CN112035889B - 计算外包的区块链隐私验证方法、装置及计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了计算外包的区块链隐私验证方法、装置、计算机设备及存储介质，涉及区块链技术，包括若检测到有区块链节点的转账支付请求，获取转账支付请求对应的发起方区块链节点和接收方区块链节点，将转账支付请求对应的发起方区块链节点中的公开信息和隐私信息发送至零知识证明专用节点；由零知识证明专用节点对公开信息和隐私信息进行证明生成，得到当前零知识证明；发起方区块链节点将零知识证明、公开信息和隐私信息进行签名得到签名数据，将其在区块链网络中广播。实现了零知识证明全部外包集中在区块链网络中高设备性能的零知识证明专用节点进行，不仅提高了数据的隐私性，而且节省了区块链网络中低性能节点的计算资源，提高了计算效率。
Description
技术领域
本发明涉及区块链的安全机制技术领域，尤其涉及一种计算外包的区块链隐私验证方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
目前，以区块链为基础的金融平台层出不穷，逐渐的成为了金融领域的核心技术。但是，随着应用场景越来越多，范围越来越广，人们发现虽然区块链具有不可篡改性和匿名性，但是由于交易的完全公开透明的，可以根据交易的时间和金额信息，判断个人的交易踪迹，导致数据的隐私性较差。
发明内容
本发明实施例提供了一种计算外包的区块链隐私验证方法、装置、计算机设备及存储介质，旨在解决现有技术中区块链存储交易信息时，由于交易信息的完全公开透明的，导致数据的隐私性较差的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种计算外包的区块链隐私验证方法，其包括：
若检测到零知识证明专用节点的加入请求，调用智能合约中的登记函数，将零知识证明专用节点的身份数据进行注册，以加入区块链网络；
若检测到有区块链节点的转账支付请求，获取所述转账支付请求对应的发起方区块链节点和接收方区块链节点，将转账支付请求对应的发起方区块链节点中的公开信息和隐私信息发送至零知识证明专用节点；
由零知识证明专用节点对所接收到的公开信息和隐私信息进行证明生成，得到当前零知识证明；
发起方区块链节点将零知识证明、公开信息和隐私信息进行签名得到签名数据，将签名数据在区块链网络中进行广播；
通过区块链网络中的区块链节点对所述签名数据进行验证，判断所述签名数据是否通过验证；以及
若所述签名数据通过验证，通过实用拜占庭容错算法选举区块链网络中的领导节点，通过所述领导节点中创建的当前区块将所述签名数据进行存储，将所述当前区块中的签名数据的副本发送至区块链网络中的其他节点。
第二方面，本发明实施例提供了一种计算外包的区块链隐私验证装置，其包括：
专用节点注册单元，用于若检测到零知识证明专用节点的加入请求，调用智能合约中的登记函数，将零知识证明专用节点的身份数据进行注册，以加入区块链网络；
信息发送单元，用于若检测到有区块链节点的转账支付请求，获取所述转账支付请求对应的发起方区块链节点和接收方区块链节点，将转账支付请求对应的发起方区块链节点中的公开信息和隐私信息发送至零知识证明专用节点；
零知识证明生成单元，用于由零知识证明专用节点对所接收到的公开信息和隐私信息进行证明生成，得到当前零知识证明；
签名数据广播单元，用于发起方区块链节点将零知识证明、公开信息和隐私信息进行签名得到签名数据，将签名数据在区块链网络中进行广播；
签名数据验证单元，用于通过区块链网络中的区块链节点对所述签名数据进行验证，判断所述签名数据是否通过验证；以及
签名数据存储单元，用于若所述签名数据通过验证，通过实用拜占庭容错算法选举区块链网络中的领导节点，通过所述领导节点中创建的当前区块将所述签名数据进行存储，将所述当前区块中的签名数据的副本发送至区块链网络中的其他节点。
第三方面，本发明实施例又提供了一种计算机设备，其包括存储器、处理器及存储在所述存储器上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上述第一方面所述的计算外包的区块链隐私验证方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序当被处理器执行时使所述处理器执行上述第一方面所述的计算外包的区块链隐私验证方法。
