CN112862477A - 一种基于区块链的数字商品原子交易方法及系统 - Google Patents

一种基于区块链的数字商品原子交易方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于区块链的数字商品原子交易方法及系统，卖方将数字商品信息上传至区块链平台；卖方向存储者发送加密后的数字商品；买方确认需要购买的数字商品并向区块链平台付款；买方将加密后的数字商品解密，并根据解密结果判定是否申诉；买方向区块链平台进行申诉。本发明将区块链技术应用与数字商品的交易中，能够交易平台遭受单点攻击。智能合约的使用保证了交易的原子性和公平性。同时发明要求卖方给出随机部分数字商品的明文，使得商品质量更有保证。发明引入了存储者这一角色加快了数字商品的下载速度，降低了卖方的通信开销。

Description

一种基于区块链的数字商品原子交易方法及系统
技术领域
本发明涉及一种信息技术领域，特别是关于一种基于区块链的数字商品原子交易方法及系统。
背景技术
近年来，随着信息技术的不断发展，以视频、网络小说为代表的虚拟数字商品受到人们的追捧，数字商品的交易额与日俱增。数字商品的交易中，商品购买者(买方)希望买到真实的、同商品描述一致的数字商品，为此可以付出一定的金钱；数字商品拥有者(卖方)希望在提供数字商品后可以获得对应的金钱；数字商品交易平台负责保证双方交易的公平性并赚取一定的手续费。
交易过程中，卖方首先将数字商品的相关信息提交到商品交易平台，等待买方购买。之后买方通过在商品交易平台浏览数字商品的相关信息来确定自己需要购买的商品。最后买方付款，得到卖方发送来的数字商品。
目前的数字商品交易系统主要有以下几个方面的问题：1、卖方难以向买方证明数字商品的质量。对于拥有高质量数字商品的卖方而言，他希望向买方证明商品满足买方的需要。当前数字商品交易系统难以支持卖方向买方证明数字商品的质量，即使允许买方“试读”也不能保证未试读的部分是高质量的。2、系统面临着单点攻击的威胁。由于平台通常由中心化的第三方来担任，攻击者很可能通过对平台进行单点攻击来谋取不正当利益，甚至平台内部员工可能篡改交易数据获取利益。3、数据下载速度较慢。在同时达成多笔交易的情况下，卖方需要同时向多个买方发送数字商品，通信开销较大，可能造成数据下载效率的降低。4、难以进行原子交易。极端情况下可能出现买方付款卖方不发货或者卖方发货买方未付款的情况。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于区块链的数字商品原子交易方法及系统，其能保证双方交易的原子性和公平性，避免平台遭受单点攻击。同时，能证明数字商品的质量，提高效率。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于区块链的数字商品原子交易方法，其包括：步骤1、卖方将数字商品信息上传至区块链平台；步骤2、卖方向至少一个存储者发送加密后的数字商品；步骤3、买方确认需要购买的数字商品并向区块链平台付款；步骤4、买方将加密后的数字商品解密，并根据解密结果判定是否符合买方预期，符合则买方不进行申诉，通过区块链平台完成与卖方的数字商品交易；否则进入步骤5；步骤5、买方向区块链平台进行申诉。
进一步，所述步骤1中，数字商品信息上传包括以下步骤：
步骤1.1、卖方将数字商品分割成多个部分；
步骤1.2、卖方随机产生主密钥，并根据主密钥生成多个子密钥，使用子密钥分别加密数字商品各个部分；
步骤1.3、区块链平台创建智能合约；
步骤1.4、卖方将商品描述上传到步骤1.3创建的智能合约；
步骤1.5、卖方根据数字商品的明文和密文信息生成两颗默克尔树，并分别将两个默克尔根上传至区块链平台；
步骤1.6、由区块链平台产生随机数，卖方根据随机数曝光相应部分明文。
进一步，所述步骤3中，买方确认需要购买的数字商品并付款的具体过程包括以下步骤：
步骤3.1、买方下载卖方曝光的部分；
步骤3.2、买方根据曝光部分确认购买商品并向卖方或者存储者请求下载密文；
