CN112150142A - 一种基于量子随机数的数字货币生成方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于量子随机数的数字货币生成方法及装置，数字货币由铸币厂发行，依据预设密码学算法，利用量子随机数、货币编号、货币兑换人公钥和货币金额生成铸币厂认证码，在此基础上生成包括货币编号、货币金额、货币兑换人公钥、铸币厂认证码和铸币厂信息的数字货币。由于量子随机数无法被预知和破解，因此铸币厂认证码为数字货币独一无二的防伪标签，包含铸币厂认证码的数字货币不可被破解，降低了数字货币被攻击的风险，保证了数字货币不可伪造。
Description
技术领域
本发明涉及数字货币技术领域，更具体的，涉及一种基于量子随机数的数字货币生成方法及装置。
背景技术
目前有两种数字货币方案，一种为中心化数字货币，另一种为去中心化数字货币。
但无论是中心化数字货币还是去中心化数字货币一般都采用公钥体系构建，存在被超级计算机或量子计算攻击的风险。
发明内容
有鉴于此，本发明公开了一种基于量子随机数的数字货币生成方法及装置，通过量子随机数防伪，降低了被攻击的风险，保证了数字货币不可伪造。
为了实现上述发明目的，本发明提供的具体技术方案如下：
一种基于量子随机数的数字货币生成方法，包括：
当接收到货币兑换人发起的数字货币生成请求时，获取货币兑换人公钥，并生成货币编号和货币金额；
利用量子随机数发生器生成量子随机数；
依据预设密码学算法，利用所述量子随机数、所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额生成铸币厂认证码；
依据所述货币编号、所述货币金额、所述货币兑换人公钥、所述铸币厂认证码和铸币厂信息构建数字货币；
将构建的数字货币发送到货币兑换人。
可选的，依据预设密码学算法，利用所述量子随机数、所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额生成铸币厂认证码，包括：
将所述量子随机数作为密钥，利用消息认证码算法、所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额生成所述铸币厂认证码。
可选的，依据预设密码学算法，利用所述量子随机数、所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额生成铸币厂认证码，包括：
将所述量子随机数作为密钥，采用一次一密算法对所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额进行加密，得到加密数据；
计算所述加密数据的哈希值，并将所述加密数据的哈希值作为所述铸币厂认证码。
可选的，所述方法还包括：
保存所述货币编号与所述量子随机数之间的对应关系。
可选的，所述保存所述货币编号与所述量子随机数之间的对应关系，包括：
在不同的数据中心服务器上保存所述货币编号与所述量子随机数之间的对应关系。
可选的，在所述保存所述货币编号与所述量子随机数之间的对应关系之后，所述方法还包括：
采用量子密钥分发技术，在本地和异地分发对称量子密钥；
利用所述对称量子密钥对所述量子随机数进行加密，并将加密后的数据发送到异地数据库进行备份存储。
可选的，所述方法还包括：
当接收到货币验证请求时，依据本地存储的货币编号与量子随机数之间的对应关系验证所述货币验证请求对应的目标数字货币的真伪。
可选的，所述依据本地存储的货币编号与量子随机数之间的对应关系验证所述货币验证请求对应的目标数字货币的真伪，包括：
对所述货币验证请求进行解析得到目标货币编号，所述目标货币编号为所述目标数字货币的货币编号；
依据本地存储的货币编号与量子随机数之间的对应关系，确定所述目标货币编号对应的量子随机数；
利用所述目标货币编号对应的量子随机数，对所述目标数字货币的铸币厂认证码进行验证；
依据对所述目标数字货币的铸币厂认证码的验证结果判断所述目标数字货币的真伪。
一种基于量子随机数的数字货币生成装置，包括：
请求接收单元，用于当接收到货币兑换人发起的数字货币生成请求时，获取货币兑换人公钥，并生成货币编号和货币金额；
随机数生成单元，用于利用量子随机数发生器生成量子随机数；
认证码生成单元，用于依据预设密码学算法，利用所述量子随机数、所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额生成铸币厂认证码；
货币构建单元，用于依据所述货币编号、所述货币金额、所述货币兑换人公钥、所述铸币厂认证码和铸币厂信息构建数字货币；
货币交付单元，用于将构建的数字货币发送到货币兑换人。
可选的，所述认证码生成单元，具体用于将所述量子随机数作为密钥，利用消息认证码算法、所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额生成所述铸币厂认证码。
可选的，所述认证码生成单元，具体用于将所述量子随机数作为密钥，采用一次一密算法对所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额进行加密，得到加密数据，计算所述加密数据的哈希值，并将所述加密数据的哈希值作为所述铸币厂认证码。
可选的，所述装置还包括：
对应关系保存单元，用于保存所述货币编号与所述量子随机数之间的对应关系。
可选的，所述对应关系保存单元，具体用于在不同的数据中心服务器上保存所述货币编号与所述量子随机数之间的对应关系。
可选的，所述装置还包括：
