CN111277549B - 一种采用区块链的安全服务方法与系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用区块链的安全服务方法与系统，本发明方法包括步骤：(1)安全专用网络中的节点采集基础数据，(2)区块链网络对所述基础数据进行确权，(3)服务系统基于所述确权后的基础数据为用户提供安全服务；本发明系统包括基础数据采集网络、区块链网络和服务平台。本发明不需要实时更新全网路由表，不会产生链路并发冲突，可以大幅度降低安全专用网络的维护成本；任意节点之间协商共享密钥完全基于状态区块进行，通信延迟小，安全性比传统可信中继系统高；把相邻节点之间的可信性与区块链的不可篡改相结合，任意两个节点可验证状态区块的正确性，用户体验更好，具有更好的应用推广前景。

Description

一种采用区块链的安全服务方法与系统
技术领域
本发明涉及安全专用网络和区块链技术领域，尤其涉及一种采用区块链的安全服务方法与系统。
背景技术
在高级别安全专用网络中，为了实现更高的安全性，通常采用单跳不落地安全中继技术。但是，目前公开的方案都存在路由并发冲突的性能瓶颈、延迟较大、带宽较低等局限性。本发明对安全专用网络与区块链进行了有机融合，实现高带宽、低延迟和无性能瓶颈的基于安全专用网络的安全服务系统。
发明内容
本发明公开了一种采用区块链的安全服务方法，其特征在于，包括如下步骤：(1-1)安全专用网络中的节点采集基础数据，(1-2) 区块链网络对所述基础数据进行确权，(1-3)服务系统基于所述确权后的基础数据为用户提供安全服务。
进一步的，上述节点采集基础数据的方法为：首先，所述节点与每一个相邻节点之间协商一定量的共享密钥，创建带有区块编号的密钥标识，然后，所述节点计算其与任意两个相邻节点之间的共享密钥的异或值，把所述异或值作为所述节点的一个路由状态值，为每一个路由状态值创建路由标识，对所述节点的全部路由状态值及其路由标识进行数字签名后形成所述中继节点的路由状态，把所述路由状态作为该节点的基础数据。
进一步的，上述区块链网络对所述基础数据进行确权的方法包括：验证所述基础数据的签名是否正确，如果签名错误，则返回错误信息，否则，把所述基础数据记录到当前区块（或状态区块）中。
进一步的，上述服务系统基于所述确权后的基础数据为用户提供安全服务的方法包括但不限于：用户应用终端发起安全服务请求，(4-1) 服务系统选择一个从源节点通往宿节点的中继链路，并从一个状态区块中查询所述中继链路上各个节点的相应路由状态值，(4-2) 服务系统计算所述所有路由状态值的异或值，再把所述异或值发送给源节点，源节点把所述异或值与源节点与所述中继链路上的与其相邻的中继节点之间的共享密钥进行异或运算，源节点得到宿节点与所述中继链路上与宿节点相邻的中继节点之间的共享密钥Kx，(4-3)源节点与宿节点把所述共享密钥Kx作为共享密钥，源节点和宿节点分别基于Kx为其所服务的应用终端提供会话密钥协商服务。
进一步的，上述路由标识的内容包括：区块编号、中继节点ID、所述中继节点的上一个节点ID及下一个节点的ID和相应路由状态值。
本发明还公开了一种采用区块链的安全服务系统，其特征在于，包括基础数据采集网络、区块链网络和服务平台，其中，基础数据采集网络用于采集基础数据，区块链网络用于对所述基础数据进行确权，服务平台用于基于所述确权后的基础数据为用户提供通信安全服务。
进一步的，上述基础数据采集网络中的节点通过网络接口接入区块链网络，服务平台通过网络接口获取状态区块数据。
本发明具有如下显著创新性：本发明不存在全网路由表动态更新问题，不会产生链路并发冲突，可以大幅度降低安全专用网络的维护成本；任意节点之间共享密钥的协商完全基于公开的状态区块进行，通信延迟可忽略，无性能瓶颈，安全性比传统可信中继系统高；把相邻节点之间的可信性与区块链的不可篡改相结合，任意两个节点可验证状态区块的正确性，用户体验更好，具有更好的应用推广前景。
附图说明
图1为本发明的一种采用区块链的安全服务方法实施例示意图；
图2为本发明的一种采用区块链的安全服务系统实施例示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案及优点更加清楚，作为本发明的一部分，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
本发明中的节点是指安全专用网络中的网络节点，相邻节点包括存在点到点的安全通信链路并能够进行安全密钥共享的两个节点。
本发明中的安全服务包括但不限于会话密钥协商（或分发）服务和保密通信服务。
如图1所示的实施例，包括：
步骤101采集数据：安全专用网络中的每一个节点A与其每一个相邻节点之间协商一定量的共享密钥，创建带有区块编号的密钥标识，然后，节点A计算其与任意两个相邻节点之间的共享密钥的异或值，把所述异或值作为节点A的一个路由状态值，为每一个路由状态值创建路由标识，对节点A的全部路由状态值及其路由标识进行数字签名后形成节点A的路由状态，把所述路由状态作为节点A的基础数据，并发送到区块链网络上；
