CN112866242B - 一种基于区块链的数字身份验证方法、设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链的数字身份验证方法、设备及存储介质，该方法首先根据客户端发送的验证请求中的索引信息，验证区块链上记录的拟验证数字身份对应的Hash值与根据验证请求中的公钥而计算出的Hash值是否一致，如果Hash值验证通过，再进一步利用验证请求中的公钥，对验证请求中的数字签名进行验签，如果数字签名验签通过，则数字身份验证成功。因此，本发明由于验证请求中包含采用拟验证数字身份的私钥签名而获取的数字签名，能够保证数字身份的持有者才能对数字身份完成验证，同时，由于写入区块链上的是数字身份对应公钥的Hash值，不仅能够隐藏数字身份的公钥，提高数字身份使用过程中的安全性，还能保证数字身份的不可篡改。

Description

一种基于区块链的数字身份验证方法、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及区块链技术，尤其涉及一种基于区块链的数字身份验证方法、设备及存储介质。
背景技术
数字化活动的基础，就是用户的数字化身份。只有保证用户数字身份的真实有效，其所关联的一系列活动、交易等的信息数据才是真实有效的。所以，发展数字身份系统是必然的，而区块链技术凭借其去中心化、多方共识、难以篡改、公开透明、可追溯等特征，在一定程度上也提供了一个相对可信的解决方案。
中国专利申请CN108768933A公开了一种区块链平台上自主可监管数字身份认证系统，，该系统主要包括终端、区块链数字身份平台、第三方平台，第三方平台向终端发起属性信息认证请求，由终端对该属性信息认证请求进行验证并授权，得到请求授权信息，并将其传输至区块链数字身份平台；区块链数字身份平台根据该请求授权信息，查询区块链上的属性证书，获得第三方平台待认证属性的认证信息，并将该认证信息传输至第三方平台，供其对待认证的属性进行认证，从而实现通过查询区块链上的属性证书而获得终端的数字身份信息；但是，由于区块链数字身份平台上的属性证书是由签发平台在审核通过终端属性证书的申请后，公布至该区块链数字身份平台的，使该系统严重依赖签发平台的可信度，且难以从根本上提升数字身份认证的透明度与安全性。
因此，需要一种具有高透明度、高安全性的基于区块链的数字身份验证方法。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种基于区块链的数字身份验证方法，由于验证请求中包含采用拟验证数字身份的私钥签名而获取的数字签名，能够保证数字身份的持有者才能对数字身份完成验证，而且由于写入区块链上的是数字身份对应公钥的Hash值，不仅能够隐藏数字身份的公钥，提高数字身份使用过程中的安全性，还能保证数字身份的不可篡改。
为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种基于区块链的数字身份验证方法，其应用于区块链节点，所述方法包括以下步骤：
S1：接收客户端发送的验证请求，所述验证请求包括拟验证数字身份的公钥、采用拟验证数字身份的私钥进行签名而获得的数字签名，以及用于指示拟验证数字身份对应的Hash值在区块链上的存储位置的索引信息；
S2：根据所述索引信息，查询到存储在区块链上的拟验证数字身份对应的Hash值，并验证拟验证数字身份对应的Hash值与根据所述公钥而计算出的Hash值是否一致；若一致，则继续执行步骤S3，否则，拒绝所述验证请求；
S3：根据所述公钥，对所述数字签名进行验签；若验签通过，则所述数字身份验证成功，否则，所述数字身份验证失败。
根据一种具体的实施方式，本发明基于区块链的数字身份验证方法中，还包括：接收客户端发送的随机数请求，并响应所述随机数请求，而向所述客户端发送一个随机数；其中，所述数字签名通过采用拟验证数字身份的私钥对所述随机数进行签名而获得。
根据一种具体的实施方式，本发明基于区块链的数字身份验证方法中，通过公私钥对生成器生成公私钥对，且所述公私钥对生成器指定椭圆曲线加密算法并以安全随机数为随机源。
根据一种具体的实施方式，本发明基于区块链的数字身份验证方法中，采用SHA-256哈希运算计算Hash值。
本发明的另一发明，还提供一种区块链节点设备，其包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行时，实现本发明基于区块链的数字身份验证方法。