本发明实施例提供了一种计算外包的区块链隐私验证方法、装置、计算机设备及存储介质，将区块链网络中所有节点基于公开信息和隐私信息进行的零知识证明全部外包集中在区块链网络中高设备性能的零知识证明专用节点进行，不仅提高了数据的隐私性，而且节省了区块链网络中低性能节点的计算资源，提高了计算效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的计算外包的区块链隐私验证方法的应用场景示意图；
图2为本发明实施例提供的计算外包的区块链隐私验证方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的计算外包的区块链隐私验证方法具体区块链网络的示意图；
图4为本发明实施例提供的计算外包的区块链隐私验证装置的示意性框图；
图5为本发明实施例提供的计算机设备的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
请参阅图1和图2，图1为本发明实施例提供的计算外包的区块链隐私验证方法的应用场景示意图；图2为本发明实施例提供的计算外包的区块链隐私验证方法的流程示意图，该计算外包的区块链隐私验证方法应用于服务器中，该方法通过安装于服务器中的应用软件进行执行。
如图2所示，该方法包括步骤S101～S106。
S101、若检测到零知识证明专用节点的加入请求，调用智能合约中的登记函数，将零知识证明专用节点的身份数据进行注册，以加入区块链网络。
在本实施例中，在一个支持隐私交易的区块链网络中新增一个专门用于生成零知识证明的可信第三方机构节点(也可以理解为零知识证明专用节点)，且该可信第三方机构节点的配置极高、节点可信且不会作恶，那该零知识证明专用节点成功加入区块链网络后，即可专用于支持该区块链网络中所有节点的零知识证明生成的专用节点。
由于在区块链网络中的某一区块链节点设备在本地生成零知识证明时，存在大量的幂指运算，因此对于区块链节点设备的CPU和内存都有很高的要求。若有区块链节点设备的设备性能较低或是受故障影响其计算性能，会导致其在本地生成零知识证明的时间需几分钟之久，而不是在半分钟之内完成。通过将区块链网络中的零知识证明生成功能全集中与高设备性能的零知识证明专用节点，可以满足弱计算能力的节点使用隐私交易功能。
在一实施例中，步骤S101包括：
接收零知识证明专用节点上传的身份哈希值和指定验证节点；
通过区块链网络中的所述指定验证节点调用智能合约的登记函数对所述身份哈希值进行区块链身份信息绑定；
若已通过登记完成区块链身份信息绑定，将所生成的身份数据标识符发送至零知识证明专用节点；
将所述零知识证明专用节点加入区块链网络的通知信息进行广播，以通知已成功加入区块链网络。
在本实施例中，为了使零知识证明专用节点快速加入区块链网络，此时可以先由零知识证明专用节点将其身份哈希值和指定验证节点发送至区块链网络。其中，指定验证节点一般是区块链网络中的验证节点(例如身份验证服务器)，验证节点可以调用智能合约以进行新节点的注册和验证。
当指定验证节点(即验证节点)接收到了身份哈希值后，通过调用智能合约中的登记函数对所述身份哈希值进行区块链身份信息绑定时，可以理解为将所述身份哈希值和指定验证节点作为登记函数的入参，进行运算后输出身份数据标识符(用ID简记)。此时将所述输出身份数据标识符在区块链网络中进行广播，也就通知了区块链网络中原来就存在的区块链节点有新节点的加入。
在一实施例中，所述步骤S101之后还包括：
接收所述零知识证明专用节点发送的身份数据标识符和身份明文数据；
根据智能合约及身份数据标识符，获取对应的当前身份哈希值；
将所述身份明文数据进行身份哈希运算得到身份明文哈希值；
判断所述身份明文哈希值是否与当前身份哈希值相同；
若所述身份明文哈希值与当前身份哈希值相同，将验证成功的响应信息发送至所述零知识证明专用节点。
在本实施例中，当所述零知识证明专用节点完成了前述的登记过程后，后续再次登录区块链网络时的具体过程即是：先将所述零知识证明专用节点的身份数据标识符和身份明文数据发送至指定验证节点；然后，指定验证节点根据所接收到的身份数据标识符以查询获取对应的当前身份哈希值，在这一当前身份哈希值是在零知识证明专用节点注册阶段就生成的，此时可以查询得到作为身份验证的凭证；之后，指定验证节点通过SHA-256算法计算所述身份明文数据对应的身份明文哈希值；最后若判定所述身份明文哈希值与当前身份哈希值相同，将验证成功的响应信息发送至所述零知识证明专用节点，也就表示所述零知识证明专用节点的身份没有造假，可以通过区块链网络的登录验证。
