CN111614462A - 一种基于区块链的密钥计算方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于区块链的密钥计算方法及系统，其中，该方法包括：预先构建的密钥生成节点区块链网络中的密钥生成节点分别生成随机数，作为主私钥，其中，密钥生成节点区块链网络包括多个密钥生成节点；多个密钥生成节点获取系统参数组；每个密钥生成节点利用主私钥、系统参数组和用户列表中的用户标识分别生成用户列表中每个用户对应的用户私钥。通过实施本发明，对于同一个用户，会有多个密钥生成节点为其生成用户私钥，用户不需要依赖单个密钥生成节点，降低了密钥生成节点不可信带来的风险。

Description

一种基于区块链的密钥计算方法及系统
技术领域
本发明涉及密码计算领域，具体涉及一种基于区块链的标识密码计算方法及系统。
背景技术
目前对计算密钥大多采用基于标识的密码系统(IBC)实现，IBC密码技术使用的是非对称密码体系，加密与解密使用两套不同的密钥，每个用户的公钥就是他的身份标识，比如email地址，电话号码等。而私钥则以数据的形式由用户自己掌握，密钥管理相当简单，可以很方便的对数据信息进行加解密。但是使用IBC密码技术时，依赖单一密钥生成节点，要求密钥生成节点是完全可信的，否则出现有假冒公钥，或者私钥恢复的情况。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的对密钥生成节点过分依赖的缺陷，从而提供一种基于区块链的标识密码计算方法及系统。
本发明第一方面提供了一种基于区块链的密钥计算方法，包括：预先构建的密钥生成节点区块链网络中的密钥生成节点分别生成随机数，作为主私钥，其中，所述密钥生成节点区块链网络包括多个密钥生成节点；所述多个密钥生成节点获取系统参数组；每个密钥生成节点利用所述主私钥、所述系统参数组和用户列表中的用户标识分别生成所述用户列表中每个用户对应的用户私钥。
在一可选实施例中，本发明提供的基于区块链的密钥计算方法，在基于预先构建的密钥生成节点网络生成随机数之后，还包括：所述密钥生成节点区块链网络中的密钥生成节点利用所述随机数生成主公钥。
在一可选实施例中，在每个密钥生成节点利用所述主私钥、所述系统参数组和用户列表中的用户标识分别生成所述用户列表中每个用户对应的用户私钥之后，还包括：基于所述密钥生成节点区块链网络的共识机制，从所述多个密钥生成节点中随机确定至少一个指定密钥生成节点；所述指定密钥生成节点根据所述参数向所述用户的用户终端发送与所述用户相对应的用户私钥。
在一可选实施例中，本发明提供的基于区块链的密钥计算方法还包括：判断密钥生成节点区块链网络是否更新；若密钥生成节点区块链网络更新，返回所述预先构建的密钥生成节点网络中的密钥生成节点分别生成随机数，作为主私钥的步骤。
在一可选实施例中，本发明提供的基于区块链的密钥计算方法还包括：所述用户终端根据不同指定密钥生成节点发送的用户私钥形成密钥矩阵，根据所述密钥矩阵进行联合加密、解密或验证。
本发明第二方面提供了一种基于区块链的密钥计算系统，包括位于同一密钥生成节点区块链网络中的多个密钥生成节点，所述密钥生成节点用于生成主私钥，获取系统参数组，并根据所述主私钥、系统参数组和用户列表中的用户标识生成每个用户对应的用户私钥。
在一可选实施例中，密钥生成节点区块链网络定时更新，若密钥生成节点区块链网络更新，密钥生成节点重新生成主私钥，并重新根据所述主私钥、系统参数组和用户列表生成用户私钥。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的基于区块链的密钥计算方法，位于同一密钥生成节点区块链网络中的多个密钥生成节点分别生成主私钥，然后多个密钥生成节点分别根据主私钥、系统参数组和用户列表中的用户标识生成用户列表中所有用户对应的用户私钥，对于同一个用户，会有多个密钥生成节点为其生成用户私钥，用户不需要依赖单个密钥生成节点，降低了密钥生成节点不可信带来的风险。
2.本发明提供的基于区块链的密钥计算方法，在位于同一区块链网络中的多个密钥生成节点为用户生成用户私钥后，基于密钥生成节点区块链网络的共识机制，会从多个密钥生成节点中随机确定至少一个指定密钥生成节点，指定密钥生成节点向用户的用户终端发送与用户相对应的用户私钥，由于发送用户私钥的节点是基于区块链的共识机制随机指定的，不受某一控制终端的控制，因此降低了用户私钥泄露的风险。
3.本发明提供的基于区块链的密钥计算方法，在一段时间内，若密钥生成节点区块链网络更新，密钥生成节点会重新生成主私钥，从而重新计算用户的用户私钥，然后重新确定指定密钥生成节点向用户终端发送用户私钥，通过对用户私钥不断更新，为用户私钥的安全提供了更进一步的保障。
