CN111343155A - 基于区块链的信息加密系统 - Google Patents

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CN111343155A
CN111343155A CN202010086166.5A CN202010086166A CN111343155A CN 111343155 A CN111343155 A CN 111343155A CN 202010086166 A CN202010086166 A CN 202010086166A CN 111343155 A CN111343155 A CN 111343155A
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Abstract

本申请涉及一种基于区块链的信息加密系统，其特征在于，包括：区块生成模块，用于生成新的区块，本模块由房东来承担；背书模块，用于为新区块背书，本模块由监管机构承担；广播竞争模块，用于通过广播竞争验证新区块是否合法；添加模块，用于将验证获得足够数量背书和验证合法的新区块加入本地区块链；出块机会判断模块，用于向区块生成模块请求出块，本模块由房客来承担，出块机会判断模块与区块生成模块之间的通信采用第二加密方法。

Description

基于区块链的信息加密系统
技术领域
本申请涉及下一代信息网络产业技术领域，尤其涉及一种基于区块链的信息加密系统。
背景技术
房屋出租行业正在蓬勃发展，然而有个很大的问题是如何实现安全通信。一方面，房客和房东之间要解决相互信任的问题，确保信息能够真实地相互传达；另一方面，房东与相关部门例如税务局派出所等之间要解决监管的问题，确保出租房信息和租客信息能及时并真实地上传给税务局派出所。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种基于区块链的信息加密系统。
根据本申请实施例，提供了一种基于区块链的信息加密系统，其特征在于，包括：
区块生成模块，用于生成新的区块，本模块由房东来承担；
背书模块，用于为新区块背书，本模块由监管机构承担；
广播竞争模块，用于通过广播竞争验证新区块是否合法；
添加模块，用于将验证获得足够数量背书和验证合法的新区块加入本地区块链；
出块机会判断模块，用于向区块生成模块请求出块，本模块由房客来承担，出块机会判断模块与区块生成模块之间的通信采用第二加密方法。
优选的，出块机会判断模块与区块生成模块之间的通信采用第二加密方法包括：
采集单元，用于采集房间信息C和订单信息D；
杂凑单元，用于将C和D进行杂凑，得到E0；
加签单元，用于采用主密钥PKEY对E0加签得到密文E。
优选的，杂凑单元包括：
条分单元，用于将C分成等长的n3个段，将每段内的数据按设定打乱构成MC×NC的矩阵XCi，i为1-n3；将D分成等长的n4个段，将每段内的数据按设定打乱构成MD×ND的矩阵XDi，i为1-n4；
拼合单元，用于将XCi和XDi按设定打乱后拼成U×V的矩阵E0。
优选的，采用主密钥PKEY对E0加签得到密文E包括：
根据椭圆加密算法，随机选择一组对偶正交基(F,F*)，其中
Figure BDA0002382122670000021
选取α1,α2←R zp，输出
Figure BDA0002382122670000022
选取两个随机数R1,R2∈zp；
生成
Figure BDA0002382122670000023
其中，
Figure BDA0002382122670000024
为异或运算，ID为采集的操作员的生物信息。
优选的，出块机会判断模块与区块生成模块之间的通信采用第二加密方法包括：
利用预存的发来所述密文E的房客的ID、以及主公钥MPK，采用椭圆加密算法生成密钥KEY。
优选的，采用椭圆加密算法生成密钥KEY包括：
Figure BDA0002382122670000025
其中，
随机选择一组对偶正交基(F,F*)，其中
Figure BDA0002382122670000031
Figure BDA0002382122670000032
选取α1,α2←R zp，
得到主公钥
Figure BDA0002382122670000033
优选的，采用密钥KEY将密文E采用椭圆加密算法解密得到E0，包括：
从E中获取{H0,H1}；
执行
Figure BDA0002382122670000034
的逆运算，得到
Figure BDA0002382122670000035
和ID；
如果得到的ID与预存的ID一致，则确定获得的E为真；
用预存的对应于ID的XCi对
Figure BDA0002382122670000036
做逆运算，得到XDi。
优选的，出块机会判断模块与区块生成模块之间的通信采用第二加密方法包括：