在一实施例中，步骤S101之后还包括：
生成用于公开交易或隐私交易的公共参数，以进行区块链网络的初始化。
在本实施例中，具体可根据区块链网络的系统安全系数选取一个双线性群G，该双线性群G的生成元为g、阶为N，则全局的公共参数为GP＝(N，g)，之后在选择SHA-256这一哈希函数H，使得哈希函数H能够将用户的身份数据标识符映射到双线性群中的元素。
S102、若检测到有区块链节点的转账支付请求，获取所述转账支付请求对应的发起方区块链节点和接收方区块链节点，将转账支付请求对应的发起方区块链节点中的公开信息和隐私信息发送至零知识证明专用节点。
在本实施例中，为了更清楚的理解本申请的技术方案，下面参考如图3的区块链网络来详细说明技术方案。
在如图3的区块链网络中，包括7个区块链节点设备，分别记为Node0-Node6，Node6为零知识证明专用节点。例如，如Node0对应的区块链节点设备向Node3对应的区块链节点设备发起转账支付请求(Node0对应发起方区块链节点，Node3对应接收方区块链节点)，此时为了将生成零知识证明的计算过程外包至零知识证明专用节点以降低本地的数据处理要求，此时可以由Node0对应的区块链节点设备将公开信息和隐私信息发送至零知识证明专用节点Node6。
S103、由零知识证明专用节点对所接收到的公开信息和隐私信息进行证明生成，得到当前零知识证明。
在本实施例中，零知识证明是一种加密方案，最初在20世纪80年代由麻省理工大学研究人员在论文中提出。零知识协议是一方(证明方)可以向另一方(验证方)证明某事是真实的方法，除了这一具体陈述是真实的事实以外，不透露任何额外的信息。
即Node0向零知识证明专用节点Node6发送了公开信息和隐私信息后，由零知识证明专用节点Node6根据所接收到的公开信息和隐私信息以及所调用的zk-SNARK算法(即零知识简洁非交互式只是论证算法)来生成零知识证明。
也即是Node0向零知识证明专用节点Node6发送了公开信息和隐私信息，可以用来证明多项式问题t(x)h(x)＝w(x)v(x)是成立的。更具体是，在零知识证明专用节点Node6可以根据随机选择数值s证明多项式问题t(s)h(s)＝w(s)v(s)是成立的。由于将证明过程外包至零知识证明专用节点中进行，极大的降低了非零知识证明专用节点的其他节点对CPU和内存的高性能要求。
在一实施例中，步骤S103包括：
零知识证明专用节点调用zk-SNARK算法对应的多项式问题t(x)h(x)＝w(x)v(x)；
随机选择验证的数值s，以验证t(s)h(s)＝w(s)v(s)成立，且保存证明过程数据；
由多项式问题t(x)h(x)＝w(x)v(x)的证明过程数据组成零知识证明，将所述零知识证明发送至发起方区块链节点。
在本实施例中，Node0向零知识证明专用节点Node6发送了公开信息和隐私信息后，即在零知识证明专用节点Node6中产生多项式问题t(x)h(x)＝w(x)v(x)是成立的证明过程，之后零知识证明专用节点Node6将多项式问题t(x)h(x)＝w(x)v(x)是成立的证明过程发送至Node0，从而实现了证明过程的外包。
S104、发起方区块链节点将零知识证明、公开信息和隐私信息进行签名得到签名数据，将签名数据在区块链网络中进行广播。
在本实施例中，为了对Node0对应的区块链节点设备向Node3对应的区块链节点设备的此笔交易进行验证，此时为了提高交易数据的不可篡改性，此时需要发起方区块链节点将零知识证明、公开信息和隐私信息进行签名得到签名数据。
在一实施例中，步骤S104包括：
获取发起方区块链节点本地的私钥和接收方区块链节点的公钥；
通过发起方区块链节点将零知识证明、公开信息、隐私信息和接收方区块链节点的公钥组成的第一联合数据进行哈希运算，得到当前第一哈希值；
在本实施例中，通过上述过程即完成了第一联合数据的签名，有效提高了数据安全性。而且签名数据中是包括了零知识证明，其他节点可以验证发起方区块链节点发起这笔交易的有效性。
S105、通过区块链网络中的区块链节点对所述签名数据进行验证，判断所述签名数据是否通过验证。
