CN112184216A - 数字货币交易方法、装置、数字货币交易系统和存储介质 - Google Patents

数字货币交易方法、装置、数字货币交易系统和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数字货币交易方法、装置、数字货币交易系统和存储介质，数字货币交易方法包括根据父私钥等确定子私钥，根据子私钥对数字货币进行签名，将交易体和父公钥等发送至第二计算机装置等步骤，第二计算机装置用于根据父公钥等确定子公钥，根据子公钥验证交易体。本发明通过根据父私钥确定子私钥、根据父公钥确定子公钥的方式进行密钥派生，在需要新的公钥用来管理和标记货币所有权的时候，可以直接以父公钥来确定新的子公钥，在需要使用子私钥的时候，可以根据父私钥来确定新的子私钥，使得一个私钥不被重复使用，提高数字货币交易的安全性，同时使得同一个电子钱包可以管理多个数字货币账户。本发明广泛应用于数字货币技术领域。

Description

数字货币交易方法、装置、数字货币交易系统和存储介质
技术领域
本发明涉及数字货币技术领域，尤其是一种数字货币交易方法、装置、数字货币交易系统和存储介质。
背景技术
数字货币是一种新型货币，可以与现有的流通货币等价。数字货币发行机构发行加密字符串，这些加密字符串作为数字货币可以代表有面额的真实货币，用户可以在电子钱包中真实存储和管理这些数字货币。数字货币发行机构可以运营数字货币登记中心，记录数字货币在流转过程中的所有权转换关系。数字货币登记中心采用公钥相关联的字符串标记货币的所有权。用户在使用货币时，需要利用自己的私钥对交易进行签名，数字货币登记中心会根据货币的编号与对应的公钥对交易本身进行验证，在确定货币所有者的身份后，进行货币所有权的转换，将对应的货币所有权标记为新的公钥。本质上，数字货币的交易支付过程即是货币所有权的转移过程。
电子钱包本质上是一个密码学硬件，利用电子钱包的特征，可以高安全的存储管理用户的私钥。由于电子钱包对私钥的管理较严格，难以使用同一个电子钱包管理大量的账户，用户往往需要处理大量的电子钱包，这对用户造成了很大的负担。
发明内容
针对上述至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种数字货币交易方法、装置、数字货币交易系统和存储介质。
一方面，本发明实施例包括一种数字货币交易方法，包括：
获取第一编码、第一随机码和父私钥；
根据所述第一编码、所述第一随机码和所述父私钥确定子私钥；
根据所述子私钥对所要交易的数字货币进行签名；所述签名的结果为获得交易体；
获取第二编码、第二随机码和父公钥；
将所述交易体、所述第二编码、所述第二随机码和所述父公钥发送至第二计算机装置；所述第二计算机装置用于根据所述第二编码、所述第二随机码和所述父公钥确定子公钥，根据所述子公钥验证所述交易体。
进一步地，所述根据所述第一编码、所述第一随机码和所述父私钥确定子私钥，包括：
将所述第一编码、所述第一随机码和所述父私钥链接后进行哈希，确定第一哈希值；
将所述第一哈希值的高字节部分与所述父私钥之和确定为所述子私钥，将所述第一哈希值的低字节部分确定为与所述子私钥匹配的第三随机码；或者将所述第一哈希值的低字节部分确定为所述子私钥，将所述第一哈希值的高字节部分与所述父私钥之和确定为与所述子私钥匹配的第三随机码。
进一步地，所述根据所述第二编码、所述第二随机码和所述父公钥确定子公钥，包括：
将所述第二编码、所述第二随机码和所述父公钥链接后进行哈希，确定第二哈希值；
确定附加生成元；所述附加生成元为所述第二哈希值的高字节部分与椭圆曲线的生成元的乘积；
将所述附加生成元与所述父公钥之和确定为所述子公钥；
将所述第二哈希值的低字节部分确定为与所述子公钥匹配的第四随机码。
进一步地，所述父私钥是根据根私钥确定的，所述父公钥是根据根公钥确定的。
进一步地，所述根私钥和所述根公钥是根据以下步骤确定的：
获取第五随机码；
对所述第五随机码进行哈希，确定第三哈希值；
将所述第三哈希值的高字节部分确定为所述根私钥，将所述第三哈希值的低字节部分确定为与所述根私钥匹配的第六随机码；或者将所述第三哈希值的低字节部分确定为所述根私钥，将所述第三哈希值的高字节部分确定为与所述根私钥匹配的第六随机码；
将所述根私钥与椭圆曲线的生成元的乘积确定为所述根公钥。
进一步地，数字货币交易方法还包括：
当所述交易体通过验证，向数字货币交易登记系统发送登记请求。
进一步地，所述第二计算机装置还用于当所述交易体通过验证，向数字货币交易登记系统发送登记请求。
另一方面，本发明实施例还包括第一计算机装置，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储至少一个程序，所述处理器用于加载所述至少一个程序以执行实施例所述方法。