步骤3.3、买方确认下载的密文同卖方提供的默克尔根是否对应；如果下载密文与默克尔根相对应则进入步骤3.4，否则交易直接终止；
步骤3.4、买方将钱款锁定到区块链平台的智能合约中。
进一步，所述步骤4中，买方解密数据的具体过程包括以下步骤：
步骤4.1、买方提供自身公钥并要求卖方将产生的主密钥用此公钥加密；
步骤4.2、卖方将主密钥用公钥加密后上传至区块链平台；
步骤4.3、买方使用私钥解密卖方上传的密文，得到主密钥；
步骤4.4、买方使用主密钥生成子密钥，用于数字商品密文的解密。
进一步，所述步骤5中，买方申诉的具体过程包括以下步骤：
步骤5.1、买方发起申诉；
步骤5.2、智能合约自动根据买方申诉内容判断申诉成功与否：区块链平台创建的智能合约接收买方私钥用于解密卖方预先存储的主密钥密文，然后用主密钥生成子密钥用于解密卖方密文；如果解密结果与卖方提供的明文默克尔根一致，则认为买方申诉失败并将金钱发送给卖方；反之，交易平台认为买方申诉成功并返还金钱给买方。
一种基于区块链的数字商品原子交易系统，该系统用于实现上述交易方法，其包括区块链平台服务端和卖方客户端、买方客户端以及存储者客户端；所述区块链平台服务端内设置有交易匹配系统，用于存储卖方提供的数字商品信息，并将相关信息向买方展示；且所述交易匹配系统还用于处理买方的申诉；所述卖方客户端内设置有数字商品加密及传输系统，用于将原有的明文数字商品用密钥进行加密，并将加密数据传输到所述买方客户端和存储者客户端；所述买方客户端内设置有数据解密与验证系统，用于接收卖方传来的密文和密钥并将密文解密成明文，如果明文不符合预先设定的规则向所述区块链平台服务端发送证据来进行申诉；所述存储者客户端至少设置为一个，每个所述存储者客户端内都设置有数据转发系统，用于存储卖方提供的加密数字商品并将加密数字商品转发给买方。
进一步，交易匹配系统包括卖方数据展示模块和申诉处理模块；
所述卖方数据展示模块用于接收卖方传来的数字商品信息并将其展示给买方；卖方数据展示模块在接收并存储卖方传来的数字商品信息和默克尔根之后产生随机数，卖方需要根据随机数曝光数字商品的一部分；
申诉处理模块用于接收买方传来的申诉证据，并验证证据是否有效，根据验证结果将买方钱款返还或者发送给卖方；申诉处理模块根据买方提供的私钥解密出卖方提供的主密钥，之后根据主密钥生成子密钥来解密买方提供的密文，如果解密出来的结果正确则认为买方申诉成功，反之认为申诉失败。
进一步，所述数字商品加密及传输系统包括数字商品加密模块和数字商品传输模块；所述数字商品加密模块用于将数字商品拆分成多个部分并分别进行加密，发送至数字商品传输模块；所述数字商品传输模块用于将数字商品的密文和密钥传输给买方客户端或者存储者客户端。
进一步，所述数据解密与验证系统包括数据解密模块和数据验证模块；所述数据解密模块用于接收卖方客户端传输来的密文和卖方提供的密钥，并使用密钥解密密文，发送至所述数据验证模块；所述数据验证模块用于验证解密结果是否对应于卖方预先提供的默克尔根，如果二者对应，则不进行任何操作，如果不一致，则向所述区块链平台服务端提出申诉并给出相应证据。
进一步，所述数据转发系统包括卖方数据接收模块和数据转发模块；所述卖方数据接收模块用于接收卖方的密文，并发送至所述数据转发模块；所述数据转发模块用于将密文转发给买方并将这一事件记录于区块链平台来获取相应的奖励。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由区块链平台生成随机数并要求卖方根据随机数曝光部分数据，保证了买方可以事先验证数据质量。2、本发明采用的区块链技术避免了平台遭受单点攻击，防止了攻击者篡改交易数据。3、本发明引入了存储者这一角色来存储数字商品，加快了下载速度，减少了卖方的通信开销，提高了系统的效率。4、本发明采用智能合约锁定钱款，根据买方申诉情况自动将钱款发送给买方或者卖方，实现了原子交易。
综上，本发明可以广泛应用于数字商品的原子交易中。
附图说明
图1是本发明实施例中的商品交易时序图；
图2是本发明实施例中的数字商品信息上传流程示意图；
图3是本发明实施例中的卖方向存储者发送加密数字商品流程示意图；