按照第一预设对XDi逆运算得到明文D。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本发明提供了一种基于区块链的信息加密系统，利用区块链具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点，从而可以解决租房行业的监管问题，以及房客和房东之间的互信问题。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种基于区块链的信息加密系统的示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不只是所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征值“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
图1是根据一示例性实施例示出的一种基于区块链的信息加密系统的示意图。参照图1，其包括：
区块生成模块104，用于生成新的区块，本模块由房东来承担；
背书模块106，用于为新区块背书，本模块由监管机构承担，背书模块106与区块生成模块104之间的通信采用第一加密方法；
广播竞争模块108，用于通过广播竞争验证新区块是否合法；
添加模块112，用于将验证获得足够数量背书和验证合法的新区块加入本地区块链；
出块机会判断模块102，用于向区块生成模块104请求出块，本模块由房客来承担。
从科技层面来看，区块链涉及数学、密码学、互联网和计算机编程等很多科学技术问题。从应用视角来看，简单来说，区块链是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。这些特点保证了区块链的“诚实”与“透明”，为区块链创造信任奠定基础。而区块链丰富的应用场景，基本上都基于区块链能够解决信息不对称问题，实现多个主体之间的协作信任与一致行动。
区块链技术具有去中心化、开放性、独立性、安全性、匿名性的特点。本实施例提供了一种基于区块链的信息加密系统，利用区块链具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点，从而可以解决租房行业的监管问题。
本实施例既能保证租客隐私安全，又能确保房东收费安全，还能实现政府有效监管。
优选的，背书模块与区块生成模块之间的通信采用第一加密方法包括：
采集单元，用于采集房东信息A和房客信息B；
杂凑单元，用于将A和B进行杂凑，得到E0；
加签单元，用于采用主密钥PKEY对E0加签得到密文E。
本加密方法将采集房东信息A和房客信息B进行了双重加密，既采用了密钥方案，又独特设计了杂凑方案，从而显著地提高了安全性，并且能全面地保护房东信息A和房客信息B。
优选的，杂凑单元包括：
条分单元，用于将A分成等长的n1个段，将每段内的数据按设定打乱构成MA×NA的矩阵XAi，i为1-n1；将B分成等长的n2个段，将每段内的数据按设定打乱构成MB×NB的矩阵XBi，i为1-n2；；
拼合单元，用于将XAi和XBi按设定打乱后拼成U×V的矩阵E0。
本优选实施例设计了独特的杂凑方案，并且算法简单，从而大幅提高了安全性和运算效率。
优选的，采用主密钥PKEY对E0加签得到密文E包括：
根据椭圆加密算法，随机选择一组对偶正交基(F,F*)，其中
Figure BDA0002382122670000051
选取α1,α2←R zp，输出
Figure BDA0002382122670000061
选取两个随机数R1,R2∈zp；
生成
Figure BDA0002382122670000062
其中，
Figure BDA0002382122670000063
为异或运算，ID为采集的操作员的生物信息。
该实施例的加密安全性很高，并且数据传输量不大，根据现场实践，能够与区块链技术很好地结合。
优选的，背书模块与区块生成模块之间的通信采用第一加密方法包括：
利用预存的发来所述密文E的房东的ID、以及主公钥MPK，采用椭圆加密算法生成密钥KEY。
优选的，采用椭圆加密算法生成密钥KEY包括：
Figure BDA0002382122670000064
其中，
随机选择一组对偶正交基(F,F*)，其中
Figure BDA0002382122670000065
Figure BDA0002382122670000066
选取α1,α2←R Zp，
得到主公钥
Figure BDA0002382122670000067
本实施例针对上述的加密算法提供了相应的解密算法。
优选的，采用密钥KEY将密文E采用椭圆加密算法解密得到E0，包括：
从E中获取{H0,H1}；
执行
Figure BDA0002382122670000071
的逆运算，得到
Figure BDA0002382122670000072
和ID；
如果得到的ID与预存的ID一致，则确定获得的E为真；