另一方面，本发明实施例还包括一种数字货币交易系统，包括：
数字货币交易登记系统；
实施例中的第一计算机装置和第二计算机装置；
所述数字货币交易登记系统分别与所述第一计算机装置和所述第二计算机装置连接，所述第一计算机装置与所述第二计算机装置连接。
另一方面，本发明实施例还包括一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行实施例所述方法。
本发明的有益效果是：本发明通过根据父私钥确定子私钥、根据父公钥确定子公钥的方式进行密钥派生，其中根私钥可作为最原始的父私钥、根公钥可作为最原始的父公钥，在需要新的公钥用来管理和标记货币所有权的时候，不需要访问根私钥，可以直接以父公钥与所需要派生的子公钥的编码来确定新的子公钥，在需要使用子私钥的时候，可以根据父私钥与所需要派生的子私钥的编码来确定新的子私钥，通过这样的方式，可以使得一个私钥不被重复使用，提高数字货币交易的安全性，同时使得同一个电子钱包可以管理不止一个数字货币账户。
附图说明
图1为实施例中数字货币交易系统的结构图；
图2为实施例中数字货币交易方法的流程图。
具体实施方式
本实施例中，数字货币交易方法可由数字货币交易系统执行。其中数字货币交易系统的结构如图1所示，包括数字货币交易登记系统、第一计算机装置和第二计算机装置。其中数字货币交易登记系统可由中央银行等数字货币发行机构运营，具体地，数字货币交易登记系统可以是一个服务器。第一计算机装置和第二计算机装置可以是手机或者平板电脑等设备，可以被称为电子钱包或硬件钱包，第一计算机装置和第二计算机装置分别由不同的用户持有。
本实施例中，第一计算机装置与数字货币交易登记系统之间、第二计算机装置与数字货币交易登记系统之间通过互联网连接，第一计算机装置和第二计算机装置之间可以通过互联网、NFC或者WiFi等连接。
本实施例中，以第一计算机装置的持有者和第二计算机装置的持有者之间完成一笔数字货币的交易为例进行说明。其中，第一计算机装置是数字货币的支付方，也可以称为数字货币的发送方，第二计算机装置是数字货币的接收方。
本实施例中，参照图2，数字货币交易方法包括以下步骤：
S1.获取第一编码、第一随机码和父私钥；
S2.根据第一编码、第一随机码和父私钥确定子私钥；
S3.根据子私钥对所要交易的数字货币进行签名，其中，签名的结果为获得交易体；
S4.获取第二编码、第二随机码和父公钥；
S5.将交易体、第二编码、第二随机码和父公钥发送至第二计算机装置。
本实施例中，步骤S1-S5由第一计算机装置执行。
执行步骤S1时，第一计算机装置将所要生成的子私钥的ID作为第一编码i1，以及获取第一随机码cp1和父私钥xp1，其中第一随机码cp1可以由随机数生成算法生成，父私钥xp1可以由第一计算机装置所存储的根私钥xr生成。
本实施例中，通过算法的设计，使得生成的根私钥xr为32字节，根据根私钥xr生成的父私钥xp1也为32字节。
执行步骤S2时，第一计算机装置可以执行以下子步骤：
S201.将第一编码i1、第一随机码cp1和父私钥xp1链接后进行哈希，确定第一哈希值；
S202.将第一哈希值的高字节部分与父私钥xp1之和确定为子私钥；
S203.将所述第一哈希值的低字节部分确定为与子私钥匹配的第三随机码。
本实施例中，所使用的哈希算法的输出长度是所输入的父私钥xp1长度的2倍，例如如果父私钥xp1长度为32个字节，那么可以使用输出长度为64个字节的SHA512作为本实施例中的哈希函数。本实施例中的各步骤以ECDSA算法中的Secp256k1为例进行说明，所使用的哈希函数为SHA512，哈希函数可以用H()来表示。
步骤S201所执行的链接和哈希可以通过公式表示为l1＝H(Xp1||cp1||i1)。所得到的第一哈希值l1可以分为高字节部分l1R和低字节部分l1L，其中高字节部分l1R为第一哈希值l1中的高32字节，低字节部分l1L为第一哈希值l1中的低32字节。
步骤S202中，将第一哈希值l1的高字节部分l1R与父私钥xp1之和确定为子私钥xi1，即xi1＝l1R+Xp1。
步骤S203中，将第一哈希值l1的低字节部分l1L确定为与子私钥xi1匹配的第三随机码ci1。子私钥xi1和第三随机码ci1可以表示为(xi1,ci1)，即(xi1,ci1)可以作为一个64个字节的数据整体被使用。
本实施例中，步骤S202和S203的内容可以互换，也就是可以将第一哈希值的低字节部分确定为子私钥，将第一哈希值的高字节部分与父私钥之和确定为与子私钥匹配的第三随机码，能够达到相同的技术效果。