图4是本发明实施例中的买方确认购买并付款流程示意图；
图5是本发明实施例中的买方解密数据流程示意图；
图6是本发明实施例中的买方申诉流程示意图；
图7是本发明实施例中的实施示例流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的第一实施方式中，提供一种基于区块链的数字商品原子交易系统，其包括区块链平台服务端和卖方客户端、买方客户端以及存储者客户端。其中：
区块链平台服务端内设置有交易匹配系统，用于存储卖方提供的数字商品信息，并将相关信息向买方展示；且交易匹配系统还用于处理买方的申诉。
卖方客户端内设置有数字商品加密及传输系统，用于将原有的明文数字商品用密钥进行加密，并将加密数据传输到买方客户端和存储者客户端。
买方客户端内设置有数据解密与验证系统，用于接收卖方传来的密文和密钥并将密文解密成明文，如果明文不符合预先设定的规则可以向区块链平台服务端发送证据来进行申诉。
存储者客户端至少设置为一个，每个存储者客户端内都设置有数据转发系统，用于存储卖方提供的加密数字商品并将加密数字商品转发给买方。
上述实施例中，优选的，交易匹配系统包括卖方数据展示模块和申诉处理模块。卖方数据展示模块用于接收卖方传来的数字商品信息并将其展示给买方；申诉处理模块用于接收买方传来的申诉证据，并验证证据是否有效，根据验证结果将买方钱款返还或者发送给卖方。
具体的，卖方数据展示模块在接收并存储卖方传来的数字商品信息和默克尔根之后产生随机数，卖方需要根据随机数曝光数字商品的一部分。
申诉处理模块根据买方提供的私钥解密出卖方提供的主密钥，之后根据主密钥生成子密钥来解密买方提供的密文，如果解密出来的结果正确则认为买方申诉成功，反之认为申诉失败。
上述实施例中，优选的，数字商品加密及传输系统包括数字商品加密模块和数字商品传输模块。数字商品加密模块用于将数字商品拆分成多个部分并分别进行加密，发送至数字商品传输模块；数字商品传输模块用于将数字商品的密文和密钥传输给买方客户端或者存储者客户端，其中密文和被要求曝光部分对应的密钥可以发送给任何人，其它密钥只发送给已经付款的买方。
具体的，数字商品加密模块还负责根据数字商品的明文和密文生成默克尔树并将默克尔树的根发送给区块链平台；数字商品传输模块通过在区块链平台中查验相关数据来判断买方付款与否，防止部分攻击者伪装成为已经付款的买方。
上述实施例中，优选的，数据解密与验证系统包括数据解密模块和数据验证模块。数据解密模块用于接收卖方客户端传输来的密文和卖方提供的密钥，并使用密钥解密密文，发送至数据验证模块；数据验证模块用于验证解密结果是否对应于卖方预先提供的默克尔根，如果二者对应，则不进行任何操作，如果不一致，则向区块链平台服务端提出申诉并给出相应证据。
上述实施例中，优选的，数据转发系统包括卖方数据接收模块和数据转发模块。卖方数据接收模块用于接收卖方的密文，并发送至数据转发模块；数据转发模块用于将密文转发给买方并将这一事件记录于区块链平台来获取相应的奖励。
在本发明的第二实施方式中，提供一种基于区块链的数字商品原子交易方法，该方法基于上述第一实施方式中的交易系统实现。具体的，如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤1、卖方将数字商品信息上传至区块链平台。
步骤2、卖方向至少一个存储者发送加密后的数字商品。
步骤3、买方确认需要购买的数字商品并向区块链平台付款。
步骤4、买方将加密后的数字商品解密，并根据解密结果判定是否符合买方预期，符合则买方不进行申诉，通过区块链平台完成与卖方的数字商品交易；否则进入步骤5。
步骤5、买方向区块链平台进行申诉。
在本实施例中，优选的，上述步骤1中，如图2所示，数字商品信息上传包括以下步骤：
步骤1.1、卖方将数字商品分割成多个部分；
步骤1.2、卖方随机产生主密钥，并根据主密钥生成多个子密钥，使用子密钥分别加密数字商品各个部分；
步骤1.3、区块链平台创建智能合约。
步骤1.4、卖方将商品描述上传到步骤1.3创建的智能合约；
步骤1.5、卖方根据数字商品的明文和密文信息生成两颗默克尔树，并分别将两个默克尔根上传至步骤1.3中区块链平台创建的智能合约；
