、提供给第三方进行验签等。
当数字钱包发起一个转账交易时，会将自己钱包地址，对方钱包地址，交易数量，自己公钥等关键信息作为明文信息打包，再用自己的私钥进行签名，将明文和签名发送到区块链网络，最后由矿工验证签名信息，完成交易确认。这个过程中私钥是安全核心，私钥如果泄露会导致用户丢失数字货币所有权。
几乎所有的纯软件应用都面临一个问题，即如何安全的保存和使用密钥，因为无论采取什么样的保护方法，最终都会将密钥解码为明文，存在内存或磁盘上，供应用软件使用。如果受到恶意攻击，很容易造成密钥泄露。
一些软件使用类似加密存储器等硬件设备来保护密钥，但使用这类硬件设备仅能实现存储安全，也存在同样的安全问题，即最终提供给在使用时的密钥还得以明文形式提供给软件。如何保护数字货币是一个需要解决的问题。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于TPM的数字货币安全保护方法，通过计算机或嵌入式系统上内置的TPM模块，利用TPM模块保护数字货币密钥，实现交易签名，保护数字货币安全，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于TPM的数字货币安全保护方法，包括初始化过程和交易过程。
进一步的，初始化过程：使用助记词和盐通过PBKDF2生成密钥种子SEED，使用HMAC-SHA512算法通过SEED生成ROOT Key，使用ROOT Key生成Private Key，使用SECP256K1算法通过Private Key生成Public Key，再将Private Key，调用TPM命令tpm2_loadexternal，通过外部密钥方式装载到TPM，并使用tpm2_evictcontrol做持久化存储，销毁原SEED和Private Key，完成数字货币密钥对生成、地址生成，及TPM密钥等工作。
进一步的，交易过程：按照数字货币交易格式，将交易信息打包为signin.data，调用TPM，命令TPM2_SIGN 签名signin.data，生成签名数据，输出signout.data，将交易信广播数字货币网络，由矿工验证交易，最终完成交易。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明使用这种方法将密钥存在TPM中，可以有效的保护密钥，在使用过程中密钥不会出TPM模块，避免密钥泄露风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种基于TPM的数字货币安全保护方法的初始化过程流程示意图；
图2是根据本发明实施例的一种基于TPM的数字货币安全保护方法的交易过程流程示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对发明做出进一步的描述：
请参阅图1-2，根据本发明实施例的一种基于TPM的数字货币安全保护方法，包括初始化过程和交易过程。
请参阅图1，初始化过程：使用助记词和盐通过PBKDF2生成密钥种子SEED，使用HMAC-SHA512算法通过SEED生成ROOT Key，使用ROOT Key生成Private Key，使用SECP256K1算法通过Private Key生成Public Key，再将Private Key，调用TPM命令tpm2_loadexternal，通过外部密钥方式装载到TPM，并使用tpm2_evictcontrol做持久化存储，销毁原SEED和Private Key，完成数字货币密钥对生成、地址生成，及TPM密钥等工作。
请参阅图2，交易过程：按照数字货币交易格式，将交易信息打包为signin.data，调用TPM，命令TPM2_SIGN 签名signin.data，生成签名数据，输出signout.data，将交易信广播数字货币网络，由矿工验证交易，最终完成交易。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限定本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。

Claims (3)

1.一种基于TPM的数字货币安全保护方法，其特征在于，包括初始化过程和交易过程。
2.根据权利要求1所述的一种基于TPM的数字货币安全保护方法，其特征在于，初始化过程：使用助记词和盐通过PBKDF2生成密钥种子SEED，使用HMAC-SHA512算法通过SEED生成ROOT Key，使用ROOT Key生成Private Key，使用SECP256K1算法通过Private Key生成Public Key，再将Private Key，调用TPM命令tpm2_loadexternal，通过外部密钥方式装载到TPM，并使用tpm2_evictcontrol做持久化存储，销毁原SEED和Private Key，完成数字货币密钥对生成、地址生成，及TPM密钥等工作。
3.根据权利要求1所述的一种基于TPM的数字货币安全保护方法，其特征在于，交易过程：按照数字货币交易格式，将交易信息打包为signin.data，调用TPM，命令TPM2_SIGN 签名signin.data，生成签名数据，输出signout.data，将交易信广播数字货币网络，由矿工验证交易，最终完成交易。
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