用预存的对应于ID的XAi对
Figure BDA0002382122670000073
做逆运算，得到XBi。
通过本优选实施例，监管机构能够利用区块链技术有效地获取房客杂凑信息。
优选的，背书模块与区块生成模块之间的通信采用第一加密方法包括：
按照第一预设对XBi逆运算得到明文B。
本优选实施例可以利用独特设计进一步将杂凑数据XBi解密得到明文的房客信息，从而使得监管机构可以进行有效地监管。
图1是根据一示例性实施例示出的一种基于区块链的信息加密系统的示意图。参照图1，其包括：
区块生成模块104，用于生成新的区块，本模块由房东来承担；
背书模块106，用于为新区块背书，本模块由监管机构承担；
广播竞争模块108，用于通过广播竞争验证新区块是否合法；
添加模块112，用于将验证获得足够数量背书和验证合法的新区块加入本地区块链；
出块机会判断模块102，用于向区块生成模块104请求出块，本模块由房客来承担，出块机会判断模块102与区块生成模块104之间的通信采用第二加密方法。
从科技层面来看，区块链涉及数学、密码学、互联网和计算机编程等很多科学技术问题。从应用视角来看，简单来说，区块链是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。这些特点保证了区块链的“诚实”与“透明”，为区块链创造信任奠定基础。而区块链丰富的应用场景，基本上都基于区块链能够解决信息不对称问题，实现多个主体之间的协作信任与一致行动。
区块链技术具有去中心化、开放性、独立性、安全性、匿名性的特点。本实施例提供了一种基于区块链的信息加密系统，利用区块链具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点，从而可以解决租房行业的房客和房东之间的互信问题。
本实施例既能保证租客隐私安全，又能确保房东收费安全，还能实现政府有效监管。
优选的，出块机会判断模块与区块生成模块之间的通信采用第二加密方法包括：
采集单元，用于采集房间信息C和订单信息D；
杂凑单元，用于将C和D进行杂凑，得到E0；
加签单元，用于采用主密钥PKEY对E0加签得到密文E。
本加密方法将采集房间信息C和订单信息D进行了双重加密，既采用了密钥方案，又独特设计了杂凑方案，从而显著地提高了安全性，并且能全面地保护房间信息C和订单信息D。
优选的，杂凑单元包括：
条分单元，用于将C分成等长的n3个段，将每段内的数据按设定打乱构成MC×NC的矩阵XCi，i为1-n3；将D分成等长的n4个段，将每段内的数据按设定打乱构成MD×ND的矩阵XDi，i为1-n4；
拼合单元，用于将XCi和XDi按设定打乱后拼成U×V的矩阵E0。
本优选实施例设计了独特的杂凑方案，并且算法简单，从而大幅提高了安全性和运算效率。
优选的，采用主密钥PKEY对E0加签得到密文E包括：
根据椭圆加密算法，随机选择一组对偶正交基(F,F*)，其中
Figure BDA0002382122670000081
选取α1,α2←R Zp，输出
Figure BDA0002382122670000091
选取两个随机数R1,R2∈zp；
生成
Figure BDA0002382122670000092
其中，
Figure BDA0002382122670000093
为异或运算，ID为采集的操作员的生物信息。
该实施例的加密安全性很高，并且数据传输量不大，根据现场实践，能够与区块链技术很好地结合。
优选的，背书模块与区块生成模块之间的通信采用第一加密方法包括：
利用预存的发来所述密文E的房客的ID、以及主公钥MPK，采用椭圆加密算法生成密钥KEY。
优选的，采用椭圆加密算法生成密钥KEY包括：
Figure BDA0002382122670000094
其中，
随机选择一组对偶正交基(F,F*)，其中
Figure BDA0002382122670000095
Figure BDA0002382122670000096
选取α1,α2←R zp，
得到主公钥
Figure BDA0002382122670000097
本实施例针对上述的加密算法提供了相应的解密算法。
优选的，采用密钥KEY将密文E采用椭圆加密算法解密得到E0，包括：
从E中获取{H0,H1}；
执行
Figure BDA0002382122670000101
的逆运算，得到
Figure BDA0002382122670000102
和ID；
如果得到的ID与预存的ID一致，则确定获得的E为真；
用预存的对应于ID的XCi对
Figure BDA0002382122670000103
做逆运算，得到XDi。
通过本优选实施例，房东能够利用区块链技术有效地获取订单杂凑信息。
优选的，出块机会判断模块与区块生成模块之间的通信采用第二加密方法包括：
按照第一预设对XBi逆运算得到明文B。
本优选实施例可以利用独特设计进一步将杂凑数据XDi解密得到明文的订单信息，从而使得房东可以对房客的订单进行处理。
