CN111510306B - 一种基于区块链的离线签名方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于区块链的离线签名方法及装置，所述方法包括：代理服务器接收云上业务系统发送的签名请求，并将所述签名请求暂存至本地数据库中；所述签名服务器主动询问所述代理服务器，以拉取代理服务器的本地数据库中的待签名请求；所述签名服务器根据所述待签名请求对所述未签名交易信息做签名操作，得到已签名交易信息，并将所述已签名交易信息发送给所述代理服务器；所述代理服务器将已签名交易信息发送给区块链上的节点，完成交易上链。本发明将保存私钥的签名服务器不直接和互联网连通，而是通过代理服务器间接与互联网连通，在时效性和安全性中做一个折中。

Description

一种基于区块链的离线签名方法及装置

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链的离线签名方法及装置。

背景技术

现有的计算机系统大都是中心化系统，即数据记录在中心数据库中的系统。而近几年区块链技术的发展，出现了很多去中心化的公链系统，比如比特币、以太坊等。这些公链都有其对应的数字货币，具备价值属性。中心化系统和公链系统对接实现价值转移的方式基本都是在中心化系统中产生相应的交易并且签名并发上链。签名过程中需要使用到账户的私钥，而区块链系统中，私钥是非常重要的东西，拥有私钥就等于拥有该地址对应的所有数字资产。因此对私钥的保护，防止其泄露是对应系统设计的重中之重。

现有一些私钥管理的技术方案，有着各自的一些考量，能解决某些方面的问题，但又存在另外一些问题。比如冷钱包方案，将私钥存放在一些外置的存储介质（比如U盘、硬件钱包等）中，需要做签名的时候再把这些存储介质连接上主机。该方案有着较高的安全性，但无法做到自动化，需要人工介入，时效性低，仅适用于不频繁操作。

此外，有一些方案虽然采用离线签名，将线上业务系统放在云主机上，将签名系统放在公司内部，但签名系统仍然和互联网连接，仍有遭到黑客入侵的风险。

例如热钱包方案，将私钥存储在数据库或者文件中，存储私钥的主机通过互联网和云上业务系统连接，云上业务系统向私钥存储主机发送请求，完成签名。这样时效性得到了保证，但是存储私钥主机直接跟互联网连通，并且提供服务，存在被黑客入侵，窃取私钥风险。一旦泄露，将面临重大损失。

因此，设计一套能安全运行在云上的区块链签名系统很有必要。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种基于区块链的离线签名方法，以实现签名服务的可用性、时效性，既不影响业务和用户体验，又能保证安全性，防止私钥泄露。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种基于区块链的离线签名方法，所述方法包括：

代理服务器接收云上业务系统发送的签名请求，并将所述签名请求暂存至本地数据库中；其中，所述签名请求中包括未签名交易信息，所述代理服务器通过第一网卡连接公网，与云上业务系统的云业务服务器连接，并通过第二网卡直接与签名服务器连接；

所述签名服务器主动询问所述代理服务器，以拉取代理服务器的本地数据库中的待签名请求；其中，所述签名服务器保存账户的私钥；

所述签名服务器根据所述签名请求对所述未签名交易信息做签名操作，得到已签名交易信息，并将所述已签名交易信息发送给所述代理服务器；

所述代理服务器将已签名交易信息发送给区块链上的节点，完成交易上链。

进一步地，所述签名服务器直接与代理服务器的第二网卡连接。

进一步地，所述签名服务器的所有端口不打开，且所述签名服务器的所有对外服务均禁止运行。

进一步地，所述代理服务器上的代理应用打开一个端口以向云业务服务器提供服务，并在路由器上配置将该端口转发至所述代理服务器，使得云业务服务器可通过互联网请求代理应用。

进一步地，所述签名服务器采用主动轮询的方式请求所述代理服务器，若所述代理服务器的本地数据库存储有待签名的任务，则将该待签名任务的未签名交易信息发送给所述签名服务器。

本发明实施例还提供了一种基于区块链的离线签名装置，所述装置包括：接收模块，用于代理服务器接收云上业务系统发送的签名请求，并将所述签名请求暂存至本地数据库中；其中，所述签名请求中包括未签名交易信息，所述代理服务器通过第一网卡与云上业务系统的云业务服务器连接，并通过第二网卡与签名服务器连接；

拉取模块，用于所述签名服务器主动询问所述代理服务器，以拉取代理服务器的本地数据库中的待签名请求；其中，所述签名服务器保存账户的私钥；

签名模块，用于所述签名服务器根据所述签名请求对所述未签名交易信息做签名操作，得到已签名交易信息；

发送模块，用于所述签名服务器将所述已签名交易信息发送给所述代理服务器；

交易上链模块，用于所述代理服务器将已签名交易信息发送给区块链上的节点，完成交易上链。

进一步地，所述签名服务器直接与代理服务器的第二网卡连接。

进一步地，所述签名服务器的所有端口不打开，且所述签名服务器的所有对外服务均禁止运行。

进一步地，所述代理服务器上的代理应用打开一个端口以向云业务服务器提供服务，并在路由器上配置将该端口转发至所述代理服务器，使得云业务服务器可通过互联网请求代理应用。