步骤102数据确权：区块链网络中的节点验证每一个安全专用网络中节点发送的上述基础数据的签名是否正确，如果签名错误，则返回错误信息，否则，把所述基础数据记录到当前区块（或状态区块）中；
步骤103安全服务：用户应用终端发起安全服务请求，(1) 服务系统选择一个从源节点通往宿节点的中继链路，并从一个状态区块中查询所述中继链路上各个节点的相应路由状态值，(2) 服务系统计算所述所有路由状态值的异或值，再把所述异或值发送给源节点，源节点把所述异或值与源节点与所述中继链路上的与其相邻的中继节点之间的共享密钥进行异或运算，源节点得到宿节点与所述中继链路上与宿节点相邻的中继节点之间的共享密钥Kx，(3)源节点与宿节点把所述共享密钥Kx作为共享密钥；源节点和宿节点分别基于Kx为其所服务的应用终端之间提供会话密钥服务（比如，源节点把Kx加密发给应用终端U，宿节点把Kx加密发给应用终端V，实现U和V之间共享密钥Kx）。
图2为本发明的一种采用区块链的安全服务系统实施例示意图，其包括：
201安全专用网络，其包括节点1,..,节点i,…,节点n，这些节点用于采集基础数据；
202区块链网络，其中分布式账本用于为上述基础数据进行确权和激励；
203服务系统，用于采用上述一种采用区块链的安全服务方法为204应用终端提供安全服务；
204应用终端，是上述一种采用区块链的安全服务系统中的终端用户。
以上所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员在未做出创造性劳动前提下所获得的其他直接采用本发明方法的实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种采用区块链的安全服务方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1-1)安全专用网络中的节点采集基础数据：节点与每一个相邻节点之间协商一定量的共享密钥，创建带有区块编号的密钥标识，所述节点计算其与任意两个相邻节点之间的共享密钥的异或值，把所述异或值作为所述节点的一个路由状态值，为每一个路由状态值创建路由标识，对所述节点的全部路由状态值及其路由标识进行数字签名后形成所述节点的路由状态，把所述路由状态作为该节点的基础数据；
(1-2)区块链网络对所述基础数据进行确权：验证所述基础数据的签名是否正确，如果签名错误，则返回错误信息，否则，把所述基础数据记录到当前区块中；
(1-3)服务系统基于所述确权后的基础数据为用户提供安全服务：用户应用终端发起安全服务请求，(1-3-1)服务系统选择一个从相应的源节点通往相应的宿节点的中继链路，并从一个状态区块中查询所述中继链路上各个节点的相应路由状态值，(1-3-2)服务系统计算所有所述路由状态值的异或值，再把所述异或值发送给源节点，源节点把所述异或值与源节点与所述中继链路上的与其相邻的中继节点之间的共享密钥进行异或运算，源节点得到宿节点与所述中继链路上与宿节点相邻的中继节点之间的共享密钥，(1-3-3)源节点与宿节点把所述共享密钥作为会话密钥，源节点和宿节点分别基于所述会话密钥为其所服务的应用终端提供会话密钥协商服务。
2.根据权利要求1所述的一种采用区块链的安全服务方法，其特征在于，所述路由标识的内容包括：区块编号、节点ID、所述节点的上一个节点ID及下一个节点的ID和相应路由状态值。
3.一种采用区块链的安全服务系统，包括基础数据采集网络、区块链网络和服务平台，其特征在于，基础数据采集网络用于：节点与每一个相邻节点之间协商一定量的共享密钥，创建带有区块编号的密钥标识，所述节点计算其与任意两个相邻节点之间的共享密钥的异或值，把所述异或值作为所述节点的一个路由状态值，为每一个路由状态值创建路由标识，对所述节点的全部路由状态值及其路由标识进行数字签名后形成所述节点的路由状态，把所述路由状态作为该节点的基础数据；
区块链网络用于：验证所述基础数据的签名是否正确，如果签名错误，则返回错误信息，否则，把所述基础数据记录到当前区块中；
服务平台用于：响应应用终端发起的安全服务请求，(1)服务系统选择一个从相应的源节点通往相应的宿节点的中继链路，并从一个状态区块中查询所述中继链路上各个节点的相应路由状态值，(2)服务系统计算所有所述路由状态值的异或值，再把所述异或值发送给源节点，源节点把所述异或值与源节点与所述中继链路上的与其相邻的中继节点之间的共享密钥进行异或运算，源节点得到宿节点与所述中继链路上与宿节点相邻的中继节点之间的共享密钥，(3)源节点与宿节点把所述共享密钥作为会话密钥，源节点和宿节点分别基于所述会话密钥为其所服务的应用终端提供会话密钥协商服务。
4.根据权利要求3所述的一种采用区块链的安全服务系统，其特征在于，基础数据采集网络中的节点通过网络接口接入区块链网络，服务平台通过网络接口获取状态区块数据。
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