CN111639923B - 一种基于零知识证明的数字货币交易记账方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于零知识证明的数字货币交易记账方法及系统，从客户端获取加密后的用户注册信息，将所述注册信息密文进行哈希计算得到账户密文哈希值，将所述账户密文哈希值存储于账户哈希列表中，给客户端返回注册成功消息；获取客户端用户发起的数字货币交易记账请求，验证用户身份，验证通过后获取所述交易记账请求中的交易信息，验证数字货币接收方身份，验证通过后建立数字货币记账交易，将所述数字货币记账交易加密后发布于区块链网络；区块链网络上的节点获取所述加密后的数字货币记账交易，用公钥解密所述数字货币记账交易，通过零知识证明的方法证明所述记账交易的交易信息可信，验证通过后将所述记账交易存储于区块中。

Description

一种基于零知识证明的数字货币交易记账方法及系统
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种基于零知识证明的数字货币交易记账方法及系统。
背景技术
目前，数字货币(Digital Currency Electronic Payment，简称DCEP)指的是由中央银行发行或中央银行授权发行的，以密码学技术作为技术支撑，以代表具体金额的加密数字串为表现形式的法定货币。相比于去中心化加密货币，有国家信用和央行背书可以保证央行数字货币长期具有稳定的价格，更适合实际的使用。与传统的移动支付相比，数据货币其本身就是法定货币，也可以不再需要与电子账户相关联，并且支持离线支付。与传统货币相比，数字货币可以消除设计印制和押运存储的成本，减少跨地域、跨机构的资金流通障碍，提升交易活动的便利性和透明度，是适应现代化和网络化需求的货币形态。
数字货币具有诸多优点，但目前也存在一些问题，如根据中国人民银行数字货币研究所提出的数字货币流通方法中，由管理端对所述支付来源数字货币字串集内的数字货币字串、所述支付去向数字货币字串以及所述找零数字货币字串的字段信息进行记录，这种集中记账的方式一旦管理端受到网络攻击，账本就会毁坏或泄露，存在安全隐患。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种在区块链上基于零知识证明的数字货币交易记账方法及系统。
第一方面，本发明提出的一种基于零知识证明的数字货币交易记账方法，具体步骤包括：
注册过程：从客户端获取加密后的用户注册信息，将所述加密后的注册信息进行哈希计算得到账户密文哈希值，将所述账户密文哈希值存储于账户哈希列表中，并给客户端返回注册成功消息；
交易建立过程：获取客户端用户发起的数字货币交易记账请求，验证用户身份，验证通过后获取所述交易记账请求中的交易信息，所述交易信息包括数字货币发送方密文、数字货币接收方密文及交易其他信息，交易其它信息包括数字货币字符串和金额；
将所述交易记账请求中的交易信息分别进行哈希计算得到数字货币发送方密文哈希、数字货币接收方密文哈希、数字货币字符串哈希及金额哈希，其中，所述数字货币字符串哈希包括所有者标识，并将上述信息打包为数字货币记账交易；
验证数字货币接收方身份，验证通过后建立数字货币记账交易，将所述数字货币记账交易加密后发布于区块链网络；
记账过程：区块链网络上的节点获取所述加密后的数字货币记账交易，用公钥解密所述数字货币记账交易，查找数字货币字符串哈希列表，找到所述数字货币记账交易中的数字货币字符串哈希，若所述数字货币字符串的所有者标识是所述数字货币接收方密文哈希，则所述交易信息可信，若可信则将所述数字货币记账交易存储于区块中；
其中，所述验证用户身份具体步骤为：所述用户身份信息为加密后的用户注册信息，对所述加密后的用户注册信息进行哈希计算得到账户密文哈希值，从所述账户哈希列表中查找所述账户密文哈希值，若查找成功则验证通过；
所述验证数字货币接收方身份具体步骤为：对所述数字货币接收方信息密文进行哈希计算得到账户密文哈希值，从所述账户哈希列表中查找所述账户密文哈希值，若查找成功则验证通过。
第二方面，本发明提出的基于零知识证明的数字货币交易记账系统，具体包括：