本实施例中，根据根私钥xr生成父私钥xp1的原理与步骤S201-S203相似，即将编码、随机码和根私钥xr链接后进行哈希，确定哈希值，将哈希值的高字节部分与根私钥xr之和确定父私钥xp1，哈希值的低字节部分确定为与父私钥xp1匹配的随机码。
执行步骤S3时，第一计算机装置从存储于第一计算机装置或者其他存储设备中的数字货币列表中确定要交易的那一笔数字货币，使用子私钥xi对所要交易的数字货币进行签名。其中，对于第一计算机装置而言，要交易的那一笔数字货币为要支付的那一笔数字货币。签名的结果为获得交易体。
执行步骤S4时，第一计算机装置将所要生成的子公钥的ID作为第二编码i2，以及获取第二随机码cp2和父公钥Xp2，其中第一随机码cp2可以由随机数生成算法生成，父公钥Xp2可以由第一计算机装置所存储的根公钥Y生成。
本实施例中，第一计算机可以执行以下步骤以确定步骤S1中的根私钥xr以及步骤S4中的根公钥Y：
P1.获取长度为32字节的第五随机码r，本实施例中，第五随机码r也可称为随机数种子；
P2.对第五随机码r进行哈希，确定第三哈希值l3，即l3＝H(r)，第三哈希值l3为64字节的数据；
P3.将第三哈希值l3的高字节部分即高32字节确定为根私钥xr；
P4.将第三哈希值l3的低字节部分即低32字节确定为与根私钥xr匹配的第六随机码cr；根私钥xr和第六随机码cr可以表示为(xr,cr)，即(xr,cr)可以作为一个64个字节的数据整体被使用。
P5.将根私钥xr与椭圆曲线的生成元G的乘积xrG确定为根公钥Y，即Y＝xrG。
本实施例中，根据根公钥Y生成父公钥Xp2的原理与步骤S201-S203相似，即将编码、随机码和根公钥Y链接后进行哈希，确定哈希值，将哈希值的高字节部分与根公钥Y之和确定父公钥Xp2，哈希值的低字节部分确定为与父公钥Xp2匹配的随机码。
在一些场景中，第二编码i2可以与第一编码i1相同，第二随机码cp2可以与第一随机码cp1相同，即i2＝i1，cp2＝cp1。
本实施例中，步骤P3和P4的内容可以互换，也就是可以将第三哈希值的低字节部分确定为根私钥，将第三哈希值的高字节部分确定为与根私钥匹配的第六随机码，能够达到相同的技术效果。
执行步骤S5时，第一计算机将交易体、第二编码i2、第二随机码cp2和父公钥Xp2发送至第二计算机装置。
第二计算机装置作为数字货币的接收方，在接收到第一计算机装置发送过来的交易体、第二编码i2、第二随机码cp2和父公钥Xp2之后，执行以下步骤：
A1.将第二编码i2、第二随机码cp2和父公钥Xp2链接后进行哈希，确定第二哈希值；
A2.确定附加生成元；所述附加生成元为所述第二哈希值的高字节部分与椭圆曲线的生成元的乘积；
A3.将所述附加生成元与所述父公钥之和确定为所述子公钥；
A4.将所述第二哈希值的低字节部分确定为与所述子公钥匹配的第四随机码。
步骤A1所执行的链接和哈希可以通过公式表示为l2＝H(Xp2cp2i2)。所得到的第二哈希值l2可以分为高字节部分l2R和低字节部分l2L，其中高字节部分l2R为第二哈希值l2中的高32字节，低字节部分l2L为第二哈希值l2中的低32字节。
步骤A2中，将第二哈希值的高字节部分l2R与椭圆曲线的生成元G的乘积l2RG确定为附加生成元。
步骤A3中，将附加生成元l2RG与父公钥Xp2之和确定为子公钥xi2，即xi2＝Xp2+l2RG。
步骤A4中，将第二哈希值的低字节部分l2L确定为与子公钥xi2匹配的第四随机码ci2。子公钥xi2和第四随机码ci2可以表示为(xi2,ci2)，即(xi2,ci2)可以作为一个64个字节的数据整体被使用。
本实施例中，第二计算机装置执行步骤A1-A4的过程中无需生成子私钥，这意味着第一计算机装置也无需向第二计算机装置提供子私钥，从而避免了子私钥泄露，提高交易的安全性。
本实施例中，第二计算机装置作为数字货币的接收方，在获得子公钥xi2后，使用子公钥xi2对交易体进行验证。验证的结果包括验证通过和验证不通过。对于验证不通过的情况，终止这笔数字货币的交易，即不改变这笔数字货币的所有权，相当于第一计算机装置未支付这笔数字货币、第一计算机装置未接收这笔数字货币。对于验证通过的情况，可以由第二计算机装置向数字货币交易登记系统发送登记请求，或者由第二计算机装置将用于表示验证通过的信息反馈至第一计算机装置，由第一计算机装置向数字货币交易登记系统发送登记请求，使得数字货币交易登记系统登记这笔数字货币的交易情况，实现这笔数字货币的所有权转移，完成这笔数字货币的交易。
