CN111340469A - 一种数字货币钱包和数字货币双离线支付方法 - Google Patents

一种数字货币钱包和数字货币双离线支付方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种数字货币钱包和数字货币双离线支付方法。该数字货币钱包包括包括耦合模块、交易模块、通讯模块和UTXO记账模块，其中通讯模块用以使付款钱包与收款钱包在双离线时进行交易数据传输。本发明能够实现双离线支付，像使用纸币一样便捷，保护用户隐私；基于区块链架构双离线交易存证系统，确保付款钱包和收款钱包交易数据一致并不可伪造和篡改。如果遇到意外事件导致手机内存数据不能恢复，可以帮助用户依法挂失和找回手机钱包中的余额，维护用户合法权益和银行信誉；助力人民银行基于区块链实现穿透式监管，管控数字货币发行、流通和回笼，了解大额现金交易信息，预防和打击洗钱等犯罪行为。

Description

一种数字货币钱包和数字货币双离线支付方法
技术领域
本发明属于计算机技术领域，具体涉及一种数字货币钱包和数字货币双离线支付方法。
背景技术
目前支付宝、微信的离线支付是“单离线”：对用户离线、对商户在线。其做法是，在支付宝、微信客户端上生成一段标识码(通常是二维码)，可以标示该支付宝用户。商户获取该标识码后，并向支付宝后台申请在该标识码对应的支付宝账户中扣款。
支付宝、微信支付这种单离线支付，商户为了确保用户的支付结果可信赖，必须要自己的终端或者系统从支付公司获得支付结果，而不能以消费者的支付结果凭证作为结论。以传统POS业务举例，商户必须要看到POS机打出支付成功单据后才认为支付有效。这种单离线支付尚有一个可信任的机构(支付宝、微信支付)做记账计算，这个机构可以了解离线方账户的余额、信用以及通过另一连线方获取实时的交易行为，在相对安全的情况下促成交易的完成。而双离线支付是点对点的支付，双方如何达成信任，其难度骤然提升。
中国人民银行数字货币研究所公示专利《数字货币定制追踪的方法和系统》(专利号201710492718.0)阐述：“数字货币整个字符串是加密的，即数字货币表现为加密字串。不同权限方仅可以在权限范围内解密相应内容。无权方无法查看数字货币属性。数字货币加密字串具有唯一性，包含唯一的编号。”我国央行未来发行的法定数字货币属于MO范畴，是数字M0,即数字现金，是以国家信用背书的中心化双层投放的密码货币，交易是“一次一密、一币一密”，将逐步替代流通中纸币，数字货币能够像纸钞一样实现“双离线支付”，即在收支双方都离线的情况下仍能进行支付，未来只要两个人都安装了央行数字货币的数字钱包，不需要网络，也不需要信号，只要手机有电，两个手机相互碰一碰就能实现实时转账。货币当局将按照现行的现金管理规范进行合格监管。
本发明人研究中国工商银行公示专利《基于数字货币的离线支付方法、终端及代理投放设备》(申请号201811240336.X)和《基于区块链的离线支付系统及方法》(申请号201910711125.8)发现两个问题：
1、上述二个专利的发明方法均存在缺陷：在双离线支付时，付款钱包中应付的数字货币加密字串没有实时同步传输至收款钱包，而是在线恢复网络后，系统异步补充传输应付数字货币，这不符合央行双离线支付要求。
2、上述二个专利的发明方法均没有考虑：如果收款或付款的手机钱包在离线交易后且未恢复网络期间，遇到意外事件(例如：火灾、车祸等)，致使手机内存数据不能恢复，那么，如何追溯并且确认遇到上述意外事件手机钱包中的余额；这个问题如不解决，用户就会无法挂失和找回钱包余额。
发明内容
本发明解决的技术问题：有鉴于此，本发明实施例提供一种数字货币双离线支付方法和系统，能够在双离线时，实现付款钱包中的数字货币加密字串实时同步传输至收款钱包；而且，如果交易一方手机钱包在离线交易后且未恢复网络期间，遇到意外事件(例如：火灾、车祸等)，导致手机内存数据不能恢复，那么，银行交易系统可以追溯并且证明遇到意外事件手机钱包中的余额，协助用户申请挂失和补偿钱包余额，维护用户合法权益和银行信誉；同时按照央行现行的现金管理规范进行合规监管。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