异地备份单元，用于在保存所述货币编号与所述量子随机数之间的对应关系之后，采用量子密钥分发技术，在本地和异地分发对称量子密钥，利用所述对称量子密钥对所述量子随机数进行加密，并将加密后的数据发送到异地数据库进行备份存储。
可选的，所述装置还包括：
货币验证单元，用于当接收到货币验证请求时，依据本地存储的货币编号与量子随机数之间的对应关系验证所述货币验证请求对应的目标数字货币的真伪。
可选的，所述货币验证单元，具体用于：
对所述货币验证请求进行解析得到目标货币编号，所述目标货币编号为所述目标数字货币的货币编号；
依据本地存储的货币编号与量子随机数之间的对应关系，确定所述目标货币编号对应的量子随机数；
利用所述目标货币编号对应的量子随机数，对所述目标数字货币的铸币厂认证码进行验证；
依据对所述目标数字货币的铸币厂认证码的验证结果判断所述目标数字货币的真伪。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
本发明公开的基于量子随机数的数字货币生成方法，数字货币由铸币厂发行，依据预设密码学算法，利用量子随机数、货币编号、货币兑换人公钥和货币金额生成铸币厂认证码，在此基础上生成包括货币编号、货币金额、货币兑换人公钥、铸币厂认证码和铸币厂信息的数字货币。由于量子随机数无法被预知和破解，因此铸币厂认证码为数字货币独一无二的防伪标签，包含铸币厂认证码的数字货币不可被破解，降低了数字货币被攻击的风险，保证了数字货币不可伪造。
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为本发明实施例公开的一种基于量子随机数的数字货币生成方法的流程示意图；
图2为本发明实施例公开的一种数字货币的验证方法的流程示意图；
图3为本发明实施例公开的一种基于量子随机数的数字货币生成装置的结构示意图。
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。
本实施例公开了一种基于量子随机数的数字货币生成方法，请参阅图1，该数字货币生成方法具体包括以下步骤：
S101：当接收到货币兑换人发起的数字货币生成请求时，获取货币兑换人公钥，并生成货币编号和货币金额；
数字货币生成请求中携带有货币兑换人公钥和货币金额，货币编号具有唯一性。
S102：利用量子随机数发生器生成量子随机数；
量子随机数是通过量子力学证明的安全随机数，相对于伪随机数，量子随机数无法被预知和破解。
S103：依据预设密码学算法，利用所述量子随机数、所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额生成铸币厂认证码；
本实施例提供了两种生成铸币厂认证码的方式。
方式一
密码学算法为，将量子随机数作为密钥，利用消息认证码算法、货币编号、货币兑换人公钥和货币金额生成铸币厂认证码。
T＝MAC(K，M)
其中，T为铸币厂认证码，MAC为消息认证码算法，K为量子随机数，M为货币编号、货币兑换人公钥和货币金额。
方式二
密码学算法为，先将量子随机数作为密钥，采用一次一密算法对货币编号、货币兑换人公钥和货币金额进行加密，得到加密数据，再计算加密数据的哈希值，将加密数据的哈希值作为所述铸币厂认证码。
具体的，采用一次一密算法对货币编号、货币兑换人公钥和货币金额进行加密的方法为：首先将量子随机数作为密钥，然后将货币编号、货币兑换人公钥和货币金额转变成二进制序列，即由‘0’和‘1’组成的序列，最后逐位计算量子随机数与二进制序列的异或值，结果得到的密文不可能被破解。
需要说明的是，量子随机数的长度与二进制序列的长度一致。
S104：依据所述货币编号、所述货币金额、所述货币兑换人公钥、所述铸币厂认证码和铸币厂信息构建数字货币；
铸币厂信息包括但不仅限于包括铸币厂机构名称、注册信息和时间戳。
S105：将构建的数字货币发送到货币兑换人。
需要说明的是，数字货币由铸币厂生成，且铸币厂具有对数字货币的验证功能，保证数字货币交易的安全性。
每次生成数字货币时，都会保存货币编号与量子随机数之间的对应关系，在接收到货币验证请求时，依据本地存储的货币编号与量子随机数之间的对应关系验证货币验证请求对应的目标数字货币的真伪。
具体的，请参阅图2，数字货币的验证方法具体包括以下步骤：
S201：对货币验证请求进行解析得到目标货币编号，目标货币编号为目标数字货币的货币编号；
S202：依据本地存储的货币编号与量子随机数之间的对应关系，确定目标货币编号对应的量子随机数；
S203：利用目标货币编号对应的量子随机数，对目标数字货币的铸币厂认证码进行验证；
具体的，针对上述第一种铸币厂认证码生成方式，将目标货币编号对应的量子随机数作为密钥，利用消息认证码算法、目标数字货币中的货币编号、货币兑换人公钥和货币金额得到铸币厂认证码验证信息，判断铸币厂认证码验证信息与目标数字货币中的铸币厂认证码是否一致，若一致，则目标数字货币为真，若不一致，则目标数字货币为伪造的。
针对上述第二种铸币厂认证码生成方式，将目标货币编号对应的量子随机数作为密钥，采用一次一密算法对目标数字货币中的货币兑换人公钥和货币金额进行加密，得到加密数据，再计算加密数据的哈希值，将加密数据的哈希值作为铸币厂认证码验证信息，判断铸币厂认证码验证信息与目标数字货币中的铸币厂认证码是否一致，若一致，则目标数字货币为真，若不一致，则目标数字货币为伪造的。
S204：依据对目标数字货币的铸币厂认证码的验证结果判断目标数字货币的真伪。
可见，本实施例生成的数字货币不可被伪造，保证了数字货币交易的安全性。