步骤1.6、由区块链平台产生随机数，卖方根据随机数曝光相应部分明文。
上述实施例中，需要指出的是，对于卖方的某一数字商品，区块链平台只生成一次随机数，随机数首次被生成后不再改变。
在本实施例中，优选的，上述步骤2中，如图3所示，卖方向至少一个存储者发送加密后的数字商品的过程包括以下步骤：
步骤2.1、存储者申请存储数字商品。
步骤2.2、卖方将加密数字商品传输给存储者。
在本实施例中，优选的，上述步骤3中，如图4所示，买方确认需要购买的数字商品并付款的具体过程包括以下步骤：
步骤3.1、买方下载上述步骤1中卖方曝光的部分；
步骤3.2、买方根据曝光部分确认购买商品并向卖方或者存储者请求下载密文；
步骤3.3、买方确认下载的密文同步骤1.5中卖方提供的默克尔根是否对应；
如果下载密文与默克尔根相对应则进入步骤3.4，否则交易直接终止；
步骤3.4、买方将钱款锁定到步骤1.3中区块链平台创建的智能合约。
在本实施例中，优选的，上述步骤4中，如图5所示，买方解密数据的具体过程包括以下步骤：
步骤4.1、买方提供自身公钥并要求卖方将步骤1.2中产生的主密钥用此公钥加密；
步骤4.2、卖方将主密钥用公钥加密后上传至步骤1.3中区块链平台创建的智能合约；
步骤4.3、买方使用私钥解密步骤4.2中卖方上传的密文，得到主密钥；
步骤4.4、买方使用主密钥生成子密钥，用于数字商品密文的解密。
在本实施例中，优选的，上述步骤5中，如图6所示，买方申诉的具体过程包括以下步骤：
步骤5.1、买方发起申诉；
步骤5.2、智能合约自动根据买方申诉内容判断申诉成功与否。
其中，步骤5.2中具体判断方法为：步骤1.3中区块链平台创建的智能合约接收买方私钥用于解密卖方预先存储的主密钥密文，然后用主密钥生成子密钥用于解密卖方密文。如果解密结果与卖方提供的明文默克尔根一致，则认为买方申诉失败并将金钱发送给卖方；反之，交易平台认为买方申诉成功并返还金钱给买方。
实施例：如图7所示，买方与卖方成功通过区块链平台达成了数字商品的交易的流程为：卖方将数据分成多份并加密数据，之后将数字商品的描述上传至区块链数字商品交易平台创建的智能合约中。卖方同时根据加密前后的数字商品来生成两颗的默克尔树并分别将默克尔根上传至智能合约。之后交易平台产生随机数公布给所有系统的参与者，卖方根据随机数将相应部分的密钥发送给买方。在此之后，卖方将加密后的数字商品传输给存储者，买方分别向卖方和存储者请求下载数字商品的部分密文并在本地拼接成全部密文。买方在确认购买后付款，卖方将密钥发送给买方，买方确认无误后不再申诉。
综上，本发明采用了区块链技术构建一个分布式数字商品交易平台，通过智能合约保证双方交易的原子性和公平性，避免平台遭受单点攻击。而且，本发明中还要求卖方曝光随机部分数据，使得卖方可以向买方证明数字商品的质量；引入了存储者这一角色，负责存储加密的数字商品，在达成交易时可以为买方提供下载服务，提高了系统的效率。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

Claims (10)

1.一种基于区块链的数字商品原子交易方法，其特征在于，包括：
步骤1、卖方将数字商品信息上传至区块链平台；
步骤2、卖方向至少一个存储者发送加密后的数字商品；
步骤3、买方确认需要购买的数字商品并向区块链平台付款；
步骤4、买方将加密后的数字商品解密，并根据解密结果判定是否符合买方预期，符合则买方不进行申诉，通过区块链平台完成与卖方的数字商品交易；否则进入步骤5；
步骤5、买方向区块链平台进行申诉。
2.如权利要求1所述交易方法，其特征在于，所述步骤1中，数字商品信息上传包括以下步骤：
步骤1.1、卖方将数字商品分割成多个部分；
步骤1.2、卖方随机产生主密钥，并根据主密钥生成多个子密钥，使用子密钥分别加密数字商品各个部分；
步骤1.3、区块链平台创建智能合约；
步骤1.4、卖方将商品描述上传到步骤1.3创建的智能合约；
步骤1.5、卖方根据数字商品的明文和密文信息生成两颗默克尔树，并分别将两个默克尔根上传至区块链平台；