进一步地，所述签名服务器采用主动轮询的方式请求所述代理服务器，若所述代理服务器的本地数据库存储有待签名的任务，则将该待签名任务的未签名交易信息发送给所述签名服务器。

本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序指令，当所述指令由处理器执行时，用于实现前述的基于区块链的离线签名方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被执行时，实现前述的基于区块链的离线签名方法。

本发明实施例还提供了一种区块链交易系统，所述系统包括代理服务器、签名服务器以及前述的基于区块链的离线签名装置。

本发明的有益效果是：本发明将保存私钥的签名服务器不直接和互联网连通，而是通过代理服务器间接与互联网连通，在时效性和安全性中做一个折中。并且签名服务器上的Sign应用是主动去拉取待签名交易而不是开放端口让外部请求，这样保证了签名服务器不被外部黑客的攻击。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明的基于区块链的离线签名系统示意图。

图2为本发明的实施例一的方法流程图。

图3为本发明的实施例二的装置的框图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[术语解释]

中心化账户：指在中心化数据库中为用户分配并且记录余额的账户。

链上账户：指某一区块链地址所拥有的数字货币。

离线签名：在不联网的环境下，使用私钥对交易进行计算产生签名，别人可以用公钥验证。

Proxy应用：运行在Proxy Server上的应用程序，做请求的收集和将签完名的交易发上链。

Sign应用：运行在Sign Server上的应用程序，对交易做签名。

Cloud应用：运行在Cloud Server上的应用程序，做实际的业务逻辑。

为解决现有技术中存在的问题，本发明设计了一个基于区块链的离线签名方案，如图1所示，在业务服务器与签名服务器之间增加一个代理服务器，来满足时效性和安全性。

1、代理服务器是一台采用双网卡的主机，其中一个网卡连通公网路由器，另一个网卡采用网线直连签名服务器，也就是说代理服务器和签名服务器构成一个独立于公网的局域网络。核心思想在于签名服务器不能被外部直接请求，因为打开端口提供服务的程序如果存在漏洞，就存在被入侵的可能。这里，代理服务器采用双网卡只是其中一种实现方式。比如，还可以借助防火墙等规则限制，同样可以达到类似的效果，只是该方式配置较为繁琐，且存在出错的可能。

2、代理服务器上的Proxy应用打开一个端口提供服务，并在路由器上配置将该端口转发至代理服务器，使得云服务器可以通过互联网请求Proxy应用。

3、Cloud应用将签名请求发送至Proxy应用，Proxy应用将请求暂存至本地数据库中。的

4、签名服务器保存所有账户私钥，并且不打开暴露任何服务，不打开任何端口，运行在其上的签名应用只定期去轮询代理服务器拉取待签名任务。

5、如代理服务器上有未签名的任务，签名服务器上的签名应用做签名后将签名发送给Proxy应用。

6、Proxy应用将签过名的交易发送给区块链的节点，完成交易上链。

实施例一

参阅图2，本发明实施例一提供一种基于区块链的离线签名方法，该方法包括：

S201、代理服务器接收云上业务系统发送的签名请求，并将所述签名请求暂存至本地数据库中。

通常，会将所有待签名请求存在代理服务器本地数据库，因为如果不存储在数据库而只是存在内存中的话，代理服务器重启就会导致待签名请求丢失。另一方面，代理服务器将签完名的交易发上链后，还会继续追踪该笔交易的执行结果，是成功还是失败，失败原因又是什么，获取执行结果后给云上的业务系统做反馈。

其中，所述签名请求中包括未签名交易信息，所述代理服务器通过第一网卡与云上业务系统的云业务服务器连接，并通过第二网卡与签名服务器连接。这里，所述签名服务器直接通过网线与代理服务器的第二网卡连接，中间不经过其他任何机器。

以以太坊系的区块链为例，签名请求内容主要包括源地址、目的地址、转账的金额、交易的类型、交易的Data字段、交易序号即Nonce、gas费用等。

所述代理服务器上的代理应用打开一个端口以向云业务服务器提供服务，并在路由器上配置将该端口转发至所述代理服务器，使得云业务服务器可通过互联网请求代理应用。

S202、所述签名服务器主动询问所述代理服务器，以拉取代理服务器的本地数据库中的待签名请求。

所述签名服务器的所有端口不打开，且所述签名服务器的所有对外服务均禁止运行。优选地，所述签名服务器采用主动轮询的方式请求所述代理服务器，若所述代理服务器的本地数据库存储有待签名的任务，则将该待签名任务的未签名交易信息发送给所述签名服务器。

