CN111047305A - 一种基于数字水印技术的加密数字货币钱包的私钥保存和助记方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于数字水印技术的加密数字货币钱包的私钥保存和助记方法，在加密数字货币网络的客户端数字货币钱包软件上，安装数字水印嵌入和提取模块，依托计算机网络配合现有区块链系统运行。突出优点是：不同于现有流行加密数字货币钱包软件中私钥的12‑24个助记词的管理方式，本发明采用6位数字助记符，创新的结合了隐藏性更好的数字水印技术，将其对应的私钥作为数字水印识别信息，嵌入到数子货币钱包软件中指定的图像文件中，从而大大提高了私钥被发现和破解的难度，有效地减轻了用户的记忆负担，确保了加密数字货币网络交易的安全可靠性，而且不改变现有的银行账户操作习惯。

Description

一种基于数字水印技术的加密数字货币钱包的私钥保存和助 记方法
技术领域
本发明属于金融科技、加密数字货币、加密数字货币钱包、信息安全、私钥保护技术领域。具体涉及在网络环境下，为方便用户安全可靠、低负担的使用加密数字货币钱包，提出一种基于数字水印技术的加密数字货币钱包的私钥保存和助记方法。
背景技术
加密数字货币，是一种基于某种加密算法所创建的数字货币。通常由开发者进行发行和管理，被特定虚拟社区的成员所接受和使用。现阶段的加密数字货币，一般是基于区块链技术构建的。区块链采用分布式记账系统，其共识机制由社区内大部分用户制定，其交易信息完全公开透明，且交易规则不会被某个机构或个人擅自更改，受到所有成员的监督。因此，加密数字货币具有交易成本低，交易速度快，高度匿名性等特点。现阶段影响较大的加密数字货币有比特币(Bitcoin/BTC)、以太坊币(Ethereum/ETH)和即将推出的美国Facebook公司的Libra和中国央行的DC/EP数字货币。
非对称加密算法，是一种密钥的保密方法。非对称加密算法需要生成两个密钥：公开密钥(publickey：简称公钥)和私有密钥(privatekey：简称私钥)。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；如果用私钥对数据进行加密，只有用对应的公钥才能解密。由于加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫做非对称加密算法。公钥可以向大众公开，私钥自己妥善保存，因而消除了用户交换密钥的需要，提高了安全性。非对称加密签名，是指发送方使用自己的私钥对信息进行加密后再发送，接收方使用发送方的公钥对数据进行解密，通过比对信息内容来确认发送者身份。
加密数字货币钱包，是连接加密数字货币网络的客户端软件。该软件的作用是验证整个区块链曾经做过的所有交易，和发起新的加密数字货币交易。加密数字货币没有实体，其体现为区块链上的一个个交易，在交易中承担了支付功能。启用交易的唯一条件就是提供正确的签名，签名所需要的就是私钥。所以，保管加密数字货币，本质就是存储和管理私钥。
私钥是32位的数字和字母的组合，一般采用初始字符串生成，没有组成规律，难以破解，安全性虽高，但是在交易中难以记忆。现有的加密数字货币钱包，采用助记词方法进行密钥管理。钱包软件在助记词库中随机选择12～24个助记词，使用秘钥延伸函数(PBKDF2)来生成私钥。这样，使用这组助记词，就可以代替对应的私钥进行账号操作。但是，由于随机选择12～24个助记词，也有较大的记忆负担，直接影响交易过程的顺畅。针对上述加密数字货币交易过程存在的问题，本发明提供了一种基于数字水印技术的加密数字货币钱包私钥的助记方法，大大降低了助记词的记忆负担，有效提高了交易的安全性和交易过程的流畅度。
发明内容
本发明的目的在于：能有效克服现有加密数字货币钱包，因随机选择12～24个助记词代替私钥进行账号操作出现的较难的记忆负担、以及交易存在的安全风险和过程产生的阻塞问题。
