CN111369248B - 一种基于区块链技术的数字产品安全交易方法和系统 - Google Patents

一种基于区块链技术的数字产品安全交易方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种基于区块链技术的数字产品安全交易方法及实现该方法的系统，解决了数字化商品交易过程中的权益保障问题，从商品提供方角度而言，通过数字水印技术和一次非对称加密确认商品的所有权，从商品需求方角度而言，通过对称加密确保商品在传输过程中可有效防止恶意攻击，保证商品真实有效，通过二次非对称加密保证商品仅能被商品需求方有效访问，交易一旦完成，整个交易信息上传到区块链，不可人为篡改，交易记录可查，可用于事后追责。本发明利用区块链技术，结合数字水印，从确权、用权、维权三个角度保障数据安全，可以提高数字化商品交易过程中的安全性，保障数字化商品的所有权，有效避免交易后买卖双方可能产生的法律纠纷。

Description

一种基于区块链技术的数字产品安全交易方法和系统
技术领域
本发明属于计算机安全技术领域，涉及区块链技术，具体涉及一种基于区块链技术的数字产品安全交易方法及实现该方法的系统。
背景技术
随着网络技术的日益发展，数字产品的网络交易量逐年大幅度提升。数字产品在网上交易和传送过程中，数字信息极易被篡改、复制与散布；因此，如何对其进行保护是一个重要问题。现有技术中的数据交易方法，仅使用传统的数字水印技术在数据维权角度有所贡献，缺少全方位、多角度的对于数字产品及其交易过程的管控。经过分析，我们发现现有实现方法仅简单完成商品的交付，缺乏考虑交付过程中安全问题和权益保障问题，主要表现在以下方面：
目前的交易流程中在交易前直接对接数字产品需求方，按需提供数字产品，缺乏对于需求方、合作方的资质审核、需求审核；仅为数字产品添加水印来确认提供方，未对数字产品进行细致的确权工作，未明确并区分所属权、销售权。
在交易过程中，对交易内容进行加密，缺乏一套成体系的完整加密方案、传输方案、交易确认方法和交易记录机制；数字提取时，所需管理员权限不明确，同时交易时不做其他说明，过程中未明确数据使用范围与场景，而是将数字产品交予需求方完成交易并记录即可。这样不利于确认和维护需求方的合法使用权利，也容易造成提供方利益受损。
在交易完成后，对数字产品交易进行溯源的成本和难度较大。在数据提供方权利受到侵犯时，数字产品遭到泄露、倒卖时，难以较快地确认相关责任方；需求方权益受到侵犯时，数据不完整、不真实时，处于弱势的需求方难以拿出有力的证据或证明。
发明内容
为解决企业数据产品交易过程中存在泄露、倒卖的风险，交易流程管控与数据安全及隐私保护得不到保证等一系列问题，本发明提出了一种基于区块链技术的数字产品安全交易方法及实现该方法的系统，基于区块链的数据交易方法，通过建立私有链和联盟链，可以有效结合数字水印、安全审计等技术方法，实现对于数据交易的全过程管理与控制，保证数字产品确权、用权、维权工作快速有效实施。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
基于区块链技术的数字产品安全交易方法，包括如下步骤：
步骤1，商品需求方付款完成向系统发出数据请求信息，调用智能合约模块；
步骤2，智能合约模块将商品需求方信息、商品需求信息，发送到数据库模块中的商品数据库模块；
步骤3，商品数据库模块根据商品需求信息向数字水印模块发送数字商品、商品提供方信息和使用范围信息；
步骤4，数字水印模块将商品提供方信息和商品使用范围信息以数据水印形式标识到数字商品中；数字水印模块将含水印的数字商品传输到对称加密子模块；
步骤5，将含水印的数字商品进行哈希运算形成第一哈希值，并将第一哈希值传输到非对称加密子模块等待处理；
步骤6，对称加密子模块使用生成的对称加密密钥对含水印的数字商品进行加密，形成第一密文，并将对称加密密钥传输到非对称加密子模块等待处理；
步骤7，非对称加密子模块生成商品提供方密钥对和商品需求方密钥对；非对称加密模块使用商品提供方私钥将第一哈希值和对称加密密钥加密形成第二密文；商品需求方私钥被发送至商品需求方；
步骤8，非对称加密模块使用商品需求方公钥对第二密文进行加密形成第三密文；
步骤9，将第一密文和第三密文形成密文包发送到商品需求方；
步骤10，数据库模块中的交易数据库模块生成商品交易记录并在交易数据库中进行存储；
步骤11，数据库模块将商品交易记录信息上传至区块链模块。