其中，随机数与铸币厂认证码的对应关系可以采用分布式存储来实现，即在不同数据中心服务器上保存随机数与铸币厂认证码的对应关系，防止验证数字货币真伪的关键数据遗失，通过分布式存储还可以创建多个验钞服务站，方便用户验证数字货币的真伪。
进一步，量子随机数在本地存储有意外损坏的危险，为了解决这一技术问题，可以选择异地备份，但是在异地备份的过程中可能会被窃听。在此基础上，本实施例采用量子密钥分发技术，在本地和异地分发对称量子密钥，即在本地和异地同时生成相同的量子随机数，即对称量子密钥。
利用对称量子密钥对用于生成铸币厂认证码的量子随机数进行加密，并将加密后的数据发送到异地数据库进行备份存储，避免了在异地备份的过程中量子随机数被窃听的风险，当量子随机数被保存在异地数据库中后，在使用时可以通过对称量子密钥对加密数据进行解密，从而不影响量子随机数的正常使用。
基于上述实施例公开的一种基于量子随机数的数字货币生成方法，本实施例对应公开了一种基于量子随机数的数字货币生成装置，请参阅图3，该装置包括：
请求接收单元301，用于当接收到货币兑换人发起的数字货币生成请求时，获取货币兑换人公钥，并生成货币编号和货币金额；
随机数生成单元302，用于利用量子随机数发生器生成量子随机数；
认证码生成单元303，用于依据预设密码学算法，利用所述量子随机数、所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额生成铸币厂认证码；
货币构建单元304，用于依据所述货币编号、所述货币金额、所述货币兑换人公钥、所述铸币厂认证码和铸币厂信息构建数字货币；
货币交付单元305，用于将构建的数字货币发送到货币兑换人。
可选的，所述认证码生成单元，具体用于将所述量子随机数作为密钥，利用消息认证码算法、所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额生成所述铸币厂认证码。
可选的，所述认证码生成单元，具体用于将所述量子随机数作为密钥，采用一次一密算法对所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额进行加密，得到加密数据，计算所述加密数据的哈希值，并将所述加密数据的哈希值作为所述铸币厂认证码。
可选的，所述装置还包括：
对应关系保存单元，用于保存所述货币编号与所述量子随机数之间的对应关系。
可选的，所述对应关系保存单元，具体用于在不同的数据中心服务器上保存所述货币编号与所述量子随机数之间的对应关系。
可选的，所述装置还包括：
异地备份单元，用于在保存所述货币编号与所述量子随机数之间的对应关系之后，采用量子密钥分发技术，在本地和异地分发对称量子密钥，利用所述对称量子密钥对所述量子随机数进行加密，并将加密后的数据发送到异地数据库进行备份存储。
可选的，所述装置还包括：
货币验证单元，用于当接收到货币验证请求时，依据本地存储的货币编号与量子随机数之间的对应关系验证所述货币验证请求对应的目标数字货币的真伪。
可选的，所述货币验证单元，具体用于：
对所述货币验证请求进行解析得到目标货币编号，所述目标货币编号为所述目标数字货币的货币编号；
依据本地存储的货币编号与量子随机数之间的对应关系，确定所述目标货币编号对应的量子随机数；
利用所述目标货币编号对应的量子随机数，对所述目标数字货币的铸币厂认证码进行验证；
依据对所述目标数字货币的铸币厂认证码的验证结果判断所述目标数字货币的真伪。
本实施例公开的基于量子随机数的数字货币生成装置，数字货币由铸币厂发行，依据预设密码学算法，利用量子随机数、货币编号、货币兑换人公钥和货币金额生成铸币厂认证码，在此基础上生成包括货币编号、货币金额、货币兑换人公钥、铸币厂认证码和铸币厂信息的数字货币。由于量子随机数无法被预知和破解，因此铸币厂认证码为数字货币独一无二的防伪标签，包含铸币厂认证码的数字货币不可被破解，降低了数字货币被攻击的风险，保证了数字货币不可伪造。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，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操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或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。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (16)
1.一种基于量子随机数的数字货币生成方法，其特征在于，包括：
当接收到货币兑换人发起的数字货币生成请求时，获取货币兑换人公钥，并生成货币编号和货币金额；
利用量子随机数发生器生成量子随机数；
依据预设密码学算法，利用所述量子随机数、所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额生成铸币厂认证码；
依据所述货币编号、所述货币金额、所述货币兑换人公钥、所述铸币厂认证码和铸币厂信息构建数字货币；
将构建的数字货币发送到货币兑换人。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依据预设密码学算法，利用所述量子随机数、所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额生成铸币厂认证码，包括：