在第一方面，本发明提供了一种数字货币钱包，包括：
耦合模块，用以将数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联，使得所述数字货币钱包存款与借记卡存款可双向兑换并存储；
交易模块，支持双离线交易模式，用以在双离线交易时生成双离线交易信息；
通讯模块，用以使付款钱包与收款钱包在双离线时进行交易数据传输，并将付款钱包中的数字货币加密字串和双离线交易信息实时同步加密生成双离线交易数据，且将所述双离线交易数据发送至收款钱包予以确认，所述通讯模块还用以接收收款钱包返回的确认交易信息；
UTXO记账模块，在通讯模块发出或收到确认交易信息后，根据双离线交易数据更新其账户金额；
所述通讯模块还用以在网络恢复后上传本方的确认交易信息和下载对方上传的确认交易信息，以在线记入和在线同步区块链UTXO账本。
进一步的，所述移动终端包括手机，所述通讯模块基于手机的近场通讯技术和用户指令实现双离线时付款钱包与收款钱包之间的交易数据传输。
进一步的，所述双离线交易信息包括转账数字货币和金额、付款者账号、收款者账号、交易时间和付款者私钥签名。
进一步的，所述确认交易信息包括付款方发送的双离线交易数据、收款者账号和收款方的私钥签名。
进一步的，所述交易模块还支持单离线和在线交易模式，并可自动生成三种交易模式对应的交易列表和汇总生成可溯源的交易总表。
进一步的，所述通讯模块同时支持多笔双离线交易。
进一步的，所述双离线交易数据还包括耦合信息、认证证书和用户借记卡所属账户银行公钥，所述耦合信息由数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联时生成，所述认证证书由用户借记卡所属账户银行私钥为所述耦合信息签发生成，所述收款钱包在收到双离线交易数据时以用户借记卡所属账户银行公钥验证耦合信息与认证证书是否匹配，以对付款钱包是否已实名认证进行验证。
在第二方面，本发明还提供了一种数字货币双离线支付方法，包括：
将数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联，使得所述数字货币钱包存款与借记卡存款可双向兑换并存储；
付款钱包在双离线交易时生成双离线交易信息；
基于近场通讯技术和用户指令使付款钱包与收款钱包之间在双离线时进行交易数据传输，并将付款钱包中的数字货币加密字串和双离线交易信息实时同步加密生成双离线交易数据，且将所述双离线交易数据发送至收款钱包；
收款钱包接收到双离线交易数据后予以确认，并向付款钱包返回确认交易信息；
根据双离线交易数据更新账户金额；
网络恢复后，所述付款钱包与收款钱包分别通过其通讯模块自动将其确认交易信息上传并下载对方上传的确认交易信息，以在线记入和在线同步区块链UTXO账本。
进一步的，以人民银行和商业银行构建区块链的联盟链，以数字货币钱包作为该联盟链上轻节点，用户双离线交易的双方报文信息分别经过加密签名和自动关联时间戳及交易指针，实时生成双离线交易区块，异步上链存证，完成交易双方数据互为备份。
进一步的，所述双离线交易数据还包括耦合信息、认证证书和用户借记卡所属账户银行公钥，所述耦合信息由数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联时生成，所述认证证书由用户借记卡所属账户银行私钥为所述耦合信息签发生成，所述收款钱包在收到双离线交易数据时以用户借记卡所属账户银行公钥验证耦合信息与认证证书是否匹配，以对付款钱包是否已实名认证进行验证。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明有利于用户在没有网络的情况下，能够实现双离线支付，实时同步收到数字货币加密字串，像使用纸币一样便捷，保护用户隐私；基于区块链架构双离线交易存证系统，可以发挥联盟链自主可控优势，复用现有金融基础设施，确保付款钱包和收款钱包交易数据一致并不可伪造和篡改。如果遇到意外事件(例如：火灾、车祸等)，导致手机内存数据不能恢复，可以帮助用户依法挂失和找回手机钱包中的余额，维护用户合法权益和银行信誉；助力人民银行基于区块链实现穿透式监管，管控数字货币发行、流通和回笼，了解大额现金交易信息(KYC)，预防和打击洗钱等犯罪行为。