进一步的，所述商品交易记录是根据如下数据生成的：智能合约模块传输的商品需求方信息、商品需求信息，商品数据库模块传输的商品提供方信息、使用范围信息和数字水印模块传输的含水印的数字产品的第一哈希值以及数字水印信息。
进一步的，所述商品提供方密钥对包括商品提供方公钥和商品提供方私钥，商品需求方密钥对包括商品需求方公钥和商品需求方私钥。
进一步的，本发明方法还包括商品需求方解密和验证步骤如下：
步骤1，商品需求方首先使用商品需求方私钥将密文包中的第三密文解密为第二密文；
步骤2，再用商品提供方公钥将第二密文解密还原为第一哈希值和对称加密密钥；
步骤3，随后使用对称加密密钥对密文包中的第一密文进行解密得到含水印的数字商品；
步骤4，并对含水印的数字商品进行哈希运算得到第二哈希值，若第一哈希值与第二哈希值相同，则表明数据来源可靠且未被篡改，是可信的，若不相等，则不可信。
一种基于区块链技术的数字产品安全交易系统，包括智能合约模块、哈希运算模块、加密模块、数据库模块、区块链模块以及数字水印模块；
所述智能合约模块用于将商品需求方信息、商品需求信息，发送到数据库模块中的商品数据库模块；
数字水印模块用于将商品提供方信息和商品使用范围信息以数据水印形式标识到数字商品中；并将含水印的数字商品传输到对称加密子模块；
哈希运算模块用于将含水印的数字商品进行哈希运算形成第一哈希值，并将第一哈希值传输到非对称加密子模块和交易数据库模块；
数据库模块包含商品数据库模块和交易信息数据库模块；所述商品数据库模块用于根据商品需求信息向数字水印模块发送数字商品、商品提供方信息和使用范围信息；所述交易数据库模块用于生成商品交易记录并在交易数据库中进行存储；数据库模块还用于将商品交易记录信息上传至区块链模块；
加密模块包括对称加密子模块和非对称加密子模块；
对称加密子模块用于使用生成的对称加密密钥对含水印的数字商品进行加密，形成第一密文，并将对称加密密钥传输到非对称加密子模块；
非对称加密子模块用于生成商品提供方密钥对和商品需求方密钥对；将商品需求方私钥发送至商品需求方；使用商品提供方私钥将第一哈希值和对称加密密钥加密形成第二密文；使用商品需求方公钥对第二密文进行加密形成第三密文；
区块链模块用于接收商品交易记录信息。
进一步的，所述交易数据库模块根据如下数据生成商品交易记录：智能合约模块传输的商品需求方信息、商品需求信息，商品数据库模块传输的商品提供方信息、使用范围信息和数字水印模块传输的含水印的数字产品的第一哈希值以及数字水印信息。
进一步的，所述商品交易记录包括：商品需求方信息、商品提供方信息、数字产品哈希值以及数字水印信息。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
1.本发明利用区块链技术，提供可靠的数字产品交易管理方法和系统，结合数字水印，从确权、用权、维权三个角度保障数据安全，可以提高数字化商品交易过程中的安全性，保障数字化商品的所有权，有效避免交易后买卖双方可能产生的法律纠纷。
2.本发明能够有效解决数字化商品在交易过程中的安全问题，保障数字化商品的所有权和商品有效性，将商品交易记录上链提高交易可审计性，并有效避免交易后可能产生的法律纠纷；充分考虑到非对称加密和对称加密的性能，非对称加密速度慢、代价高不适合对大量数据进行加密，本交易方法仅对商品哈希值和对称加密的密钥进行二次非对称加密分别保障商品的所有权和使用权，对商品则使用性能较好的对称加密方法，两种加密方法混合使用则兼顾权益保障和处理速度。
3.本发明解决了数字化商品交易过程中的权益保障问题，从商品提供方角度而言，通过数字水印技术和一次非对称加密确认商品的所有权，从商品需求方角度而言，通过对称加密确保商品在传输过程中可有效防止恶意攻击，保证商品真实有效，通过二次非对称加密保证商品仅能被商品需求方有效访问，交易一旦完成，整个交易信息上传到区块链，不可人为篡改，交易记录可查，可用于事后追责。
附图说明
图1为本发明提供的基于区块链技术的数字产品安全交易方法流程图。
图2为商品需求方进行商品解密和完整性验证流程图。
图3为应用本发明方法的系统架构示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
如图3所示，在使用本发明方法和系统前，首先各分公司(商品需求方)需自动注册为系统会员，不定期将可以出售的数据以及数据描述发送到系统，系统对分公司的数据进行审核，审核通过后发送到数字水印中心为数据标识，并上传到系统数据库。商品需求方需要先经过资质审核，审核通过后方能购买商品，购买时根据商品描述信息按照指定格式发送指令到系统，系统返回商品价格及付款方式，收到付款后，系统根据指令执行下述基于区块链技术的数字产品安全交易方法。