在本实施例中，当非发起方区块链节点的其他区块链节点(如Node1、Node2、Node4、Node5)为了验证这个签名数据时，，即是验证该签名数据对应的支付交易是否有效。
在一实施例中，步骤S105包括：
由其他区块链节点中获取发起方区块链本地的公钥；
在其他区块链节点中通过发起方区块链本地的公钥对所述签名数据进行解密，得到解密数据；
在其他区块链节点中将零知识证明、公开信息、隐私信息和本地的公钥组成的第二联合数据进行哈希运算，得到当前第二哈希值；
通过判断当前第二哈希值是否等于所述解密数据，以实现判断所述签名数据是否通过验证。
在本实施例中，通过其他区块链节点共同进行上述签名的验证过程，实现了对本笔交易的有效性验证。这一验证过程，也是符合区块链网络上由区块链节点共同验证数据的真实有效性的特性。
S106、若所述签名数据通过验证，通过实用拜占庭容错算法选举区块链网络中的领导节点，通过所述领导节点中创建的当前区块将所述签名数据进行存储，将所述当前区块中的签名数据的副本发送至区块链网络中的其他节点。
在本实施例中，当验证了签名数据的有效性后，可以将该交易数据写入区块链。实用拜占庭容错算法由Miguel Castro和Barbara Liskov在1999年提出，可以在作恶节点少于三分之一的情况下，保证系统的正确性(避免分叉)。
通过实用拜占庭容错算法选举领导节点，之后再通过所述领导节点中创建的当前区块将所述签名数据进行存储。最后再以极短的时间内，将签名数据的副本发送至私有链网络中除了领导节点以外的其他节点。通过这一方式，将每一签名数据进行了有效保存，不仅数据无法篡改，而且便于溯源查询。
多个区块链节点形成的区块链网络中，每一区块链节点中均存储有完整的区块链。也即每一个区块链节点对应的设备中是存储有完整的区块链数据，这样实现了共同记账的过程。
其中，若所述签名数据未通过验证，向所述发起方区块链节点发送交易失败的提示信息，以通过这一方式及时提示交易未成功。
该方法实现了将区块链网络中所有节点基于公开信息和隐私信息进行的零知识证明全部外包集中在区块链网络中高设备性能的零知识证明专用节点进行，不仅提高了数据的隐私性，而且节省了区块链网络中低性能节点的计算资源，提高了计算效率。
本发明实施例还提供一种计算外包的区块链隐私验证装置，该计算外包的区块链隐私验证装置用于执行前述计算外包的区块链隐私验证方法的任一实施例。具体地，请参阅图4，图4是本发明实施例提供的计算外包的区块链隐私验证装置的示意性框图。该计算外包的区块链隐私验证装置100可以配置于服务器中。
如图4所示，计算外包的区块链隐私验证装置100包括：专用节点注册单元101、信息发送单元102、零知识证明生成单元103、签名数据广播单元104、签名数据验证单元105、签名数据存储单元106。
专用节点注册单元101，用于若检测到零知识证明专用节点的加入请求，调用智能合约中的登记函数，将零知识证明专用节点的身份数据进行注册，以加入区块链网络。
在本实施例中，在一个支持隐私交易的区块链网络中新增一个专门用于生成零知识证明的可信第三方机构节点(也可以理解为零知识证明专用节点)，且该可信第三方机构节点的配置极高、节点可信且不会作恶，那该零知识证明专用节点成功加入区块链网络后，即可专用于支持该区块链网络中所有节点的零知识证明生成的专用节点。
由于在区块链网络中的某一区块链节点设备在本地生成零知识证明时，存在大量的幂指运算，因此对于区块链节点设备的CPU和内存都有很高的要求。若有区块链节点设备的设备性能较低或是受故障影响其计算性能，会导致其在本地生成零知识证明的时间需几分钟之久，而不是在半分钟之内完成。通过将区块链网络中的零知识证明生成功能全集中与高设备性能的零知识证明专用节点，可以满足弱计算能力的节点使用隐私交易功能。
在一实施例中，专用节点注册单元101包括：
注册信息上传单元，用于接收零知识证明专用节点上传的身份哈希值和指定验证节点；
身份信息绑定单元，用于通过区块链网络中的所述指定验证节点调用智能合约的登记函数对所述身份哈希值进行区块链身份信息绑定；
标识符发送单元，用于若已通过登记完成区块链身份信息绑定，将所生成的身份数据标识符发送至零知识证明专用节点；
加入信息广播单元，用于将所述零知识证明专用节点加入区块链网络的通知信息进行广播，以通知已成功加入区块链网络。
在本实施例中，为了使零知识证明专用节点快速加入区块链网络，此时可以先由零知识证明专用节点将其身份哈希值和指定验证节点发送至区块链网络。其中，指定验证节点一般是区块链网络中的验证节点(例如身份验证服务器)，验证节点可以调用智能合约以进行新节点的注册和验证。