注册模块：用于从客户端获取加密后的用户注册信息，所述用户注册信息包括账号、密码及身份信息；将所述加密后的用户注册信息进行哈希计算得到账户密文哈希值，将所述账户密文哈希值存储于账户哈希列表中，并给客户端返回注册成功消息；
交易处理模块：用于获取客户端用户发起的数字货币交易记账请求，验证用户身份，验证通过后获取交易请求中的交易信息，所述交易信息包括数字货币发送方密文、数字货币接收方密文及交易其他信息，所述交易其它信息包括数字货币字符串和金额，将所述交易记账请求中的交易信息分别进行哈希计算得到数字货币发送方密文哈希、数字货币接收方密文哈希、数字货币字符串哈希及金额哈希，所述数字货币字符串哈希包括所有者标识，并将上述信息打包为数字货币记账交易，验证数字货币接收方身份，验证通过后建立数字货币记账交易，将所述数字货币记账交易加密后发布于区块链网络；
存储模块：被设置为：区块链网络上的节点获取所述加密后的数字货币记账交易，用公钥解密所述数字货币记账交易，查找数字货币字符串哈希列表，找到所述数字货币记账交易中的数字货币字符串哈希，若所述数字货币字符串的所有者标识是所述数字货币接收方密文哈希，则所述交易信息可信，若可信则将所述数字货币记账交易存储于区块中。
第三方面，本发明提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以上的的任意一项的方法步骤。
第四方面，本发明提出了一种基于零知识证明的数字货币交易记账装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以上的任意一项的方法步骤。
本发明提出的一种基于零知识证明的数字货币交易记账方法，是基于区块链分布式记账系统实现的，使用零知识证明的方法在不需要知道账户信息的情况下验证账户身份以及数字货币交易信息是否可信，验证通过后分布式地记录在区块链网络中，在有效保护用户身份和交易信息的情况下，也避免了账本集中存储存在的安全问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施例的注册过程示意图；
图2为本发明具体实施例的交易建立过程示意图；
图3为本发明具体实施例的记账过程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“一具体实施例”、“一实施例方式”、“例如”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。
名词解释：
零知识证明(Zero—Knowledge Proof，ZKP)是由S.Goldwasser、S.Micali及C.Rackoff在20世纪80年代初提出的，指的是证明者能够在不向验证者提供任何有用的信息的情况下，使验证者相信某个论断是正确的。比如证明者向验证者证明并使其相信自己知道或拥有某一消息，但证明过程不能向验证者泄漏任何关于被证明消息的信息。一些加密货币项目中使用了零知识证明技术来使加密货币获得更良好的属性，例如ZCash中使用零知识证明来实现真正的匿名交易。零知识证明实质上是一种涉及两方或更多方的协议，即两方或更多方完成一项任务所需采取的一系列步骤。大量事实证明，零知识证明在密码学中非常有用。如果能够将零知识证明用于验证，将可以有效解决许多问题。
本发明针对数字货币记账过程中存在的隐私问题和账户安全问题，提出了一种在区块链网络上用零知识证明的方法实现数字货币记账的方法以及系统，下面通过附图来具体说明。
如图1所示的是本发明一具体实施例的用户注册过程：
S11从客户端获取加密后的用户注册信息，所述注册信息包括账号、密码及身份信息；
S12将所述加密后的注册信息进行哈希计算得到账户密文哈希值；
S13将所述账户密文哈希值存储于账户哈希列表中；
S14给客户端返回注册成功消息。
当用户完成注册后，需要在系统上记账时，一具体实施例的交易建立过程如图2所示：
S21获取客户端用户发起的数字货币交易记账请求；
S22验证用户身份信息，具体为：对加密后的用户信息进行哈希计算得到账户密文哈希值，从上述账户哈希列表中查找所述账户密文哈希值，若查找成功，则验证通过；
