CN112600665B - 一种基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请示出一种基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法、装置及系统，数据发送方采用对称加密技术对原始通信数据M进行预处理，得到加密数据M’，并将其转换为二进制比特流B_M’作为传输数据；数据发送方采用区块链的P2P网络传输所述传输数据；所述传输步骤包括：构造区块链地址库，将所述区块链地址库中的区块链地址进行编码，根据编码后的区块链地址发送所述传输数据；数据接收方接收所述传输数据并进行提取，将其转换为加密数据M’，进行解密得到原始通信数据M。本申请示出的技术方案，解决了通信行为和通信内容容易被识别的问题，通信数据以明文形式传输导致信息泄露的问题，通信数据容易被劫持和篡改的问题以及通信工具中心化的问题。

Description

一种基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，尤其是涉及一种基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法、装置及系统。

背景技术

现有的通信方法在传输图片、文本和视频等信息的过程中常常借用微信、邮件、社交网络等中心化的通信工具进行传输，然而这些中心化的通信工具由于都要通过服务器进行信息传输，因此服务器容易面临单点攻击问题，如果服务器被攻击则会导致信息无法发送、信息被篡改甚至信息被删除等问题。

因此，亟需提供一种技术方案解决通信数据容易被劫持和篡改的问题以及通信工具中心化的问题。

发明内容

基于上述问题，本申请提供了一种基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法、装置及系统，解决通信数据容易被劫持和篡改的问题以及通信工具中心化的问题。

第一方面，本申请示出了一种基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法，应用于数据发送方，所述方法步骤包括：

数据发送方构造开始消息标识符S_M、结束消息标识符E_M、AES对称密钥K1以及哈希密钥K2并通过安全方式向数据接收方分享所述开始消息标识符S_M、结束消息标识符E_M、AES对称密钥K1以及哈希密钥K2；

所述数据发送方使用AES对称加密算法以及构造的AES对称密钥K1对原始通信数据M进行加密，生成加密数据M’；并将构造的开始消息标识符S_M、加密数据M’和结束消息标识符E_M串联，将串联后的结果转化为二进制比特流B_M’作为传输数据；

数据发送方采用区块链的P2P网络传输所述传输数据；所述传输步骤包括：构造区块链地址库，将所述区块链地址库中的区块链地址进行编码，根据编码后的区块链地址发送所述传输数据。

优选的，所述传输具体步骤为：

构造区块链地址库：数据发送方申请n个区块链账户地址，所述区块链账户地址包括：a₁～a_n；所述数据发送方将申请的n个区块链账户地址a₁～a_n分享至数据接收方；

将所述区块链地址库中的区块链地址进行编码：数据发送方将n个区块链账户地址与所述哈希密钥K2串联；计算串联后的哈希值，所述串联后的哈希值为：H(a₁+K2)～H(a_n+K2)；对所述串联后的哈希值进行字典排序，生成排序后的哈希值{…a_s’…}，所述排序后的哈希值a_s’＝H(a_s+K2)，(1≤s≤n)；将排序后的哈希值{…a_s’…}进行编码；

根据编码后的区块链地址发送所述传输数据：数据发送方根据编码后的哈希值得到原始地址的编码；并构造出地址-编码对照表；数据发送方根据地址-编码对照表从左至右匹配区块链地址；根据匹配的区块链地址依次发送区块链上链数据，并保证上链数据被写入区块的顺序。

优选的，所述对排序后的哈希值{…a_s’…}进行编码方法为：

若log₂n为整数，则可嵌入log₂n位比特流，按从小到大的顺序依次对排序后的哈希值a_s’进行编码；

若log₂n不为整数，则至少可以嵌入位比特流，将前/>地址编码成位比特流。

第二方面，本申请示出一种基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法，其特征在于，应用于数据接收方，所述方法步骤包括：

