CN112272087A - 一种基于安全多方计算在区块链中的应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于安全多方计算在区块链中的应用方法，包括以下步骤：1)、将私钥拆分为N份子私钥，其中N为大于等于2的自然数；2)、设定在还原明文时需要使用到的任意k份子私钥,其中k≤N，且k为自然数；3)、将N份子私钥中的至少一份子私钥作为保障子私钥，将保障子私钥保存于保密机构；4)、将N份子私钥中的至少一份子私钥作为行使子私钥，将行使子私钥由账户主保管；5)、将其余子私钥作为网络子私钥，将网络子私钥保存于不同网络系统中；6)、当步骤4)或5)中的任意子私钥发生意外而无法获取时，且其余子私钥的数量小于k，则通过法律途径获取步骤3)中的至少一份保障子私钥，通过k份子私钥还原区块链中的私钥。

Description

一种基于安全多方计算在区块链中的应用方法
技术领域
本发明属于计算机技术领域，涉及一种在区块链技术领域中的应用，特别是一种基于安全多方计算在区块链中的应用方法。
背景技术
区块链中代表像银行账户的就是公钥，代表能行使账户主取款、存款、转账等操作的就是私钥。私钥就像是银行账户中使用到的6位数字密码一样，但私钥是一段较长的哈希(Hash)字符串，它不像6位数字密码一样，让普通人容易记忆，而它在区块链中起着相当重要的作用。
区块链中的公钥和私钥之间的关系，简而言之，是私钥能计算出公钥，而公钥不能反推出私钥。
举例，甲乙2人同时持有同一账户的比特币，各自拥有私钥中的一半，在需要操作账户时，必须把各自拥有的私钥输入后，才可以操作账户里的资产。然而，在某天，甲不幸因故身亡，并未留下所持私钥的备份，因此，乙就永久失去了该账户的操作权力。
综上所述，私钥具有难记忆、易忘记、无法找回等缺点。
当然，我们可以通过纸笔记录等方式保存密钥，但这使得安全性难以保证。
对于难记忆问题上，可以使用BIP32、BIP39、BIP44等数字技术将不易记忆的私钥转换为以特定语言的12个单字或词，一定程度上能帮助账户主强化记忆，但仍然具有易忘记和无法找回的缺点。
特别在无法找回问题上，对于所有账户主都是无法接受的。在传统银行中，是通过身份证明与账户间建立对应关系，来确认账户归该账户主所有。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种通过多方持有各自子私钥，以及部分子私钥即可还原私钥的原理，实现账户的安全性，保密性及可找回性的基于安全多方计算在区块链中的应用方法。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种基于安全多方计算在区块链中的应用方法，包括以下步骤：
1)、私钥S代表能行使账户主操作的密钥，将私钥S拆分为N份子私钥S’，其中N为大于等于2的自然数；
2)、设定在还原明文时需要使用到的任意k份子私钥S’,其中k≤N，且k为自然数；
3)、将N份子私钥S’中的至少一份子私钥S’作为保障子私钥S1，将保障子私钥S1保存于具有法律效力的保密机构；
4)、将N份子私钥S’中的至少一份子私钥S’作为行使子私钥S2，将行使子私钥S2由账户主保管；
5)、将其余子私钥S’作为网络子私钥S3，将网络子私钥S3保存于不同网络系统中；
6)、当步骤4)或5)中的任意子私钥S’发生意外而无法获取时，且其余子私钥S’的数量小于k，则通过法律途径获取步骤3)中的至少一份保障子私钥S1，使整体获取的子私钥S’的数量大于等于k，进而通过k份子私钥S’还原区块链中的私钥。
本基于安全多方计算在区块链中的应用方法中，将私钥S拆解成账户主所需要的子私钥S’的数量。账户主可自行设置还原私钥S所需要子私钥S’的数量。可将指定数量的子私钥交由权威组织机构保管，当任意子私钥S’发生丢失后，可由剩余并满足还原数量持有子私钥方和权威机构所持子私钥数量合并还原私钥。
在上述的基于安全多方计算在区块链中的应用方法中，在步骤2)中，少于k份子私钥S’无法恢复私钥S。
在上述的基于安全多方计算在区块链中的应用方法中，在步骤3)中，至少一份子私钥S’为N份子私钥S’中的任意子私钥S’。
在上述的基于安全多方计算在区块链中的应用方法中，在步骤3)中，保密机构的数量为大于等于1，当保密机构的数量大于1时，a、将一份保障子私钥S1保存于若干不同保密机构，在任一保密机构出现意外情况时，可由其它保密机构获取保障子私钥S1；b、将若干份保障子私钥S1分别保存于若干不同保密机构，在还原明文时需要向大于等于1家保密机构获取保障子私钥S1，以增强安全性。
在上述的基于安全多方计算在区块链中的应用方法中，在步骤4)中，账户主的数量为大于等于1，当账户主的数量大于1时，将若干份行使子私钥S2分别由不同账户主保管。