优选的，条分单元构成矩阵XAi包括：
均分第i段数据成N段；
对每段数据插入0或1补足到M长度，例如第i段数据均分如下
010011
100101
则补足成M长度为12位后如下：
101110101111
100000100010
然后将段内数据按照预设的规则重新排序；
最后将这N段数据按预设的规则重新排序后组成矩阵XAi。
本独特杂凑方法适合于监管机构对房东之间的预设规则，可以根据实际情况进行调整，并且运算简单，不影响区块链技术的实施。
优选的，条分单元构成矩阵XCi包括：
均分第i段数据成N段；
对每段数据插入0或1补足到M长度，例如第i段数据均分如下
010011
100101
则补足成M长度为12位后如下：
101110101111
100000100010
然后将段内数据按照预设的规则重新排序；
最后将这N段数据按预设的规则重新排序后组成矩阵XCi。
类似的，条分单元可以构成矩阵XBi和矩阵XDi。
优选的，对PKEY也采用上述杂凑方法进行杂凑。
优选的，如果PKEY经过了杂凑，则应当执行杂凑的逆运算，得到解除杂凑的PKEY。
通过杂凑与密钥技术的结合，本优选实施例进一步提高了租房信息系统基于区块链技术的安全性。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种基于区块链的信息加密系统，其特征在于，包括：
区块生成模块，用于生成新的区块，本模块由房东来承担；
背书模块，用于为新区块背书，本模块由监管机构承担；
广播竞争模块，用于通过广播竞争验证新区块是否合法；
添加模块，用于将验证获得足够数量背书和验证合法的新区块加入本地区块链；
出块机会判断模块，用于向区块生成模块请求出块，本模块由房客来承担，出块机会判断模块与区块生成模块之间的通信采用第二加密方法。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的信息加密系统，其特征在于，出块机会判断模块与区块生成模块之间的通信采用第二加密方法包括：
采集单元，用于采集房间信息C和订单信息D；
杂凑单元，用于将C和D进行杂凑，得到E0；
加签单元，用于采用主密钥PKEY对E0加签得到密文E。
3.根据权利要求2所述的基于区块链的信息加密系统，其特征在于，杂凑单元包括：
条分单元，用于将C分成等长的n3个段，将每段内的数据按设定打乱构成MC×NC的矩阵XCi，i为1-n3；将D分成等长的n4个段，将每段内的数据按设定打乱构成MD×ND的矩阵XDi，i为1-n4；
拼合单元，用于将XCi和XDi按设定打乱后拼成U×V的矩阵E0。
4.根据权利要求3所述的基于区块链的信息加密系统，其特征在于，采用主密钥PKEY对E0加签得到密文E包括：
根据椭圆加密算法，随机选择一组对偶正交基(F，F*)，其中
Figure FDA0002382122660000011
选取α1，α2←R zp，
输出
Figure FDA0002382122660000021
选取两个随机数R1，R2∈zp；
生成
Figure FDA0002382122660000022
其中，
Figure FDA0002382122660000023
为异或运算，ID为采集的操作员的生物信息。
5.根据权利要求4所述的基于区块链的信息加密系统，其特征在于，出块机会判断模块与区块生成模块之间的通信采用第二加密方法包括：
利用预存的发来所述密文E的房客的ID、以及主公钥MPK，采用椭圆加密算法生成密钥KEY。
6.根据权利要求5所述的基于区块链的信息加密系统，其特征在于，采用椭圆加密算法生成密钥KEY包括：
Figure FDA0002382122660000024
其中，
随机选择一组对偶正交基(F，F*)，其中
Figure FDA0002382122660000025
Figure FDA0002382122660000026
选取α1，α2←R zp，
得到主公钥
Figure FDA0002382122660000027
7.根据权利要求6所述的基于区块链的信息加密系统，其特征在于，采用密钥KEY将密文E采用椭圆加密算法解密得到E0，包括：
从E中获取{H0，H1}；
执行
Figure FDA0002382122660000028
的逆运算，得到
Figure FDA0002382122660000029
和ID；
如果得到的ID与预存的ID一致，则确定获得的E为真；
用预存的对应于ID的XCi对
Figure FDA0002382122660000031
做逆运算，得到xDi。
8.根据权利要求7所述的基于区块链的信息加密系统，其特征在于，出块机会判断模块与区块生成模块之间的通信采用第二加密方法包括：
按照第一预设对XDi逆运算得到明文D。
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