S23验证通过后，获取所述数字货币交易记账请求中的交易信息，所述交易信息包括数字货币发送方密文、数字货币接收方密文及交易其他信息；
S24验证数字货币接收方身份，具体为：对所述数字货币接收方信息密文进行哈希计算得到账户密文哈希值，从所述账户哈希列表中查找所述账户密文哈希值，若查找成功，则验证通过；
S25验证通过后，建立数字货币记账交易；具体为：将所述交易记账请求中的交易信息分别进行哈希计算得到数字货币发送方密文哈希、数字货币接收方密文哈希、数字货币字符串哈希及金额哈希，其中，所述数字货币字符串哈希包括金额哈希和所有者标识，并将上述信息打包为数字货币记账交易；
S26将所述数字货币记账交易加密后发布于区块链网络。
交易建立完成后，需要对所述交易进行记账，如图3所示的是本发明一具体实施例的记账过程：
S31区块链网络上的节点获取所述加密后的数字货币记账交易；
S32用公钥解密所述数字货币记账交易；
S33通过零知识证明的方法证明所述数字货币记账交易的交易信息可信，具体为：查找数字货币字符串哈希列表，找到所述数字货币记账交易中的数字货币字符串哈希，若验证所述数字货币字符串的所有者标识是所述数字货币接收方密文哈希，则验证通过，证明所述交易有效；
S34验证通过后，将所述数字货币记账交易存储于区块中。
在以上所有实施例中，使用零知识证明的方法在不需要知道账户信息的情况下验证账户身份以及数字货币交易信息是否可信，只要账户身份验证通过后就能分布式地记录在区块链网络中，在有效保护用户身份和交易信息的情况下，也避免了账本集中存储存在的安全问题。
上述步骤均在本发明提出的基于零知识证明的数字货币交易记账系统中完成，所述系统具体包括：
注册模块：用于账户注册。具体为：从客户端获取加密后的用户注册信息，所述注册信息包括账号、密码及身份信息；将所述加密后的注册信息进行哈希计算得到账户密文哈希值，将所述账户密文哈希值存储于账户哈希列表中，给客户端返回注册成功消息。
交易处理模块：用于处理数字货币记账请求和建立数字货币记账交易。具体为：获取客户端用户发起的数字货币交易记账请求，首先验证用户身份，验证通过后获取交易请求中的交易信息，所述交易信息包括数字货币发送方密文、数字货币接收方密文及交易其他信息，验证数字货币接收方身份，验证通过后建立数字货币记账交易，将所述数字货币记账交易加密后发布于区块链网络。
更加具体地，交易处理模块被设置为：对加密后的用户信息进行哈希计算得到账户密文哈希值，从上述账户哈希列表中查找所述账户密文哈希值，若查找成功，则验证通过。
所述交易处理模块被设置为：对所述数字货币接收方信息密文进行哈希计算得到账户密文哈希值，从所述账户哈希列表中查找所述账户密文哈希值，若查找成功，则验证通过。
所述交易处理模块被设置为：将所述交易记账请求中的交易信息分别进行哈希计算得到数字货币发送方密文哈希、数字货币接收方密文哈希、数字货币字符串哈希及金额哈希，其中，所述数字货币字符串哈希包括金额哈希和所有者标识，并将上述信息打包为数字货币记账交易。
存储模块：包括记账节点。具体为：区块链网络上的节点获取所述加密后的数字货币记账交易，用公钥解密所述数字货币记账交易，通过零知识证明的方法证明所述记账交易的交易信息可信，验证通过后将所述记账交易存储于区块中。
所述存储模块被设置为：查找数字货币字符串哈希列表，找到所述数字货币记账交易中的数字货币字符串哈希，若验证所述数字货币字符串的所有者标识是所述数字货币接收方密文哈希，则验证通过，证明所述交易有效。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本说明书的其它实施方案。本说明书旨在涵盖本说明书的任何变型、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说明书的一般性原理并包括本说明书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，本说明书的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本说明书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。本说明书的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (4)