附图说明
图1是数字货币双离线支付方法的时序示意图；
图2是构建形成的联盟链的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1和2所示，本发明实施例提供了一种数字货币钱包，包括耦合模块、交易模块、通讯模块和UTXO记账模块。
其中，本发明实施例的耦合模块用以将数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联，使得所述数字货币钱包存款与借记卡存款可双向兑换并存储。用户可以将借记卡存款1:1兑换为数字货币并且存储在该钱包中，支持用户在移动终端上同步可视数字货币图像(如数字货币的Logo)，反之，用户可以将该钱包中数字货币1:1兑换为银行存款存储在借记卡银行账户中。实名制的手机号码可以作为该钱包的账号，交易时保护隐私、匿名可控。
本发明实施例的交易模块支持双离线交易模式，用以在双离线交易时生成双离线交易信息。其中，双离线交易信息包括转账数字货币和金额、付款者账号、收款者账号、交易时间和付款者私钥签名。
本发明实施例的通讯模块用以使付款钱包与收款钱包在双离线时进行交易数据传输，并将付款钱包中的数字货币加密字串和双离线交易信息实时同步加密生成双离线交易数据，且将双离线交易数据发送至收款钱包予以确认，收款钱包确认后返回确认交易信息，通讯模块还用以接收收款钱包返回的确认交易信息。其中，确认交易信息包括付款方发送的双离线交易数据、收款者账号和收款方的私钥签名。双离线交易数据和确认交易信息可以通过某种加密算法(例如SM3)，利用交易双方的私钥，对双离线交易数据和确认交易信息分别进行加密签名。对同一笔交易，交易双方都能获得对方的签名信息。另外，通讯模块同时支持多笔双离线交易。
本发明实施例的UTXO记账模块在通讯模块发出或收到确认交易信息后，根据双离线交易数据更新其账户金额。不同于比特币，央行数字货币表现形式为加密字串，且具有唯一编号，交易要求“一次一密、一币一密”，数字货币加密字串在付款钱包与收款钱包中流转，来源币登记作废，去向币确权可用。因此，可以将来源币的加密字串视为交易输入(Input)，将去向币的加密字串视为交易输出(Output)，UTXO记账模式不仅可以记录与追溯数字货币交易链条及其现金流向，杜绝重花，而且，可以聚合计算每个钱包的余额，预防和稽核中心化账户可能出现的误差。
在网络恢复后，付款钱包与收款钱包分别通过其通讯模块自动将其确认交易信息上传并下载对方上传的确认交易信息，以在线记入和在线同步区块链UTXO账本。通讯模块的该功能是基于手机的如3G或4G通信功能实现的。具体来说，付款钱包与收款钱包在离线交易完成后，如付款钱包先网络恢复，此时，付款钱包的通讯模块就自动将付款钱包的确认交易信息上传，进而在线记入区块链UTXO账本；当收款钱包的网络恢复后，收款钱包的通讯模块除了将其确认交易信息进行上传之外，还从区块链UTXO账本下载付款钱包上传的确认交易信息，同样，在收款钱包的通讯模块除了将其确认交易信息上传完成后，付款钱包的通讯模块从区块链UTXO账本下载收款钱包上传的确认交易信息，从而完成在线记入和在线同步区块链UTXO账本。
本发明实施例的移动终端包括手机，通讯模块基于手机的近场通讯技术和用户指令实现双离线时付款钱包与收款钱包之间的交易数据传输。
本发明实施例的交易模块还支持单离线和在线交易模式，从而具有在线交易支付、单离线交易支付和双离线交易支付这三种交易模式，交易模块并可自动生成三种交易模式对应的交易列表和汇总生成可溯源的交易总表。