数据接收方获得数据发送方分享的n个区块链账户地址a₁～a_n，采用与所述数据发送方相同方式对区块链地址库中的区块链地址进行编码，得到编码后的区块链地址；

数据接收方根据获得的发送方分享的n个区块链账户地址a₁～a_n发现所述数据发送方使用部分地址发送了上链数据，并根据区块时间戳对该部分地址进行排序；

所述数据接收方根据所述地址-编码对照表得到排序后的部分地址对应编码；所述编码为二进制；

所述数据接收方将二进制编码转化为文本字符串，判断所述字符串中是否存在开始消息标识符S_M及结束消息标识符E_M；

若存在，则提取出所述开始消息标识符S_M及结束消息标识符E_M中间的加密数据M’，并采用AES对称密钥K1对所述加密数据M’解密，得到原始通信数据M。

第三方面，本申请示出一种基于区块链和加密技术的隐蔽通信装置，包括：第一用户装置以及第二用户装置；

所述第一用户装置被配置为数据发送方，该装置运行时实现如上所述的基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法的步骤，所述第二用户装置被配置为数据接收方，该装置运行时实现如上所述的基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法的步骤。

第四方面，本申请示出一种基于区块链和加密技术的隐蔽通信系统，包括：发送端以及接收端；

所述发送端被配置为数据发送方，该系统运行时实现如上所述的基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法的步骤，所述接收端被配置为数据接收方，该装置运行时实现如上所述的基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法的步骤。

本申请的有益效果如下：

本申请示出的技术方案，解决了通信行为和通信内容容易被识别的问题，通信数据以明文形式传输导致信息泄露的问题，通信数据容易被劫持和篡改的问题以及通信工具中心化的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请实施例提供的一种基于区块链和加密技术的应用于数据发送方的隐蔽通信方法；

图2为本申请实施例提供的数据发送方采用区块链的P2P网络传输所述传输数据的具体步骤；

图3为本申请实施例提供的一种基于区块链和加密技术的应用于数据接收方的隐蔽通信方法；

图4为本申请实施例提供的一种基于区块链和加密技术的隐蔽通信装置；

图5为本申请实施例提供的一种基于区块链和加密技术的隐蔽通信系统。

具体实施方式

为使本申请示例性实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

参阅图1，图1示出了一种基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法，应用于数据发送方，所述方法步骤包括：

S1：数据发送方构造开始消息标识符S_M、结束消息标识符E_M、AES对称密钥K1以及哈希密钥K2并通过安全方式向数据接收方分享所述开始消息标识符S_M、结束消息标识符E_M、AES对称密钥K1以及哈希密钥K2；所述安全方式包括：在现实中见面进行分享或其他安全方式；

S2：所述数据发送方使用AES对称加密算法以及构造的AES对称密钥K1对原始通信数据M进行加密，生成加密数据M’；并将构造的开始消息标识符S_M、加密数据M’和结束消息标识符E_M串联，将串联后的结果转化为二进制比特流B_M’作为传输数据；

S3：数据发送方采用区块链的P2P网络(Peer to Peer，对等网络)传输所述传输数据；

参阅图2，图2示出了数据发送方采用区块链的P2P网络传输所述传输数据的具体步骤，包括：

S31：构造区块链地址库：

数据发送方申请n个区块链账户地址，所述区块链账户地址包括：a₁～a_n；所述数据发送方将申请的n个区块链账户地址a₁～a_n分享至数据接收方；

S32：将所述区块链地址库中的区块链地址进行编码：

数据发送方将n个区块链账户地址与所述哈希密钥K2串联；计算串联后的哈希值，所述串联后的哈希值为：H(a₁+K2)～H(a_n+K2)；对所述串联后的哈希值进行字典排序，生成排序后的哈希值{…a_s’…}，所述排序后的哈希值a_s’＝H(a_s+K2)，(1≤s≤n)；将排序后的哈希值{…a_s’…}进行编码；

所述对排序后的哈希值{…a_s’…}进行编码方法为：

若log₂n为整数，则可嵌入log₂n位比特流，按从小到大的顺序依次对排序后的哈希值{…a_s’…}进行编码；在一可行性实施例中，从小到大的顺序依次排序后的哈希值为a₂’，a₁’，a₄’，a₃’，可编码为00，01，10，11。