1.一种基于零知识证明的数字货币交易记账方法，其特征在于，具体步骤包括：
注册过程：从客户端获取加密后的用户注册信息，将所述加密后的注册信息进行哈希计算得到账户密文哈希值，将所述账户密文哈希值存储于账户哈希列表中，并给客户端返回注册成功消息；
交易建立过程：获取客户端用户发起的数字货币交易记账请求，验证用户身份，验证通过后获取所述交易记账请求中的交易信息，所述交易信息包括数字货币发送方密文、数字货币接收方密文及交易其他信息，交易其它信息包括数字货币字符串和金额；
将所述交易记账请求中的交易信息分别进行哈希计算得到数字货币发送方密文哈希、数字货币接收方密文哈希、数字货币字符串哈希及金额哈希，其中，所述数字货币字符串哈希包括所有者标识，并将上述信息打包为数字货币记账交易；
验证数字货币接收方身份，验证通过后建立数字货币记账交易，将所述数字货币记账交易加密后发布于区块链网络；
记账过程：区块链网络上的节点获取所述加密后的数字货币记账交易，用公钥解密所述数字货币记账交易，查找数字货币字符串哈希列表，找到所述数字货币记账交易中的数字货币字符串哈希，若所述数字货币字符串的所有者标识是所述数字货币接收方密文哈希，则所述交易信息可信，若可信则将所述数字货币记账交易存储于区块中；
其中，所述验证用户身份具体步骤为：所述用户身份信息为加密后的用户注册信息，对所述加密后的用户注册信息进行哈希计算得到账户密文哈希值，从所述账户哈希列表中查找所述账户密文哈希值，若查找成功则验证通过；
所述验证数字货币接收方身份具体步骤为：对所述数字货币接收方信息密文进行哈希计算得到账户密文哈希值，从所述账户哈希列表中查找所述账户密文哈希值，若查找成功则验证通过。
2.一种基于零知识证明的数字货币交易记账系统，其特征在于，所述系统包括：
注册模块：用于从客户端获取加密后的用户注册信息，所述用户注册信息包括账号、密码及身份信息；将所述加密后的用户注册信息进行哈希计算得到账户密文哈希值，将所述账户密文哈希值存储于账户哈希列表中，并给客户端返回注册成功消息；
交易处理模块：用于获取客户端用户发起的数字货币交易记账请求，验证用户身份，验证通过后获取交易请求中的交易信息，所述交易信息包括数字货币发送方密文、数字货币接收方密文及交易其他信息，所述交易其它信息包括数字货币字符串和金额，将所述交易记账请求中的交易信息分别进行哈希计算得到数字货币发送方密文哈希、数字货币接收方密文哈希、数字货币字符串哈希及金额哈希，所述数字货币字符串哈希包括所有者标识，并将上述信息打包为数字货币记账交易，验证数字货币接收方身份，验证通过后建立数字货币记账交易，将所述数字货币记账交易加密后发布于区块链网络；
存储模块：被设置为：区块链网络上的节点获取所述加密后的数字货币记账交易，用公钥解密所述数字货币记账交易，查找数字货币字符串哈希列表，找到所述数字货币记账交易中的数字货币字符串哈希，若所述数字货币字符串的所有者标识是所述数字货币接收方密文哈希，则所述交易信息可信，若可信则将所述数字货币记账交易存储于区块中；
其中，所述验证用户身份具体步骤为：所述用户身份信息为加密后的用户注册信息，对所述加密后的用户注册信息进行哈希计算得到账户密文哈希值，从所述账户哈希列表中查找所述账户密文哈希值，若查找成功则验证通过；
所述验证数字货币接收方身份具体步骤为：对所述数字货币接收方信息密文进行哈希计算得到账户密文哈希值，从所述账户哈希列表中查找所述账户密文哈希值，若查找成功则验证通过。
3.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1的方法步骤。
4.一种基于零知识证明的数字货币交易记账装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1所述的方法步骤。
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