在上述的基于安全多方计算在区块链中的应用方法中，根据账户主数量可自行分配每个账户主持有子私钥数量，设为Z,保证N≥2Z≥k；并且设置保密机构保管固定子私钥数量，设为X,X<K同时保证Z+X≥K。
在上述的基于安全多方计算在区块链中的应用方法中，在步骤5)中，网络系统包括浏览器的Cookie、App的数据库或服务器，其中保存于服务器的网络子私钥S3通过传统账户和密码进行授权使用。
在上述的基于安全多方计算在区块链中的应用方法中，在步骤6)中，法律途径为向保密机构提供授权证明。
在上述的基于安全多方计算在区块链中的应用方法中，私钥S的加密算法为：
设定私钥S，计算私钥中128位数字Sn，任取随机数a1，a2...ak-1，令a0＝Sn，构造多项式，用于计算子私钥：f(x)＝a0+a1x+a2x2+...+ak-1xK-1，其中所有的运算都在有限域F中进行；任取n个数x1，x2，...，xn分别带入多项式得到f(x1)，f(x2)，...，f(xn)，即得到n份子私钥(x1，f(x1))，...，(xn，f(xn))。
在上述的基于安全多方计算在区块链中的应用方法中，私钥S的解密算法为：
任取k个子私钥，假设取{x1，y1}，...，{xk，yk}，代入并求解多项式系数：
{x1，y1}表示子私钥1...{xk，yk}表示子私钥S’。
Figure BDA0002742136370000031
Figure BDA0002742136370000032
……………………………………
Figure BDA0002742136370000033
用矩阵乘法可以表示如下：
Figure BDA0002742136370000034
求得a0，a1，...，ak-1之后便可以构造出多项式f(x)＝a0+a1x+a2x2+...+ak-1xk-1，将x＝0代入到多项式可以求得私钥128位数字Sn＝a0。
与现有技术相比，本基于安全多方计算在区块链中的应用方法具有以下优点：
1、结合密码学秘密共享算法，将私钥拆分成N份子私钥，有序将N份子私钥存储在不同的地方，将私钥的风险系数降至最低，增强私钥的抗丢失风险能力，并将这些子私钥存储至合理的地方。
2、将至少一份子私钥保存于权威机构，提高非正常情况下的数据安全性。
3、在任意子私钥丢失的情况下，通过部分子私钥即可还原私钥的原理，实现账户的可找回性。
附图说明
图1是本发明私钥分解子私钥存放逻辑示意图。
图2是本发明子私钥还原私钥逻辑示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：
由账户主指定私钥生成子私钥的数量，设置为N，本实施例中设置N值为4。
如图1所示，私钥S的加密算法为：
设定私钥S，计算私钥中128位数字Sn，任取随机数a1，a2...ak-1，令a0＝Sn，构造多项式，用于计算子私钥：f(x)＝a0+a1x+a2x2+...+ak-1xk-1，其中所有的运算都在有限域F中进行；任取4个数x1，x2，...，xn分别带入多项式得到f(x1)，f(x2)，...，f(xn)，即得到4份子私钥(x1，f(x1))，...，(xn，f(xn))。
由账户主设置还原私钥所需子私钥数量设为K，且K＜N，本实施例中取K值为3。
如图2所示，私钥S的解密算法为：
任取k个子私钥，假设取{x1，y1}，...，{xk，yk}，代入并求解多项式系数：
{x1，y1}表示子私钥1...{xk，yk}表示子私钥S′。
Figure BDA0002742136370000041
Figure BDA0002742136370000042
……………………………………
Figure BDA0002742136370000043
用矩阵乘法可以表示如下：
Figure BDA0002742136370000044
求得a0，a1，...，ak-1之后便可以构造出多项式f(x)＝a0+a1x+a2x2+...+ak-1xk-1，将x＝0代入到多项式可以求得私钥128位数字Sn＝a0。
第1份子私钥可保存在账户主记忆里，或保存在纸质等载体上；第2份子私钥保存在浏览器的Cookie，或App的数据库中；第3份子私钥保存在服务器上，通过传统账户和密码进行授权使用；第4份子私钥保存在委托的律师事务所里。
在正常情况下，账户主通过账户和密码实现服务器端的第3份子私钥使用，通过App自动获取第2份子私钥，通过账户主输入第1份子私钥，此时服务器已经拥有3份子私钥，可还原区块链中的私钥，进行后续的操作。
在非正常情况下：1.账户主忘记第1份子私钥，第2、3份都能正常获取，此时可通过律师事务所证明授权应用第4份子私钥，此时服务器已经拥有3份子私钥，可还原区块链中的私钥；2.账户主的手机删除App、丢失手机等情况导致第2份子私钥缺失，此时可通过律师事务所证明授权应用第4份子私钥，此时服务器已经拥有3份子私钥，可还原区块链中的私钥。