步骤1.6、由区块链平台产生随机数，卖方根据随机数曝光相应部分明文。
3.如权利要求1所述交易方法，其特征在于，所述步骤3中，买方确认需要购买的数字商品并付款的具体过程包括以下步骤：
步骤3.1、买方下载卖方曝光的部分；
步骤3.2、买方根据曝光部分确认购买商品并向卖方或者存储者请求下载密文；
步骤3.3、买方确认下载的密文同卖方提供的默克尔根是否对应；如果下载密文与默克尔根相对应则进入步骤3.4，否则交易直接终止；
步骤3.4、买方将钱款锁定到区块链平台的智能合约中。
4.如权利要求1所述交易方法，其特征在于，所述步骤4中，买方解密数据的具体过程包括以下步骤：
步骤4.1、买方提供自身公钥并要求卖方将产生的主密钥用此公钥加密；
步骤4.2、卖方将主密钥用公钥加密后上传至区块链平台；
步骤4.3、买方使用私钥解密卖方上传的密文，得到主密钥；
步骤4.4、买方使用主密钥生成子密钥，用于数字商品密文的解密。
5.如权利要求1所述交易方法，其特征在于，所述步骤5中，买方申诉的具体过程包括以下步骤：
步骤5.1、买方发起申诉；
步骤5.2、智能合约自动根据买方申诉内容判断申诉成功与否：区块链平台创建的智能合约接收买方私钥用于解密卖方预先存储的主密钥密文，然后用主密钥生成子密钥用于解密卖方密文；如果解密结果与卖方提供的明文默克尔根一致，则认为买方申诉失败并将金钱发送给卖方；反之，交易平台认为买方申诉成功并返还金钱给买方。
6.一种基于区块链的数字商品原子交易系统，该系统用于实现如权利要求1至5任一项所述交易方法，其特征在于，包括区块链平台服务端和卖方客户端、买方客户端以及存储者客户端；
所述区块链平台服务端内设置有交易匹配系统，用于存储卖方提供的数字商品信息，并将相关信息向买方展示；且所述交易匹配系统还用于处理买方的申诉；
所述卖方客户端内设置有数字商品加密及传输系统，用于将原有的明文数字商品用密钥进行加密，并将加密数据传输到所述买方客户端和存储者客户端；
所述买方客户端内设置有数据解密与验证系统，用于接收卖方传来的密文和密钥并将密文解密成明文，如果明文不符合预先设定的规则向所述区块链平台服务端发送证据来进行申诉；
所述存储者客户端至少设置为一个，每个所述存储者客户端内都设置有数据转发系统，用于存储卖方提供的加密数字商品并将加密数字商品转发给买方。
7.如权利要求6所述交易系统，其特征在于，交易匹配系统包括卖方数据展示模块和申诉处理模块；
所述卖方数据展示模块用于接收卖方传来的数字商品信息并将其展示给买方；卖方数据展示模块在接收并存储卖方传来的数字商品信息和默克尔根之后产生随机数，卖方需要根据随机数曝光数字商品的一部分；
申诉处理模块用于接收买方传来的申诉证据，并验证证据是否有效，根据验证结果将买方钱款返还或者发送给卖方；申诉处理模块根据买方提供的私钥解密出卖方提供的主密钥，之后根据主密钥生成子密钥来解密买方提供的密文，如果解密出来的结果正确则认为买方申诉成功，反之认为申诉失败。
8.如权利要求6所述交易系统，其特征在于，所述数字商品加密及传输系统包括数字商品加密模块和数字商品传输模块；所述数字商品加密模块用于将数字商品拆分成多个部分并分别进行加密，发送至数字商品传输模块；所述数字商品传输模块用于将数字商品的密文和密钥传输给买方客户端或者存储者客户端。
9.如权利要求6所述交易系统，其特征在于，所述数据解密与验证系统包括数据解密模块和数据验证模块；所述数据解密模块用于接收卖方客户端传输来的密文和卖方提供的密钥，并使用密钥解密密文，发送至所述数据验证模块；所述数据验证模块用于验证解密结果是否对应于卖方预先提供的默克尔根，如果二者对应，则不进行任何操作，如果不一致，则向所述区块链平台服务端提出申诉并给出相应证据。
10.如权利要求6所述交易系统，其特征在于，所述数据转发系统包括卖方数据接收模块和数据转发模块；所述卖方数据接收模块用于接收卖方的密文，并发送至所述数据转发模块；所述数据转发模块用于将密文转发给买方并将这一事件记录于区块链平台来获取相应的奖励。
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