基于区块链技术的数字产品安全交易方法，其流程如图1所示，包括如下步骤：
步骤1，商品需求方B付款完成向系统发出数据请求信息，调用智能合约模块；
步骤2，智能合约模块将商品需求方信息、商品需求信息，发送到数据库模块中的商品数据库模块；
步骤3，商品数据库模块根据商品需求信息向数字水印模块发送数字商品、商品提供方信息和使用范围信息；
步骤4，数字水印模块将商品提供方信息和商品使用范围信息以数据水印形式标识到数字商品中；数字水印模块将含水印的数字商品P传输到对称加密子模块；
步骤5，哈希运算模块将含水印的数字商品进行哈希运算形成哈希值H1，并将H1传输到非对称加密子模块等待处理，H1也被传输至交易数据库模块中；
步骤6，对称加密子模块使用生成的密钥K1对含水印的数字商品P进行加密，形成密文M1，并将密钥K1传输到非对称加密子模块等待处理；
步骤7，非对称加密子模块生成商品提供方密钥对KP1和商品需求方密钥对KP2；KP1中包含公钥GK1和私钥SK1，KP2中包含公钥GK2和私钥SK2；非对称加密模块使用私钥SK1将哈希值H1和对称加密密钥K1加密形成密文M2；私钥SK2被发送至商品需求方B；
步骤8，非对称加密模块使用公钥GK2对密文M2进行加密形成密文M3；
步骤9，将M1和M3形成密文包M4发送到商品需求方B；
步骤10，数据库模块中的交易数据库模块根据智能合约模块传输的商品需求方信息、商品需求信息，商品数据库模块传输的商品提供方信息、使用范围信息和数字水印模块传输的含水印的数字产品的哈希值H1以及数字水印信息，生成商品交易记录并在交易数据库中进行存储；
步骤11，数据库模块将商品交易记录信息上传至区块链模块；商品交易记录信息包括商品需求方信息、商品提供方信息、数字产品哈希值以及数字水印信息。
如图2所示，商品需求方B在接收到密文包M4后执行如下步骤进行商品解密和完整性验证：
步骤1，商品需求方B首先使用私钥SK2将M4中的M3解密为M2；
步骤2，再用公钥GK1将M2解密还原为哈希值H1和对称加密密钥K1；
步骤3，随后使用K1对M4中的M1进行解密得到含水印的数字商品P；
步骤4，并对P进行哈希运算得到哈希值H2，若H1与H2相同，则表明数据来源可靠且未被篡改，是可信的，若不相等，则不可信；
本发明还提供了一种基于区块链技术的数字产品安全交易系统，包括智能合约模块、哈希运算模块、加密模块、数据库模块、区块链模块以及数字水印模块。
其中，智能合约模块用于建立一套以数字形式定义的承诺，在系统中，当后台收到商品需求方的付款时，视为条件触发，智能合约模块用于将商品需求方信息、商品需求信息，发送到数据库模块中的商品数据库模块。
数字水印模块用于将商品提供方信息和商品使用范围信息以数据水印形式标识到数字商品中；数字水印模块将含水印的数字商品P传输到对称加密子模块。
哈希运算模块用于将含水印的数字商品进行哈希运算形成哈希值H1，并将H1传输到非对称加密子模块和交易数据库模块。
数据库模块包含商品数据库模块和交易信息数据库模块。商品数据库模块用于根据商品需求信息向数字水印模块发送数字商品、商品提供方信息和使用范围信息；交易数据库模块用于根据智能合约模块传输的商品需求方信息、商品需求信息，商品数据库模块传输的商品提供方信息、使用范围信息和数字水印模块传输的含水印的数字产品的哈希值H1以及数字水印信息，生成商品交易记录并在交易数据库中进行存储。数据库模块用于将商品交易记录信息上传至区块链模块。
加密模块包括对称加密子模块和非对称加密子模块。
对称加密子模块用于使用生成的密钥K1对含水印的数字商品P进行加密，形成密文M1，并将密钥K1传输到非对称加密子模块。
非对称加密子模块用于生成商品提供方密钥对KP1和商品需求方密钥对KP2；将商品需求方密钥对中的私钥SK2发送至商品需求方B。使用私钥SK1将哈希值H1和对称加密密钥K1加密形成密文M2；使用公钥GK2对密文M2进行加密形成密文M3。
区块链模块用于接收商品交易记录信息，包括商品需求方信息、商品提供方信息、数字产品哈希值以及数字水印信息。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.基于区块链技术的数字产品安全交易方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，商品需求方付款完成向系统发出数据请求信息，调用智能合约模块；