若log₂n不为整数，则至少可以嵌入位比特流，将前/>地址编码成位比特流。在一可行性实施例中，从小到大的顺序依次排序后的哈希值为a₃’，a₁’，a₅’，a₂’，a₆’，a₄’，可编码为：000，001，010，011，10，11。

S33：根据编码后的区块链地址发送所述传输数据。

数据发送方根据编码后的哈希值得到原始地址的编码；并构造出地址-编码对照表；

在一可行性实施例中，根据编码后的哈希值得到原始地址a₁～a_n的编码为c₁～c_n，构造出地址-编码对照表方法为：a₂’，a₁’，a₄’，a₃’的编码为00，01，10，11，则对应的a₁，a₂，a₃，a₄编码为c₁为01，c₂为00，c₃为11，c₄为10。

数据发送方根据地址-编码对照表从左至右匹配区块链地址；

在一可行性实施例中，当传输数据为00，10，01；a₁，a₂，a₃，a₄的编码为01，00，11，10时，数据发送方匹配到的区块链地址为a₂，a₄，a₁；

根据匹配的区块链地址依次发送区块链上链数据，并保证上链数据被写入区块的顺序。

在一可行性实施例中，数据发送方得到的区块链地址为：a₂，a₄，a₁，数据发送方依次使用这三个地址发送上链数据，保证a₂最早被写入区块，随后a₄被写入区块，最后a₁被写入区块。

参阅图3，图3示出了一种基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法，应用于数据接收方，所述方法步骤包括：

S4：数据接收方获得数据发送方分享的n个区块链账户地址a₁～a_n，采用与所述数据发送方相同方式对区块链地址库中的区块链地址进行编码，得到编码后的区块链地址；

S5：数据接收方根据获得的发送方分享的n个区块链账户地址a₁～a_n发现所述数据发送方使用部分地址发送了上链数据，并根据区块时间戳对该部分地址进行排序；

在一可行性实施例中，数据接收方得到排序后的地址为：a₂，a₄，a₁；

S6：所述数据接收方根据所述地址-编码对照表得到排序后的部分地址对应编码；所述编码为二进制；

在一可行性实施例中，数据接收方得到排序后的地址为：a₂，a₄，a₁；对应编码为：00，10，01。

S7：所述数据接收方将二进制编码转化为文本字符串，判断所述字符串中是否存在开始消息标识符S_M及结束消息标识符E_M；

若存在，则提取出所述开始消息标识符S_M及结束消息标识符E_M中间的加密数据M’，并采用AES对称密钥K1对所述加密数据M’解密，得到原始通信数据M。

参阅图4，图4为本申请实施例提供的一种基于区块链和加密技术的隐蔽通信装置，包括：第一用户装置以及第二用户装置；

所述第一用户装置被配置为数据发送方，该装置运行时实现如上所述的基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法的步骤，所述第二用户装置被配置为数据接收方，该装置运行时实现如上所述的基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法的步骤。

参阅图5，图5为本申请实施例提供的一种基于区块链和加密技术的隐蔽通信系统，包括：发送端以及接收端；

所述发送端被配置为数据发送方，该系统运行时实现如上所述的基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法的步骤，所述接收端被配置为数据接收方，该装置运行时实现如上所述的基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法的步骤。

本申请使用信息隐藏技术将通信数据嵌入到区块链地址中，嵌入数据后的区块链上链数据和普通上链数据没有区别，因此实现了通信行为和通信内容的隐藏，采用对称加密技术对通信数据进行加密，可以防止通信内容的泄露，采用区块链上链数据传输通信数据，充分利用了区块链网络的传输功能，通过将通信数据隐藏到区块中，可以保证通信数据不被篡改、删除，本申请不依赖任何中心化的通信工具，解决了单点攻击问题，使用的编码方法充分利用了区块链地址，提高了嵌入容量。

本申请实施例还提供一种芯片，与存储器相连或者包括存储器，用于读取并执行所述存储器中存储的软件程序，本申请实施例提供的方法。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括一个或多个计算机程序指令。在计算机加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请上述各个实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程装置。当其在计算机上运行时，使得计算机执行本申请实施例提供的方法。