当指定验证节点(即验证节点)接收到了身份哈希值后，通过调用智能合约中的登记函数对所述身份哈希值进行区块链身份信息绑定时，可以理解为将所述身份哈希值和指定验证节点作为登记函数的入参，进行运算后输出身份数据标识符(用ID简记)。此时将所述输出身份数据标识符在区块链网络中进行广播，也就通知了区块链网络中原来就存在的区块链节点有新节点的加入。
在一实施例中，计算外包的区块链隐私验证装置100还包括：
专用节点数据接收单元，用于接收所述零知识证明专用节点发送的身份数据标识符和身份明文数据；
身份哈希值获取单元，用于根据智能合约及身份数据标识符，获取对应的当前身份哈希值；
身份哈希运算单元，用于将所述身份明文数据进行身份哈希运算得到身份明文哈希值；
哈希值比对单元，用于判断所述身份明文哈希值是否与当前身份哈希值相同；
响应信息发送单元，用于若所述身份明文哈希值与当前身份哈希值相同，将验证成功的响应信息发送至所述零知识证明专用节点。
在本实施例中，当所述零知识证明专用节点完成了前述的登记过程后，后续再次登录区块链网络时的具体过程即是：先将所述零知识证明专用节点的身份数据标识符和身份明文数据发送至指定验证节点；然后，指定验证节点根据所接收到的身份数据标识符以查询获取对应的当前身份哈希值，在这一当前身份哈希值是在零知识证明专用节点注册阶段就生成的，此时可以查询得到作为身份验证的凭证；之后，指定验证节点通过SHA-256算法计算所述身份明文数据对应的身份明文哈希值；最后若判定所述身份明文哈希值与当前身份哈希值相同，将验证成功的响应信息发送至所述零知识证明专用节点，也就表示所述零知识证明专用节点的身份没有造假，可以通过区块链网络的登录验证。
在一实施例中，计算外包的区块链隐私验证装置100还包括：
区块链网络初始化单元，用于生成用于公开交易或隐私交易的公共参数，以进行区块链网络的初始化。
在本实施例中，具体可根据区块链网络的系统安全系数选取一个双线性群G，该双线性群G的生成元为g、阶为N，则全局的公共参数为GP＝(N，g)，之后在选择SHA-256这一哈希函数H，使得哈希函数H能够将用户的身份数据标识符映射到双线性群中的元素。
信息发送单元102，用于若检测到有区块链节点的转账支付请求，获取所述转账支付请求对应的发起方区块链节点和接收方区块链节点，将转账支付请求对应的发起方区块链节点中的公开信息和隐私信息发送至零知识证明专用节点。
在本实施例中，为了更清楚的理解本申请的技术方案，下面参考如图3的区块链网络来详细说明技术方案。
在如图3的区块链网络中，包括7个区块链节点设备，分别记为Node0-Node6，Node6为零知识证明专用节点。例如，如Node0对应的区块链节点设备向Node3对应的区块链节点设备发起转账支付请求(Node0对应发起方区块链节点，Node3对应接收方区块链节点)，此时为了将生成零知识证明的计算过程外包至零知识证明专用节点以降低本地的数据处理要求，此时可以由Node0对应的区块链节点设备将公开信息和隐私信息发送至零知识证明专用节点Node6。
零知识证明生成单元103，用于由零知识证明专用节点对所接收到的公开信息和隐私信息进行证明生成，得到当前零知识证明。
在本实施例中，零知识证明是一种加密方案，最初在20世纪80年代由麻省理工大学研究人员在论文中提出。零知识协议是一方(证明方)可以向另一方(验证方)证明某事是真实的方法，除了这一具体陈述是真实的事实以外，不透露任何额外的信息。
即Node0向零知识证明专用节点Node6发送了公开信息和隐私信息后，由零知识证明专用节点Node6根据所接收到的公开信息和隐私信息以及所调用的zk-SNARK算法(即零知识简洁非交互式只是论证算法)来生成零知识证明。
也即是Node0向零知识证明专用节点Node6发送了公开信息和隐私信息，可以用来证明多项式问题t(x)h(x)＝w(x)v(x)是成立的。更具体是，在零知识证明专用节点Node6可以根据随机选择数值s证明多项式问题t(s)h(s)＝w(s)v(s)是成立的。由于将证明过程外包至零知识证明专用节点中进行，极大的降低了非零知识证明专用节点的其他节点对CPU和内存的高性能要求。
在一实施例中，零知识证明生成单元103包括：
多项式问题获取单元，用于零知识证明专用节点调用zk-SNARK算法对应的多项式问题t(x)h(x)＝w(x)v(x)；