将所述量子随机数作为密钥，利用消息认证码算法、所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额生成铸币厂认证码。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依据预设密码学算法，利用所述量子随机数、所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额生成铸币厂认证码，包括：
将所述量子随机数作为密钥，采用一次一密算法对所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额进行加密，得到加密数据；
计算所述加密数据的哈希值，并将所述加密数据的哈希值作为所述铸币厂认证码。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
保存所述货币编号与所述量子随机数之间的对应关系。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述保存所述货币编号与所述量子随机数之间的对应关系，包括：
在不同的数据中心服务器上保存所述货币编号与所述量子随机数之间的对应关系。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述保存所述货币编号与所述量子随机数之间的对应关系之后，所述方法还包括：
采用量子密钥分发技术，在本地和异地分发对称量子密钥；
利用所述对称量子密钥对所述量子随机数进行加密，并将加密后的数据发送到异地数据库进行备份存储。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当接收到货币验证请求时，依据本地存储的货币编号与量子随机数之间的对应关系验证所述货币验证请求对应的目标数字货币的真伪。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述依据本地存储的货币编号与量子随机数之间的对应关系验证所述货币验证请求对应的目标数字货币的真伪，包括：
对所述货币验证请求进行解析得到目标货币编号，所述目标货币编号为所述目标数字货币的货币编号；
依据本地存储的货币编号与量子随机数之间的对应关系，确定所述目标货币编号对应的量子随机数；
利用所述目标货币编号对应的量子随机数，对所述目标数字货币的铸币厂认证码进行验证；
依据对所述目标数字货币的铸币厂认证码的验证结果判断所述目标数字货币的真伪。
9.一种基于量子随机数的数字货币生成装置，其特征在于，包括：
请求接收单元，用于当接收到货币兑换人发起的数字货币生成请求时，获取货币兑换人公钥，并生成货币编号和货币金额；
随机数生成单元，用于利用量子随机数发生器生成量子随机数；
认证码生成单元，用于依据预设密码学算法，利用所述量子随机数、所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额生成铸币厂认证码；
货币构建单元，用于依据所述货币编号、所述货币金额、所述货币兑换人公钥、所述铸币厂认证码和铸币厂信息构建数字货币；
货币交付单元，用于将构建的数字货币发送到货币兑换人。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述认证码生成单元，具体用于将所述量子随机数作为密钥，利用消息认证码算法、所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额生成所述铸币厂认证码。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述认证码生成单元，具体用于将所述量子随机数作为密钥，采用一次一密算法对所述货币编号、所述货币兑换人公钥和所述货币金额进行加密，得到加密数据，计算所述加密数据的哈希值，并将所述加密数据的哈希值作为所述铸币厂认证码。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
对应关系保存单元，用于保存所述货币编号与所述量子随机数之间的对应关系。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述对应关系保存单元，具体用于在不同的数据中心服务器上保存所述货币编号与所述量子随机数之间的对应关系。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
异地备份单元，用于在保存所述货币编号与所述量子随机数之间的对应关系之后，采用量子密钥分发技术，在本地和异地分发对称量子密钥，利用所述对称量子密钥对所述量子随机数进行加密，并将加密后的数据发送到异地数据库进行备份存储。
15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
货币验证单元，用于当接收到货币验证请求时，依据本地存储的货币编号与量子随机数之间的对应关系验证所述货币验证请求对应的目标数字货币的真伪。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述货币验证单元，具体用于：
对所述货币验证请求进行解析得到目标货币编号，所述目标货币编号为所述目标数字货币的货币编号；
依据本地存储的货币编号与量子随机数之间的对应关系，确定所述目标货币编号对应的量子随机数；
利用所述目标货币编号对应的量子随机数，对所述目标数字货币的铸币厂认证码进行验证；
依据对所述目标数字货币的铸币厂认证码的验证结果判断所述目标数字货币的真伪。
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