4.本发明提供的基于区块链的密钥计算方法，基于共识机制确定的多个指定密钥生成节点都会为用户终端发送各自生成的用户私钥，因此同一用户会在同一时间节点获取多个用户私钥，用户基于收到的多个用户私钥形成密钥矩阵，通过私钥矩阵中的多个用户私钥进行联合加密、解密或验证，提高了密钥的可控性，只有在攻击者获得用户的所有用户私钥才能盗取用户信息。
5.本发明提供的基于区块链的密钥计算系统，包括位于同一密钥生成节点区块链网络中的多个密钥生成节点，多个密钥生成节点分别生成主私钥，然后多个密钥生成节点分别根据主私钥、系统参数组和用户列表中的用户标识生成用户列表中所有用户对应的私钥，对于同一个用户，会有多个密钥生成节点为其生成用户私钥，用户不需要依赖单个密钥生成节点，降低了密钥生成节点不可信带来的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中基于区块链的密钥计算方法的一个具体示例的流程图(一)；
图2为本发明实施例中基于区块链的密钥计算系统的一个具体示例的原理框图；
图3为本发明实施例中基于区块链的密钥计算方法的一个具体示例的流程图(二)；
图4为本发明实施例中基于区块链的密钥计算方法的一个具体示例的流程图(三)；
图5为本发明实施例中基于区块链的密钥计算方法的一个具体示例的流程图(四)。
具体实施方式
下面将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做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本发明实施例提供了一种基于区块链的密钥计算方法，如图1所示，包括：
步骤S10：预先构建的密钥生成节点区块链网络中的密钥生成节点分别生成随机数，作为主私钥，其中，所述密钥生成节点区块链网络包括多个密钥生成节点，预先构建的密钥生成节点区块链网络如图2所示。
步骤S20：多个密钥生成节点获取系统参数组。
步骤S30：每个密钥生成节点利用所述主私钥、所述系统参数组和用户列表中的用户标识分别生成所述用户列表中每个用户对应的用户私钥。在一具体实施例中，密钥生成节点产生随机数数ke∈[1,N-1]作为主私钥，密钥生成节点选择并公开用一个字节表示的加密私钥生成函数识别符hid。以用户B为例，用户B的标识为IDB，为产生用户B的加密私钥deB，密钥生成节点首先在有限域FN上计算t1＝H1(IDB||hid,N)+ke，若t1＝0则需重新产生主私钥，，并更新已有用户的加密私钥；否则计算t2＝ke·t1 -1，然后计算deB＝[t2]P2，其中，P2表示群G2的生成元，G2表示阶为素数N的加法循环群。
本发明提供的基于区块链的密钥计算方法，位于同一密钥生成节点区块链网络中的多个密钥生成节点分别生成主私钥，然后多个密钥生成节点分别根据主私钥、系统参数组和用户列表中的用户标识生成用户列表中所有用户对应的用户私钥，对于同一个用户，会有多个密钥生成节点为其生成用户私钥，用户不需要依赖单个密钥生成节点，降低了密钥生成节点不可信带来的风险。
在一可选实施例中，在上述步骤S10之后，本发明实施例提供的基于区块链的密钥计算方法还包括：密钥生成节点区块链网络中的密钥生成节点利用所述随机数生成主公钥：Ppub-e＝[ke]P1，其中，P1表示群G1的生成元，G1表示阶为素数N的加法循环群。
在一可选实施例中，如图3所示，在上述步骤S30之后，本发明实施例提供的基于区块链的密钥计算方法还包括：
步骤S40：基于密钥生成节点区块链网络的共识机制，从所述多个密钥生成节点中随机确定至少一个指定密钥生成节点。
步骤S50：所述指定密钥生成节点根据所述参数向所述用户的用户终端发送与所述用户相对应的用户私钥。在确定指定密钥生成节点时，是基于共识机制随机确定的，不受固定的第三方的控制，为用户私钥的安全性提供了保障。
本发明提供的基于区块链的密钥计算方法，在位于同一区块链网络中的多个密钥生成节点为用户生成用户私钥后，基于密钥生成节点区块链网络的共识机制，会从多个密钥生成节点中随机确定至少一个指定密钥生成节点，指定密钥生成节点根据参数向用户的用户终端发送与用户相对应的用户私钥，由于发送用户私钥的节点是基于区块链的共识机制随机指定的，不受某一控制终端的控制，因此降低了用户私钥泄露的风险。
在一可选实施例中，如图4所示，上述步骤S50之后，本发明实施例提供的基于区块链的密钥计算方法还包括：
步骤S60：判断密钥生成节点区块链网络是否更新，密钥生成节点区块链网络的更新是有一定频率的，可以根据时间间隔判断区块链是否更新。若所述密钥生成节点区块链网络更新，返回上述步骤S10，密钥生成节点重新生成新的主私钥，然后根据主私钥、系统参数组和用户列表中的用户标识重新生成用户私钥。