本实施例中，一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行实施例中的数字货币交易方法，实现与实施例所述的相同的技术效果。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本实施例所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实施例说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本实施例所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本实施例所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。
应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。
此外，可按任何合适的顺序来执行本实施例描述的过程的操作，除非本实施例另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本实施例描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本实施例所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。
计算机程序能够应用于输入数据以执行本实施例所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (10)

1.一种数字货币交易方法，其特征在于，包括：
获取第一编码、第一随机码和父私钥；
根据所述第一编码、所述第一随机码和所述父私钥确定子私钥；
根据所述子私钥对所要交易的数字货币进行签名；所述签名的结果为获得交易体；
获取第二编码、第二随机码和父公钥；
将所述交易体、所述第二编码、所述第二随机码和所述父公钥发送至第二计算机装置；所述第二计算机装置用于根据所述第二编码、所述第二随机码和所述父公钥确定子公钥，根据所述子公钥验证所述交易体。
2.根据权利要求1所述的数字货币交易方法，其特征在于，所述根据所述第一编码、所述第一随机码和所述父私钥确定子私钥，包括：
将所述第一编码、所述第一随机码和所述父私钥链接后进行哈希，确定第一哈希值；
将所述第一哈希值的高字节部分与所述父私钥之和确定为所述子私钥，将所述第一哈希值的低字节部分确定为与所述子私钥匹配的第三随机码；或者将所述第一哈希值的低字节部分确定为所述子私钥，将所述第一哈希值的高字节部分与所述父私钥之和确定为与所述子私钥匹配的第三随机码。
3.根据权利要求1所述的数字货币交易方法，其特征在于，所述根据所述第二编码、所述第二随机码和所述父公钥确定子公钥，包括：
将所述第二编码、所述第二随机码和所述父公钥链接后进行哈希，确定第二哈希值；
确定附加生成元；所述附加生成元为所述第二哈希值的高字节部分与椭圆曲线的生成元的乘积；
将所述附加生成元与所述父公钥之和确定为所述子公钥；
将所述第二哈希值的低字节部分确定为与所述子公钥匹配的第四随机码。
4.根据权利要求1所述的数字货币交易方法，其特征在于，所述父私钥是根据根私钥确定的，所述父公钥是根据根公钥确定的。
5.根据权利要求4所述的数字货币交易方法，其特征在于，所述根私钥和所述根公钥是根据以下步骤确定的：
获取第五随机码；
对所述第五随机码进行哈希，确定第三哈希值；
将所述第三哈希值的高字节部分确定为所述根私钥，将所述第三哈希值的低字节部分确定为与所述根私钥匹配的第六随机码；或者将所述第三哈希值的低字节部分确定为所述根私钥，将所述第三哈希值的高字节部分确定为与所述根私钥匹配的第六随机码；
将所述根私钥与椭圆曲线的生成元的乘积确定为所述根公钥。
6.根据权利要求1-5任一项所述的数字货币交易方法，其特征在于，还包括：
当所述交易体通过验证，向数字货币交易登记系统发送登记请求。
7.根据权利要求1-5任一项所述的数字货币交易方法，其特征在于，所述第二计算机装置还用于当所述交易体通过验证，向数字货币交易登记系统发送登记请求。
8.第一计算机装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储至少一个程序，所述处理器用于加载所述至少一个程序以执行权利要求1-7任一项所述方法。
9.一种数字货币交易系统，其特征在于，包括：
数字货币交易登记系统；
权利要求8所述的第一计算机装置；
权利要求1-7任一项所述数字货币交易方法中的所述第二计算机装置；
所述数字货币交易登记系统分别与所述第一计算机装置和所述第二计算机装置连接，所述第一计算机装置与所述第二计算机装置连接。
10.一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1-7任一项所述方法。
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