本基于安全多方计算在区块链中的应用方法具有以下优点：
1、结合密码学秘密共享算法，将私钥拆分成N份子私钥，有序将N份子私钥存储在不同的地方，将私钥的风险系数降至最低，增强私钥的抗丢失风险能力，并将这些子私钥存储至合理的地方。
2、将至少一份子私钥保存于权威机构，提高非正常情况下的数据安全性。
3、在任意子私钥丢失的情况下，通过部分子私钥即可还原私钥的原理，实现账户的可找回性。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于安全多方计算在区块链中的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)、私钥代表能行使账户主操作的密钥，将私钥S拆分为N份子私钥S’，其中N为大于等于2的自然数；
2)、设定在还原明文时需要使用到的任意k份子私钥S’,其中k≤N，且k为自然数；
3)、将N份子私钥S’中的至少一份子私钥S’作为保障子私钥S1，将保障子私钥S1保存于具有法律效力的保密机构；
4)、将N份子私钥S’中的至少一份子私钥S’作为行使子私钥S2，将行使子私钥S2由账户主保管；
5)、将其余子私钥S’作为网络子私钥S3，将网络子私钥S3保存于不同网络系统中；
6)、当步骤4)或5)中的任意子私钥S’发生意外而无法获取时，且其余子私钥S’的数量小于k，则通过法律途径获取步骤3)中的至少一份保障子私钥S1，使整体获取的子私钥S’的数量大于等于k，进而通过k份子私钥S’还原区块链中的私钥。
2.如权利要求1所述的基于安全多方计算在区块链中的应用方法，其特征在于，在步骤2)中，少于k份子私钥S’无法恢复私钥S。
3.如权利要求1所述的基于安全多方计算在区块链中的应用方法，其特征在于，在步骤3)中，至少一份子私钥S’为N份子私钥S’中的任意子私钥S’。
4.如权利要求1所述的基于安全多方计算在区块链中的应用方法，其特征在于，在步骤3)中，保密机构的数量为大于等于1，当保密机构的数量大于1时，a、将一份保障子私钥S1保存于若干不同保密机构，在任一保密机构出现意外情况时，可由其它保密机构获取保障子私钥S1；b、将若干份保障子私钥S1分别保存于若干不同保密机构，在还原明文时需要向大于等于1家保密机构获取保障子私钥S1，以增强安全性。
5.如权利要求1所述的基于安全多方计算在区块链中的应用方法，其特征在于，在步骤4)中，账户主的数量为大于等于1，当账户主的数量大于1时，将若干份行使子私钥S2分别由不同账户主保管。
6.如权利要求1所述的基于安全多方计算在区块链中的应用方法，其特征在于，根据账户主数量可自行分配每个账户主持有子私钥数量，设为Z,保证N≥2Z≥k；并且设置保密机构保管固定子私钥数量，设为X,X<K同时保证Z+X≥K。
7.如权利要求1所述的基于安全多方计算在区块链中的应用方法，其特征在于，在步骤5)中，网络系统包括浏览器的Cookie、App的数据库或服务器，其中保存于服务器的网络子私钥S3通过传统账户和密码进行授权使用。
8.如权利要求1所述的基于安全多方计算在区块链中的应用方法，其特征在于，在步骤6)中，法律途径为向保密机构提供授权证明。
9.如权利要求1所述的基于安全多方计算在区块链中的应用方法，其特征在于，私钥S的加密算法为：
设定私钥S，计算私钥中128位数字Sn，任取随机数a1，a2...ak-1，令a0＝Sn，构造多项式，用于计算子私钥：f(x)＝a0+a1x+a2x2+...+ak-1xk-1，其中所有的运算都在有限域F中进行；任取n个数x1，x2，...，xn分别带入多项式得到f(x1)，f(x2)，...，f(xn)，即得到n份子私钥(x1，f(x1))，...，(xn，f(xn))。
10.如权利要求1所述的基于安全多方计算在区块链中的应用方法，其特征在于，私钥S的解密算法为：
任取k个子私钥，假设取{x1，y1}，...，{xk，yk}，代入并求解多项式系数：
{x1，y1}表示子私钥1...{xk，yk}表示子私钥S’。
Figure FDA0002742136360000021
Figure FDA0002742136360000022
……………………………………
Figure FDA0002742136360000023
用矩阵乘法可以表示如下：
Figure FDA0002742136360000024
求得a0，a1，...，ak-1之后便可以构造出多项式f(x)＝a0+a1x+a2x2+…+ak-1xk-1，将x＝0代入到多项式可以求得私钥128位数字Sn＝a0。
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