本发明提供下述解决办法：
一种基于数字水印技术加密数字货币钱包的私钥保存和助记方法，在加密数字货币网络的客户端钱包软件上，安装数字水印算法嵌入和提取模块，依托计算机网络配合现有区块链系统运行；其特征在于：
①使用初始字符串生成私钥，再使用一组6位数字助记词作种子，用数字水印算法，将用户的私钥作密文，将加密数字货币钱包软件内的某一指定图像文件作载体，通过数字水印算法嵌入模块将该私钥嵌入到数字货币钱包软件的指定图像文件中；
②用户登陆账号进行交易时，输入这6位数字助记词种子，数字水印提取模块从数字货币钱包软件中自动提取私钥，得到私钥后数字货币钱包软件对本次交易内容进行哈希运算，再使用私钥将哈希值进行加密，形成本次交易的签名；
③数字钱包软件再将交易内容和签名打包发送到区块链网络，在区块链的记账节点进行竞争性记账，第一个完成记账并公开新区块的节点获得加密数字货币奖励，当在区块链上相继6个区块的记账节点上完成竞争性记账后，本次交易信息被确认；
④收款方使用转账方的公钥对交易签名进行解密，同时对交易内容进行哈希运算，将得到的解密内容和哈希值进行比较，若两者相等则本次交易有效，进行入账确认；然后，再进行下一个交易过程，采用相同的流程，交易过程的继续以此类推。
现有的冷钱包软件，也是在软件运行环境本地存储私钥，一般使用AES128等加密算法来确保密钥存储文件keystore不会被破解。由于本发明在将私钥嵌入到指定图像文件前，同样进行了加密，因此不会降低密钥存储的安全性，而且又增加了一层数字水印隐藏的安全保护，大大提高了密钥存储的安全性。
在实施过程中，可根据安全性需求，将6位数字助记词符修改为自定义长度和格式的长助记符，或使用指纹识别、面部识别信息进行私钥嵌入和提取。
本发明的有益效果是：不同于现有流行加密数字货币钱包软件中私钥的12-24个助记词的管理方式，本案采用6位数字助记符，创新的结合了隐藏性更好的数字水印技术，将其对应的私钥作为数字水印识别信息嵌入到数子钱包软件中指定的图像文件中，从而大大提高了私钥被发现和破解的难度，有效地减轻了用户的记忆负担，确保了加密数字货币网络交易的安全可靠性，而且不改变现有的银行账户操作习惯。
附图说明
图1为私钥嵌入图像文件流程图
图2为使用6位数字助记符提取私钥流程图
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述：
采用数字水印技术加密数字货币钱包的私钥保存和助记方法，按下述步骤操作：
一种基于数字水印技术加密数字货币钱包的私钥保存和助记方法，在加密数字货币网络的客户端钱包软件上，安装数字水印算法嵌入和提取模块，依托计算机网络配合现有区块链系统运行；
第一步、系统运行时，先使用初始字符串生成私钥，再指定6位数字助记符，以该6位数字为种子，使用数字水印算法嵌入模块将生成的私钥，嵌入到数字货币钱包软件中指定的图像文件中；
第二步、用户登陆账号进行交易时，输入这6位数字助记词种子，数字货币钱包软件通过数字水印提取模块自动提取出私钥，得到私钥后数字钱包软件对本次交易内容进行哈希运算，再使用私钥将哈希值进行加密，形成本次交易的签名；
第三步、数字钱包软件再将交易内容和签名打包发送到区块链网络，在区块链的记账节点进行竞争性记账，第一个完成记账并公开新区块的节点获得加密数字货币奖励，当在区块链上相继6个区块的记账节点上完成竞争性记账后，本次交易信息被确认；
第四步、收款方使用转账方的公钥对交易签名进行解密，同时对交易内容进行哈希运算，将得到的解密内容和哈希值进行比较，若两者相等则本次交易有效，进行入账确认；然后，再进行下一个交易过程，采用相同的流程，交易过程的继续以此类推。
实施例1：使用6位数字替代私钥，进行加密数字货币交易
在加密数字货币网络的客户端钱包软件上，安装数字水印嵌入和提取模块，依托计算机网络配合现有区块链系统运行。