多项式问题证明单元，用于随机选择验证的数值s，以验证t(s)h(s)＝w(s)v(s)成立，且保存证明过程数据；
证明数据发送单元，用于由多项式问题t(x)h(x)＝w(x)v(x)的证明过程数据组成零知识证明，将所述零知识证明发送至发起方区块链节点。
在本实施例中，Node0向零知识证明专用节点Node6发送了公开信息和隐私信息后，即在零知识证明专用节点Node6中产生多项式问题t(x)h(x)＝w(x)v(x)是成立的证明过程，之后零知识证明专用节点Node6将多项式问题t(x)h(x)＝w(x)v(x)是成立的证明过程发送至Node0，从而实现了证明过程的外包。
签名数据广播单元104，用于发起方区块链节点将零知识证明、公开信息和隐私信息进行签名得到签名数据，将签名数据在区块链网络中进行广播。
在本实施例中，为了对Node0对应的区块链节点设备向Node3对应的区块链节点设备的此笔交易进行验证，此时为了提高交易数据的不可篡改性，此时需要发起方区块链节点将零知识证明、公开信息和隐私信息进行签名得到签名数据。
在一实施例中，签名数据广播单元104包括：
公私钥获取单元，用于获取发起方区块链节点本地的私钥和接收方区块链节点的公钥；
第一哈希运算单元，用于通过发起方区块链节点将零知识证明、公开信息、隐私信息和接收方区块链节点的公钥组成的第一联合数据进行哈希运算，得到当前第一哈希值；
哈希加密单元，用于通过发起方区块链节点本地的私钥对所述当前第一哈希值进行加密，得到签名数据。
在本实施例中，通过上述过程即完成了第一联合数据的签名，有效提高了数据安全性。而且签名数据中是包括了零知识证明，其他节点可以验证发起方区块链节点发起这笔交易的有效性。
签名数据验证单元105，用于通过区块链网络中的区块链节点对所述签名数据进行验证，判断所述签名数据是否通过验证。
在本实施例中，当非发起方区块链节点的其他区块链节点(如Node1、Node2、Node4、Node5)验证这个签名数据时，即是验证该签名数据对应的支付交易是否有效。
在一实施例中，签名数据验证单元105包括：
本地公钥获取单元，用于由其他区块链节点中获取发起方区块链本地的公钥；
签名数据解密单元，用于在其他区块链节点中通过发起方区块链本地的公钥对所述签名数据进行解密，得到解密数据；
第二哈希运算单元，用于在其他区块链节点中将零知识证明、公开信息、隐私信息和本地的公钥组成的第二联合数据进行哈希运算，得到当前第二哈希值；
第二哈希值判断单元，用于通过判断当前第二哈希值是否等于所述解密数据，以实现判断所述签名数据是否通过验证。
在本实施例中，通过其他区块链节点共同进行上述签名的验证过程，实现了对本笔交易的有效性验证。这一验证过程，也是符合区块链网络上由区块链节点共同验证数据的真实有效性的特性。
签名数据存储单元106，用于若所述签名数据通过验证，通过实用拜占庭容错算法选举区块链网络中的领导节点，通过所述领导节点中创建的当前区块将所述签名数据进行存储，将所述当前区块中的签名数据的副本发送至区块链网络中的其他节点。
在本实施例中，当验证了签名数据的有效性后，可以将该交易数据写入区块链。实用拜占庭容错算法由Miguel Castro和Barbara Liskov在1999年提出，可以在作恶节点少于三分之一的情况下，保证系统的正确性(避免分叉)。
通过实用拜占庭容错算法选举领导节点，之后再通过所述领导节点中创建的当前区块将所述签名数据进行存储。最后再以极短的时间内，将签名数据的副本发送至私有链网络中除了领导节点以外的其他节点。通过这一方式，将每一签名数据进行了有效保存，不仅数据无法篡改，而且便于溯源查询。
多个区块链节点形成的区块链网络中，每一区块链节点中均存储有完整的区块链。也即每一个区块链节点对应的设备中是存储有完整的区块链数据，这样实现了共同记账的过程。
该装置实现了将区块链网络中所有节点基于公开信息和隐私信息进行的零知识证明全部外包集中在区块链网络中高设备性能的零知识证明专用节点进行，不仅提高了数据的隐私性，而且节省了区块链网络中低性能节点的计算资源，提高了计算效率。
上述计算外包的区块链隐私验证装置可以实现为计算机程序的形式，该计算机程序可以在如图5所示的计算机设备上运行。
请参阅图5，图5是本发明实施例提供的计算机设备的示意性框图。该计算机设备500是服务器，服务器可以是独立的服务器，也可以是多个服务器组成的服务器集群。