S203、所述签名服务器根据所述签名请求对所述未签名交易信息做签名操作，得到已签名交易信息。

S204、所述签名服务器将所述已签名交易信息发送给所述代理服务器；

S205、所述代理服务器将已签名交易信息发送给区块链上的节点，完成交易上链。

以以太坊系的区块链为例，已签名交易信息主要包括源地址、目的地址、转账的金额、交易的类型、交易的Data字段、交易序号即Nonce、gas费用等，还包括签名信息。通常情况下，区块链中所谓签名就是个很大的数字，一般编码成16进制数。

实施例二

参阅图3，本发明实施例二提供了一种基于区块链的离线签名装置300，所述装置包括：

接收模块301，用于代理服务器接收云上业务系统发送的签名请求，并将所述签名请求暂存至本地数据库中；其中，所述签名请求中包括未签名交易信息，所述代理服务器通过第一网卡与云上业务系统的云业务服务器连接，并通过第二网卡与签名服务器连接。

拉取模块302，用于所述签名服务器主动询问所述代理服务器，以拉取代理服务器的本地数据库中的待签名请求；其中，所述签名服务器保存账户的私钥。

签名模块303，用于所述签名服务器根据所述签名请求对所述未签名交易信息做签名操作，得到已签名交易信息；

发送模块304，用于所述签名服务器将所述已签名交易信息发送给所述代理服务器；

交易上链模块305，用于所述代理服务器将已签名交易信息发送给区块链上的节点，完成交易上链。

其中，接收模块301和交易上链模块305可置于代理服务器，拉取模块302、签名模块303和发送模块304可置于签名服务器。

所属领域的技术人员可以清楚的了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例的对应过程，在此不再赘述。

另外，本发明实施例还公开了一种计算机程序产品，包括计算机程序指令，当指令由处理器执行时，用于实现如实施例一的方法。

本发明实施例还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被执行时，实现如实施例一的方法。

本发明实施例还公开了一种区块链交易系统，所述系统包括代理服务器、签名服务器以及实施例二的装置。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的方法、装置和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图和框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，包含一个或多个用于实现逻辑功能的计算机可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。也要注意的是，框图和流程图中的每个方框或方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明，上述实施例仅是为说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于本领域技术人员来说，在上述说明的基础上，还可以做出其它不同形式的变化或变动，而这些变化或变动将是显而易见的，处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种基于区块链的离线签名方法，其特征在于，所述方法包括：

代理服务器接收云上业务系统发送的签名请求，并将所述签名请求暂存至本地数据库中；其中，所述签名请求中包括未签名交易信息，所述代理服务器包括第一网卡和第二网卡，所述代理服务器通过第一网卡连接公网，与云上业务系统的云业务服务器连接，并且所述代理服务器通过第二网卡采用网线直接与签名服务器连接，中间不经过其他任何机器；

所述签名服务器定期主动询问所述代理服务器，以拉取代理服务器的本地数据库中的待签名请求；其中，所述签名服务器保存账户的私钥；

所述签名服务器根据所述签名请求对所述未签名交易信息做签名操作，得到已签名交易信息，并将所述已签名交易信息发送给所述代理服务器；

所述代理服务器将已签名交易信息发送给区块链上的节点，完成交易上链。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述签名服务器直接与代理服务器的第二网卡连接。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述签名服务器的所有端口不打开，且所述签名服务器的所有对外服务均禁止运行。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述代理服务器上的代理应用打开一个端口以向云业务服务器提供服务，并在路由器上配置将该端口转发至所述代理服务器，使得云业务服务器可通过互联网请求代理应用。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述签名服务器采用主动轮询的方式请求所述代理服务器，若所述代理服务器的本地数据库存储有待签名的任务，则将该待签名任务的未签名交易信息发送给所述签名服务器。

6.一种基于区块链的离线签名装置，其特征在于，所述装置包括：

接收模块，用于代理服务器接收云上业务系统发送的签名请求，并将所述签名请求暂存至本地数据库中；其中，所述签名请求中包括未签名交易信息，所述代理服务器包括第一网卡和第二网卡，所述代理服务器通过第一网卡连接公网，与云上业务系统的云业务服务器连接，并且所述代理服务器通过第二网卡采用网线直接与签名服务器连接，中间不经过其他任何机器；

拉取模块，用于所述签名服务器定期主动询问所述代理服务器，以拉取代理服务器的本地数据库中的待签名请求；其中，所述签名服务器保存账户的私钥；

签名模块，用于所述签名服务器根据所述签名请求对所述未签名交易信息做签名操作，得到已签名交易信息；

发送模块，用于所述签名服务器将所述已签名交易信息发送给所述代理服务器；

交易上链模块，用于所述代理服务器将已签名交易信息发送给区块链上的节点，完成交易上链。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述签名服务器直接与代理服务器的第二网卡连接。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述签名服务器的所有端口不打开，且所述签名服务器的所有对外服务均禁止运行。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被执行时，计算机的处理器实现如权利要求1-5中任一项所述的基于区块链的离线签名方法。

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