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质计算机存储介质可存储有计算机程序指令，当程序指令被执行时，可实现本申请上述各实施例的图像处理方法的全部步骤。计算机可读存储介质包括磁盘、光盘、只读存储记忆体ROM或随机存储记忆体RAM等。

在上述实施例中，可以全部或部分通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，本实施例不予限制。通过本领域技术还可以了解到本申请列出的各种说明性逻辑块(illustrative logicalblock)和步骤(step)可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现的功能，但这种实现不应被理解为超出本申请保护的范围。

本申请中所描述的各种说明性的逻辑单元和电路可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。本申请中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件单元、或者这两者的结合。软件单元可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于UE中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于UE中的不同的部件中。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分的方法。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于网络设备/节点或装置设备而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

Claims (4)

1.一种基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法，其特征在于，应用于数据发送方，所述方法步骤包括：

数据发送方构造开始消息标识符S_M、结束消息标识符E_M、AES对称密钥K1以及哈希密钥K2并通过安全方式向数据接收方分享所述开始消息标识符S_M、结束消息标识符E_M、AES对称密钥K1以及哈希密钥K2；

所述数据发送方使用AES对称加密算法以及构造的AES对称密钥K1对原始通信数据M进行加密，生成加密数据M’；并将构造的开始消息标识符S_M、加密数据M’和结束消息标识符E_M串联，将串联后的结果转化为二进制比特流B_M’作为传输数据；

数据发送方采用区块链的P2P网络传输所述传输数据；所述传输步骤包括：

构造区块链地址库：数据发送方申请n个区块链账户地址，所述区块链账户地址包括：a₁～a_n；所述数据发送方将申请的n个区块链账户地址a₁～a_n分享至数据接收方；

将所述区块链地址库中的区块链地址进行编码：数据发送方将n个区块链账户地址与所述哈希密钥K2串联；计算串联后的哈希值，所述串联后的哈希值为：H(a₁+K2)～H(a_n+K2)；对所述串联后的哈希值进行字典排序，生成排序后的哈希值{…a_s’…}，所述排序后的哈希值a_s’＝H(a_s+K2)，(1≤s≤n)；将排序后的哈希值{…a_s’…}进行编码；

根据编码后的区块链地址发送所述传输数据：数据发送方根据编码后的哈希值得到原始地址的编码；并构造出地址-编码对照表；数据发送方根据地址-编码对照表从左至右对所述传输数据匹配区块链地址；根据匹配的区块链地址依次发送区块链上链数据，并保证上链数据被写入区块的顺序。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法，其特征在于，所述对排序后的哈希值{…a_s’…}进行编码方法为：

若log₂n为整数，则可嵌入log₂n位比特流，按从小到大的顺序依次对排序后的哈希值{…a_s’…}进行编码；

若log₂n不为整数，则至少可以嵌入位比特流，将前/>地址编码成/>位比特流。

3.一种基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法，其特征在于，应用于数据接收方，所述方法步骤包括：

数据接收方获得数据发送方分享的n个区块链账户地址a₁～a_n，采用与所述数据发送方相同方式对区块链地址库中的区块链地址进行编码，得到编码后的区块链地址；

数据接收方根据获得的发送方分享的n个区块链账户地址a₁～a_n发现所述数据发送方使用部分地址发送了上链数据，并根据区块时间戳对该部分地址进行排序；

所述数据接收方根据地址-编码对照表得到排序后的部分地址对应编码；所述编码为二进制；

所述数据接收方将二进制编码转化为文本字符串，判断所述字符串中是否存在开始消息标识符S_M及结束消息标识符E_M；

若存在，则提取出所述开始消息标识符S_M及结束消息标识符E_M中间的加密数据M’，并采用AES对称密钥K1对所述加密数据M’解密，得到原始通信数据M。

4.一种基于区块链和加密技术的隐蔽通信装置，其特征在于，包括：第一用户装置以及第二用户装置；

所述第一用户装置被配置为数据发送方，该装置运行时实现如权利要求1或2所述的基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法的步骤，所述第二用户装置被配置为数据接收方，该装置运行时实现如权利要求3所述的基于区块链和加密技术的隐蔽通信方法的步骤。