参阅图5，该计算机设备500包括通过系统总线501连接的处理器502、存储器和网络接口505，其中，存储器可以包括非易失性存储介质503和内存储器504。
该非易失性存储介质503可存储操作系统5031和计算机程序5032。该计算机程序5032被执行时，可使得处理器502执行计算外包的区块链隐私验证方法。
该处理器502用于提供计算和控制能力，支撑整个计算机设备500的运行。
该内存储器504为非易失性存储介质503中的计算机程序5032的运行提供环境，该计算机程序5032被处理器502执行时，可使得处理器502执行计算外包的区块链隐私验证方法。
该网络接口505用于进行网络通信，如提供数据信息的传输等。本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的计算机设备500的限定，具体的计算机设备500可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
其中，所述处理器502用于运行存储在存储器中的计算机程序5032，以实现本发明实施例公开的计算外包的区块链隐私验证方法。
本领域技术人员可以理解，图5中示出的计算机设备的实施例并不构成对计算机设备具体构成的限定，在其他实施例中，计算机设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。例如，在一些实施例中，计算机设备可以仅包括存储器及处理器，在这样的实施例中，存储器及处理器的结构及功能与图5所示实施例一致，在此不再赘述。
应当理解，在本发明实施例中，处理器502可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器502还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
在本发明的另一实施例中提供计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质可以为非易失性的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例公开的计算外包的区块链隐私验证方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的设备、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，也可以将具有相同功能的单元集合成一个单元，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种计算外包的区块链隐私验证方法，其特征在于，包括：
若检测到零知识证明专用节点的加入请求，调用智能合约中的登记函数，将零知识证明专用节点的身份数据进行注册，以加入区块链网络；
若检测到有区块链节点的转账支付请求，获取所述转账支付请求对应的发起方区块链节点和接收方区块链节点，将转账支付请求对应的发起方区块链节点中的公开信息和隐私信息发送至零知识证明专用节点；
由零知识证明专用节点对所接收到的公开信息和隐私信息进行证明生成，得到当前零知识证明；
发起方区块链节点将零知识证明、公开信息和隐私信息进行签名得到签名数据，将签名数据在区块链网络中进行广播；
通过区块链网络中的区块链节点对所述签名数据进行验证，判断所述签名数据是否通过验证；以及
若所述签名数据通过验证，通过实用拜占庭容错算法选举区块链网络中的领导节点，通过所述领导节点中创建的当前区块将所述签名数据进行存储，将所述当前区块中的签名数据的副本发送至区块链网络中的其他节点。
2.根据权利要求1所述的计算外包的区块链隐私验证方法，其特征在于，所述若检测到零知识证明专用节点的加入请求，调用智能合约中的登记函数，将零知识证明专用节点的身份数据进行注册，以加入区块链网络，包括：
接收零知识证明专用节点上传的身份哈希值和指定验证节点；
通过区块链网络中的所述指定验证节点调用智能合约的登记函数对所述身份哈希值进行区块链身份信息绑定；
若已通过登记完成区块链身份信息绑定，将所生成的身份数据标识符发送至零知识证明专用节点；
将所述零知识证明专用节点加入区块链网络的通知信息进行广播，以通知已成功加入区块链网络。