第一步、用户运行数字货币钱包软件，进入设置界面；输入初始字符串生成私钥，再指定6位数字助记符为种子，将生成的私钥，通过数字水印嵌入模块嵌入到数字货币钱包软件中指定的图像文件中；
第二步、用户运行数字货币钱包软件，进入账户操作界面；输入设定的6位数字助记符，进行账户资金操作；
盗用者运行数字货币钱包软件，进入账户操作界面；输入错误的助记符，提取到错误的私钥，账户资金操作失败；
第三步、数字货币钱包软件提取到正确的私钥后，用户输入收款方钱包地址、转账金额、手续费、发起交易，钱包软件对本次交易内容进行哈希运算，再使用私钥将哈希值进行加密，形成本次交易的签名，钱包软件将交易内容和签名发送到区块链网络，由记账节点进行竞争性记账，第一个完成记账并公开新区块的节点获得手续费；
第四步、当在区块链6个区块记账节点完成竞争性记账后，本次交易信息被确认，数字货币钱包软件提示交易成功，收款方使用转账方的公钥对交易签名进行解密，同时对交易内容进行哈希运算，将得到的解密内容和哈希值进行比较，若相等，则交易有效，进行入账确认完成本次交易。
实施例2：使用自定义长度和内容的密码代替私钥，进行加密数字货币交易：
为数字货币钱包软件安装数字水印嵌入和提取模块，依托计算机网络配合现有区块链系统运行。
第一步、用户运行数字货币钱包软件，进入设置界面；输入初始字符串生成私钥，再指定一个多位数字和字符混合的长助记符；数字货币钱包软件使用数字水印算法，以长助记符为种子，将私钥嵌入到指定图像文件中；
第二步、用户运行数字货币钱包软件，进入账户操作界面；输入设定的长助记符，进行账户资金操作；
盗用者运行钱包软件，进入账户操作界面；输入错误的长助记符，提取到错误的私钥，账户资金操作失败；
第三步和第四步操作与实施例1相同。
实施例3：使用指纹、面部识别等方法代替私钥，进行加密数字货币交易：
为钱包软件安装数字水印嵌入和提取模块，依托手机的指纹识别和面部识别软硬件，依托计算机网络配合现有区块链系统运行。
第一步、用户运行数字货币钱包软件，进入设置界面；输入初始字符串生成私钥，再添加指纹密码或面部密码；数字货币钱包软件使用数字水印算法以手机TEE密钥为种子，将私钥嵌入到指定图像文件中；
第二步、用户运行数字货币钱包软件，进入账户操作界面；验证指纹或面部扫描，进行账户资金操作；
盗用者运行钱数字货币包软件，进入账户操作界面；验证指纹或面部扫描失败，提取到错误的私钥，账户资金操作失败；
第三步和第四步操作与实施例1相同。

Claims (1)

1.一种基于数字水印技术的加密数字货币钱包的私钥保存和助记方法，在加密数字货币网络的客户端数字货币钱包软件上，安装数字水印嵌入和提取模块，依托计算机网络配合现有区块链系统运行；其特征在于：
第一步、系统运行时，输入初始字符串生成私钥，再使用一组6位数字助记词作种子，用数字水印算法，将用户的私钥作密文，将加密数字货币钱包软件内的某一指定图像文件作载体，数字水印嵌入模块将该私钥嵌入到钱包软件内指定的图像文件中；
第二步、用户登陆账号进行交易时，输入这6位数字助记词种子，数字水印提取模块从数字货币钱包软件中自动提取私钥，得到私钥后数字货币钱包软件对本次交易内容进行哈希运算，再使用私钥将哈希值进行加密，形成本次交易的签名；
第三步、数字货币钱包软件再将交易内容和签名打包发送到区块链网络，区块链记账节点进行竞争性记账，第一个完成记账并公开新区块的节点可以获得加密数字货币奖励，当在区块链上相继6个区块的记账节点上完成竞争性记账后，本次交易信息被确认；
第四步、收款方使用转账方的公钥对交易签名进行解密，同时对交易内容进行哈希运算，将得到的解密内容和哈希值进行比较，若两者相等，则本次交易有效，进行入账确认；然后，再进行下一个交易过程，采用相同的流程，交易过程的继续以此类推。
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