为了对数字货币钱包进行实名制认证和提高交易的安全性，本发明实施例的双离线交易数据还包括耦合信息、认证证书和用户借记卡所属账户银行公钥，耦合信息由数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联时生成，认证证书由用户借记卡所属账户银行私钥为耦合信息签发生成，收款钱包在收到双离线交易数据时，也就收到了耦合信息、认证证书和用户借记卡所属账户银行公钥，进而收款钱包就可以以用户借记卡所属账户银行公钥验证耦合信息与认证证书是否匹配，来对付款钱包是否已实名认证进行验证。
基于以上实施例，本领域技术人员可以理解，本发明实施例还提供了一种数字货币双离线支付方法，包括：
将数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联，使得所述数字货币钱包存款与借记卡存款可双向兑换并存储。用户可以将借记卡存款1:1兑换为数字货币并且存储在该钱包中，支持用户在移动终端上同步可视数字货币图像(如数字货币的Logo)，反之，用户可以将该钱包中数字货币1:1兑换为银行存款存储在借记卡银行账户中。实名制的手机号码可以作为该钱包的账号，交易时保护隐私、匿名可控。
付款钱包在双离线交易时生成双离线交易信息。其中，双离线交易信息包括转账数字货币和金额、付款者账号、收款者账号、交易时间和付款者私钥签名。
基于近场通讯技术和用户指令使付款钱包与收款钱包之间在双离线时进行交易数据传输，并将付款钱包中的数字货币加密字串和双离线交易信息实时同步加密生成双离线交易数据，且将双离线交易数据发送至收款钱包。
收款钱包接收到双离线交易数据后予以确认，并向付款钱包返回确认交易信息。其中，确认交易信息包括付款方发送的双离线交易数据、收款者账号和收款方的私钥签名。双离线交易数据和确认交易信息可以通过某种加密算法(例如SM3)，利用交易双方的私钥，对双离线交易数据和确认交易信息分别进行加密签名。对同一笔交易，交易双方都能获得对方的签名信息。另外，通讯模块同时支持多笔双离线交易。
根据双离线交易信息更新账户金额；
网络恢复后，付款钱包与收款钱包分别通过其通讯模块自动将其确认交易信息上传并下载对方上传的确认交易信息，以在线记入和在线同步区块链UTXO账本。通讯模块的该功能是基于手机的如3G或4G通信功能实现的。具体来说，付款钱包与收款钱包在离线交易完成后，如付款钱包先网络恢复，此时，付款钱包的通讯模块就自动将付款钱包的确认交易信息上传，进而在线记入区块链UTXO账本；当收款钱包的网络恢复后，收款钱包的通讯模块除了将其确认交易信息进行上传之外，还从区块链UTXO账本下载付款钱包上传的确认交易信息，同样，在收款钱包的通讯模块除了将其确认交易信息上传完成后，付款钱包的通讯模块从区块链UTXO账本下载收款钱包上传的确认交易信息，从而完成在线记入和在线同步区块链UTXO账本。
还可以以人民银行和商业银行构建区块链的联盟链，以数字货币钱包作为该联盟链上轻节点，用户双离线交易的双方报文信息分别经过加密签名和自动关联时间戳及交易指针，实时生成双离线交易区块，异步上链存证，完成交易双方数据互为备份。加密算法对交易的签名信息，保障了交易任何一方，对上链之前的数据不可单独伪造和篡改；上链存证的信息，确保付款钱包和收款钱包交易数据一致并不可伪造和篡改。通过区块链浏览器可以精准查询追溯每一笔双离线交易数字货币金额、编号、来源币、去向币和交易双方的钱包账户。
为了对数字货币钱包进行实名制认证和提高交易的安全性，本发明实施例的双离线交易数据还包括耦合信息、认证证书和用户借记卡所属账户银行公钥，耦合信息由数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联时生成，认证证书由用户借记卡所属账户银行私钥为耦合信息签发生成，收款钱包在收到双离线交易数据时，也就收到了耦合信息、认证证书和用户借记卡所属账户银行公钥，进而收款钱包就可以以用户借记卡所属账户银行公钥验证耦合信息与认证证书是否匹配，来对付款钱包是否已实名认证进行验证。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种数字货币钱包，其特征在于，包括：