步骤2，智能合约模块将商品需求方信息、商品需求信息，发送到数据库模块中的商品数据库模块；
步骤3，商品数据库模块根据商品需求信息向数字水印模块发送数字商品、商品提供方信息和使用范围信息；
步骤4，数字水印模块将商品提供方信息和商品使用范围信息以数据水印形式标识到数字商品中；数字水印模块将含水印的数字商品传输到对称加密子模块；
步骤5，将含水印的数字商品进行哈希运算形成第一哈希值，并将第一哈希值传输到非对称加密子模块等待处理；
步骤6，对称加密子模块使用生成的对称加密密钥对含水印的数字商品进行加密，形成第一密文，并将对称加密密钥传输到非对称加密子模块等待处理；
步骤7，非对称加密子模块生成商品提供方密钥对和商品需求方密钥对；非对称加密模块使用商品提供方私钥将第一哈希值和对称加密密钥加密形成第二密文；商品需求方私钥被发送至商品需求方；
步骤8，非对称加密模块使用商品需求方公钥对第二密文进行加密形成第三密文；
步骤9，将第一密文和第三密文形成密文包发送到商品需求方；
步骤10，数据库模块中的交易数据库模块生成商品交易记录并在交易数据库中进行存储；
步骤11，数据库模块将商品交易记录信息上传至区块链模块。
2.根据权利要求1所述的基于区块链技术的数字产品安全交易方法，其特征在于，所述商品交易记录是根据如下数据生成的：智能合约模块传输的商品需求方信息、商品需求信息，商品数据库模块传输的商品提供方信息、使用范围信息和数字水印模块传输的含水印的数字产品的第一哈希值以及数字水印信息。
3.根据权利要求1所述的基于区块链技术的数字产品安全交易方法，其特征在于，所述商品提供方密钥对包括商品提供方公钥和商品提供方私钥，商品需求方密钥对包括商品需求方公钥和商品需求方私钥。
4.根据权利要求1所述的基于区块链技术的数字产品安全交易方法，还包括商品需求方解密和验证步骤如下：
步骤1，商品需求方首先使用商品需求方私钥将密文包中的第三密文解密为第二密文；
步骤2，再用商品提供方公钥将第二密文解密还原为第一哈希值和对称加密密钥；
步骤3，随后使用对称加密密钥对密文包中的第一密文进行解密得到含水印的数字商品；
步骤4，并对含水印的数字商品进行哈希运算得到第二哈希值，若第一哈希值与第二哈希值相同，则表明数据来源可靠且未被篡改，是可信的，若不相等，则不可信。
5.基于区块链技术的数字产品安全交易系统，其特征在于，包括智能合约模块、哈希运算模块、加密模块、数据库模块、区块链模块以及数字水印模块；
所述智能合约模块用于将商品需求方信息、商品需求信息，发送到数据库模块中的商品数据库模块；
数字水印模块用于将商品提供方信息和商品使用范围信息以数据水印形式标识到数字商品中；并将含水印的数字商品传输到对称加密子模块；
哈希运算模块用于将含水印的数字商品进行哈希运算形成第一哈希值，并将第一哈希值传输到非对称加密子模块和交易数据库模块；
数据库模块包含商品数据库模块和交易信息数据库模块；所述商品数据库模块用于根据商品需求信息向数字水印模块发送数字商品、商品提供方信息和使用范围信息；所述交易数据库模块用于生成商品交易记录并在交易数据库中进行存储；数据库模块还用于将商品交易记录信息上传至区块链模块；
加密模块包括对称加密子模块和非对称加密子模块；
对称加密子模块用于使用生成的对称加密密钥对含水印的数字商品进行加密，形成第一密文，并将对称加密密钥传输到非对称加密子模块；
非对称加密子模块用于生成商品提供方密钥对和商品需求方密钥对；将商品需求方私钥发送至商品需求方；使用商品提供方私钥将第一哈希值和对称加密密钥加密形成第二密文；使用商品需求方公钥对第二密文进行加密形成第三密文；
区块链模块用于接收商品交易记录信息。
6.根据权利要求5所述的基于区块链技术的数字产品安全交易系统，其特征在于，所述交易数据库模块根据如下数据生成商品交易记录：智能合约模块传输的商品需求方信息、商品需求信息，商品数据库模块传输的商品提供方信息、使用范围信息和数字水印模块传输的含水印的数字产品的第一哈希值以及数字水印信息。
7.根据权利要求5所述的基于区块链技术的数字产品安全交易系统，其特征在于，所述商品交易记录包括：商品需求方信息、商品提供方信息、数字产品哈希值以及数字水印信息。
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