本发明提供的基于区块链的密钥计算方法，在一段时间内，若密钥生成节点区块链网络更新，密钥生成节点会重新生成主私钥，从而重新计算用户的用户私钥，然后重新确定指定密钥生成节点向用户终端发送用户私钥，通过对用户私钥不断更新，为用户私钥的安全提供了更进一步的保障。
在一可选实施例中，如图5所示，本发明实施例提供的基于区块链的密钥计算方法还包括：
步骤S70：用户终端根据不同指定密钥生成节点发送的用户私钥形成密钥矩阵，根据所述密钥矩阵进行联合加密、解密或验证。
在一具体实施例中，执行步骤S50后，用户会收到多个密钥生成节点发来的用户私钥，用户可以根据协议选择参数和节点序列，给被验证方发起挑战。被验证方收到后，用对方选择参数和序列对应的用户私钥进行签名，从而完成了验证。
在一具体实施例中，执行步骤S50后，用户会收到多个密钥生成节点发来的用户私钥，结合区块链的时间特性，可用的时间段和可用的参数结合起来，就是一个矩阵，对应了用户用于解密和签名的一个私钥矩阵。作为攻击者，除非可以获得用户所有的密钥节点，否则密钥就是可控的。
实施例2
本发明实施例提供了一种基于区块链的密钥计算系统，其特征在于，包括位于同一密钥生成节点区块链网络中的多个密钥生成节点，如图2所示。
密钥生成节点用于生成主私钥，获取系统参数组，并根据所述主私钥、系统参数组和用户列表中的用户标识生成每个用户对应的用户私钥，详细描述见上述实施例1中对步骤S20的描述。
本发明提供的基于区块链的密钥计算系统，包括位于同一密钥生成节点区块链网络中的多个密钥生成节点，多个密钥生成节点分别生成主私钥，然后多个密钥生成节点分别根据主私钥、系统参数组和用户列表中的用户标识生成用户列表中所有用户对应的私钥，对于同一个用户，会有多个密钥生成节点为其生成用户私钥，用户不需要依赖单个密钥生成节点，降低了密钥生成节点不可信带来的风险。
在一可选实施例中，密钥生成节点区块链网络定时更新，若所述区块链更新，所述密钥生成节点重新生成主私钥和参数。详细描述见上述实施例1中对步骤S60的描述。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，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。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种基于区块链的密钥计算方法，其特征在于，包括：
预先构建的密钥生成节点区块链网络中的密钥生成节点分别生成随机数，作为主私钥，其中，所述密钥生成节点区块链网络包括多个密钥生成节点；
所述多个密钥生成节点获取系统参数组；
每个密钥生成节点利用所述主私钥、所述系统参数组和用户列表中的用户标识分别生成所述用户列表中每个用户对应的用户私钥。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的密钥计算方法，其特征在于，在预先构建的密钥生成节点区块链网络中的密钥生成节点分别生成随机数之后，还包括：
所述密钥生成节点区块链网络中的密钥生成节点利用所述随机数生成主公钥。
3.根据权利要求1所述的基于区块链的密钥计算方法，其特征在于，在每个密钥生成节点利用所述主私钥、所述系统参数组和用户列表中的用户标识分别生成所述用户列表中每个用户对应的用户私钥之后，还包括：
基于所述密钥生成节点区块链网络的共识机制，从所述多个密钥生成节点中随机确定至少一个指定密钥生成节点；
所述指定密钥生成节点根据所述系统参数组向所述用户的用户终端发送与所述用户相对应的用户私钥。
4.根据权利要求3所述的基于区块链的密钥计算方法，其特征在于，所述指定密钥生成节点根据所述系统参数组向将所述用户的用户终端发送与所述用户相对应的用户私钥的步骤之后，还包括：
判断所述密钥生成节点区块链网络是否更新；
若所述密钥生成节点区块链网络更新，返回所述预先构建的密钥生成节点区块链网络中的密钥生成节点分别生成随机数，作为主私钥的步骤。
5.根据权利要求3或4所述的基于区块链的密钥计算方法，其特征在于，还包括：
所述用户终端根据不同指定密钥生成节点发送的用户私钥形成密钥矩阵，根据所述密钥矩阵进行联合加密、解密或验证。
6.一种基于区块链的密钥计算系统，其特征在于，包括位于同一密钥生成节点区块链网络中的多个密钥生成节点，
所述密钥生成节点用于生成主私钥，获取系统参数组，并根据所述主私钥、系统参数组和用户列表中的用户标识生成每个用户对应的用户私钥。
7.根据权利要求6所述的基于区块链的密钥计算系统，其特征在于，所述密钥生成节点区块链网络定时更新，
若所述密钥生成节点区块链网络更新，所述密钥生成节点重新生成主私钥，并重新根据所述主私钥、系统参数组和用户列表生成用户私钥。
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