耦合模块，用以将数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联，使得所述数字货币钱包存款与借记卡存款可双向兑换并存储；
交易模块，支持双离线交易模式，用以在双离线交易时生成双离线交易信息；
通讯模块，用以使付款钱包与收款钱包在双离线时进行交易数据传输，并将付款钱包中的数字货币加密字串和双离线交易信息实时同步加密生成双离线交易数据，且将所述双离线交易数据发送至收款钱包予以确认，所述通讯模块还用以接收收款钱包返回的确认交易信息；
UTXO记账模块，在通讯模块发出或收到确认交易信息后，根据双离线交易数据更新其账户金额；
所述通讯模块还用以在网络恢复后上传本方的确认交易信息和下载对方上传的确认交易信息，以在线记入和在线同步区块链UTXO账本。
2.根据权利要求1所述的数字货币钱包，其特征在于，所述移动终端包括手机，所述通讯模块基于手机的近场通讯技术和用户指令实现双离线时付款钱包与收款钱包之间的交易数据传输。
3.根据权利要求1所述的数字货币钱包，其特征在于，所述双离线交易信息包括转账数字货币和金额、付款者账号、收款者账号、交易时间和付款者私钥签名。
4.根据权利要求3所述的数字货币钱包，其特征在于，所述确认交易信息包括付款方发送的双离线交易数据、收款者账号和收款方的私钥签名。
5.根据权利要求1所述的数字货币钱包，其特征在于，所述交易模块还支持单离线和在线交易模式，并可自动生成三种交易模式对应的交易列表和汇总生成可溯源的交易总表。
6.根据权利要求1所述的数字货币钱包，其特征在于，所述通讯模块同时支持多笔双离线交易。
7.根据权利要求1所述的数字货币钱包，其特征在于，所述双离线交易数据还包括耦合信息、认证证书和用户借记卡所属账户银行公钥，所述耦合信息由数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联时生成，所述认证证书由用户借记卡所属账户银行私钥为所述耦合信息签发生成，所述收款钱包在收到双离线交易数据时以用户借记卡所属账户银行公钥验证耦合信息与认证证书是否匹配，以对付款钱包是否已实名认证进行验证。
8.一种数字货币双离线支付方法，其特征在于，包括：
将数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联，使得所述数字货币钱包存款与借记卡存款可双向兑换并存储；
付款钱包在双离线交易时生成双离线交易信息；
基于近场通讯技术和用户指令使付款钱包与收款钱包之间在双离线时进行交易数据传输，并将付款钱包中的数字货币加密字串和双离线交易信息实时同步加密生成双离线交易数据，且将所述双离线交易数据发送至收款钱包；
收款钱包接收到双离线交易数据后予以确认，并向付款钱包返回确认交易信息；
根据双离线交易数据更新账户金额；
网络恢复后，所述付款钱包与收款钱包分别通过其通讯模块自动将其确认交易信息上传并下载对方上传的确认交易信息，以在线记入和在线同步区块链UTXO账本。
9.根据权利要求8所述的数字货币双离线支付方法，其特征在于，以人民银行和商业银行构建区块链的联盟链，以数字货币钱包作为该联盟链上轻节点，用户双离线交易的双方报文信息分别经过加密签名和自动关联时间戳及交易指针，实时生成双离线交易区块，异步上链存证，完成交易双方数据互为备份。
10.根据权利要求8所述的数字货币双离线支付方法，其特征在于，所述双离线交易数据还包括耦合信息、认证证书和用户借记卡所属账户银行公钥，所述耦合信息由数字货币钱包与用户借记卡银行账户进行松耦合关联时生成，所述认证证书由用户借记卡所属账户银行私钥为所述耦合信息签发生成，所述收款钱包在收到双离线交易数据时以用户借记卡所属账户银行公钥验证耦合信息与认证证书是否匹配，以对付款钱包是否已实名认证进行验证。
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