3.根据权利要求2所述的计算外包的区块链隐私验证方法，其特征在于，所述若检测到零知识证明专用节点的加入请求，调用智能合约中的登记函数，将零知识证明专用节点的身份数据进行注册，以加入区块链网络之后，还包括：
接收所述零知识证明专用节点发送的身份数据标识符和身份明文数据；
根据智能合约及身份数据标识符，获取对应的当前身份哈希值；
将所述身份明文数据进行身份哈希运算得到身份明文哈希值；
判断所述身份明文哈希值是否与当前身份哈希值相同；
若所述身份明文哈希值与当前身份哈希值相同，将验证成功的响应信息发送至所述零知识证明专用节点。
4.根据权利要求1所述的计算外包的区块链隐私验证方法，其特征在于，所述若检测到零知识证明专用节点的加入请求，调用智能合约中的登记函数，将零知识证明专用节点的身份数据进行注册，以加入区块链网络之后，还包括：
生成用于公开交易或隐私交易的公共参数，以进行区块链网络的初始化。
5.根据权利要求1所述的计算外包的区块链隐私验证方法，其特征在于，所述由零知识证明专用节点对所接收到的公开信息和隐私信息进行证明生成，得到当前零知识证明，包括：
零知识证明专用节点调用zk-SNARK算法对应的多项式问题t(x)h(x)＝w(x)v(x)；
随机选择验证的数值s，以验证t(s)h(s)＝w(s)v(s)成立，且保存证明过程数据；
由多项式问题t(x)h(x)＝w(x)v(x)的证明过程数据组成零知识证明，将所述零知识证明发送至发起方区块链节点。
6.根据权利要求1所述的计算外包的区块链隐私验证方法，其特征在于，所述发起方区块链节点将零知识证明、公开信息和隐私信息进行签名得到签名数据，包括：
获取发起方区块链节点本地的私钥和接收方区块链节点的公钥；
通过发起方区块链节点将零知识证明、公开信息、隐私信息和接收方区块链节点的公钥组成的第一联合数据进行哈希运算，得到当前第一哈希值；
通过发起方区块链节点本地的私钥对所述当前第一哈希值进行加密，得到签名数据。
7.根据权利要求1所述的计算外包的区块链隐私验证方法，其特征在于，所述通过区块链网络中的区块链节点对所述签名数据进行验证，判断所述签名数据是否通过验证，包括：
由区块链网络中其他区块链节点中获取发起方区块链节点本地的公钥；
在其他区块链节点中通过发起方区块链节点本地的公钥对所述签名数据进行解密，得到解密数据；
通过区块链网络中其他区块链节点中将零知识证明、公开信息、隐私信息和本地的公钥组成的第二联合数据进行哈希运算，得到当前第二哈希值；
通过判断当前第二哈希值是否等于所述解密数据，以判定所述签名数据是否通过验证。
8.一种计算外包的区块链隐私验证装置，其特征在于，包括：
专用节点注册单元，用于若检测到零知识证明专用节点的加入请求，调用智能合约中的登记函数，将零知识证明专用节点的身份数据进行注册，以加入区块链网络；
信息发送单元，用于若检测到有区块链节点的转账支付请求，获取所述转账支付请求对应的发起方区块链节点和接收方区块链节点，将转账支付请求对应的发起方区块链节点中的公开信息和隐私信息发送至零知识证明专用节点；
零知识证明生成单元，用于由零知识证明专用节点对所接收到的公开信息和隐私信息进行证明生成，得到当前零知识证明；
签名数据广播单元，用于发起方区块链节点将零知识证明、公开信息和隐私信息进行签名得到签名数据，将签名数据在区块链网络中进行广播；
签名数据验证单元，用于通过区块链网络中的区块链节点对所述签名数据进行验证，判断所述签名数据是否通过验证；以及
签名数据存储单元，用于若所述签名数据通过验证，通过实用拜占庭容错算法选举区块链网络中的领导节点，通过所述领导节点中创建的当前区块将所述签名数据进行存储，将所述当前区块中的签名数据的副本发送至区块链网络中的其他节点。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上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至7中任一项所述的计算外包的区块链隐私验证方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序当被处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1至7任一项所述的计算外包的区块链隐私验证方法。
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