本发明的另一发明，还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有程序指令，所述程序指令被执行时，用于实现本发明基于区块链的数字身份验证方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明基于区块链的数字身份验证方法，首先根据客户端发送的验证请求中的索引信息，验证区块链上记录的拟验证数字身份对应的Hash值与根据验证请求中的公钥而计算出的Hash值是否一致，如果Hash值验证通过，再进一步利用验证请求中的公钥，对验证请求中的数字签名进行验签，如果数字签名验签通过，则数字身份验证成功。因此，本发明由于验证请求中包含采用拟验证数字身份的私钥签名而获取的数字签名，能够保证数字身份的持有者才能对数字身份完成验证，同时，由于写入区块链上的是数字身份对应公钥的Hash值，不仅能够隐藏数字身份的公钥，提高数字身份使用过程中的安全性，还能保证数字身份的不可篡改。
2、本发明基于区块链的数字身份验证方法中，区块链节点响应客户端发送的随机数请求，而向客户端发送一个随机数，并采用拟验证数字身份的私钥对该随机数进行签名而获得数字签名，能够进一步提高数字签名被篡改的难度，从而保证数字身份验证的安全性。
附图说明
图1为本发明区块链节点与客户端的交互流程示意图；
图2为本发明第一实施例中区块链节点与客户端的交互流程示意图；
图3为本发明第二实施例中区块链节点与客户端的交互流程示意图
图4为本发明区块链节点与客户端的交互架构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
如图1所示，客户端向区块链节点请求验证一个数字身份的过程，而且，本发明中，用户的数字身份以公钥的Hash值的形式记录在区块链上，而用户通过掌握私钥来控制数字身份的使用。
对于客户端而言，首先需要生成验证请求，由于验证请求包括拟验证数字身份的公钥、采用拟验证数字身份的私钥签名而获得的数字签名，以及用于指示区块链上拟验证数字身份对应的Hash值的记录位置的索引信息。而用户注册数字身份成功后，会获取到指示区块链上所注册数字身份对应的Hash值的记录位置的索引信息，即用户掌握有索引信息。
因此，在生成验证请求时，客户端只需要获得数字签名即可，在实施时，采用拟验证数字身份的私钥对指定的对象进行签名，即可获得数字签名，而指定的对象可以是索引信息，也可以是验证请求本身，而具体的签名算法采用基于椭圆曲线的签名算法ECDSA。
当客户端生成验证请求后，则将该验证请求发送至区块链节点。具体的，客户端配置有区块链SDK可以与区块链节点进行数据交互。而对于区块链节点而言，需要按照以下步骤进行工作：
S1：接收客户端发送的验证请求，所述验证请求包括拟验证数字身份的公钥、采用拟验证数字身份的私钥签名而获得的数字签名，以及用于指示区块链上拟验证数字身份对应的Hash值的记录位置的索引信息；
S2：根据所述索引信息，查询到记录在区块链上的拟验证数字身份对应的Hash值，并验证拟验证数字身份对应的Hash值与根据所述公钥而计算出的Hash值是否一致；若一致，则继续执行步骤S3，否则，拒绝所述验证请求；
S3：根据所述公钥，对所述数字签名进行验签；若验签通过，则所述数字身份验证成功，否则，所述数字身份验证失败。
因此，本发明由于验证请求中包含采用拟验证数字身份的私钥签名而获取的数字签名，能够保证数字身份的持有者才能对数字身份完成验证，同时，由于写入区块链上的是数字身份对应公钥的Hash值，不仅能够隐藏数字身份的公钥，提高数字身份使用过程中的安全性，还能保证数字身份的不可篡改。
如图2所示，本发明基于区块链的数字身份验证方法还包括：接收客户端发送的随机数请求，并响应所述随机数请求，而向所述客户端发送一个随机数；其中，所述数字签名通过采用拟验证数字身份的私钥对所述随机数进行签名而获得。
对于客户端而言，其生成的验证请求的数字签名通过采用拟验证数字身份的私钥对该随机数进行签名而获得，从而能够进一步提高数字签名被篡改的难度，保证数字身份验证的安全性。
如图3所示，在一些实施例中，本发明的验证请求除了包括拟验证数字身份的公钥、数字签名，以及索引信息；还包括工作量证明参数。同时，验证请求为序列化对象，其中，所述序列化对象通过对拟验证数字身份的公钥、数字签名、索引信息以及工作量证明参数进行序列化而得到。
实际上，序列化是将对象的状态信息转换为可以存储或传输的形式的过程，所以，客户端向区块链节点发送的验证请求为序列化对象，对应地，区块链节点需要通过反序列化来还原序列化对象，得到原始的数据或信息。
为了保证反序列化能够得到原始的数据或信息，验证请求被定义为包：PubKey字段，Signature字段，ID字段以及nonce字段。其中，PubKey字段用于写入拟验证数字身份的公钥，Signature字段用于写入数字签名，ID字段用于写入用于指示区块链上拟验证数字身份对应的Hash值的记录位置的索引信息，以及nonce字段用于写入工作量参数。
同时，客户端需要在根据序列化对象而计算出的Hash值满足工作量证明条件时，才能生成一个可用的验证请求。因此，设置工作量证明参数用于调整所述序列化对象，使根据序列化对象计算出的Hash值满足工作量证明条件。
所以，在生成验证请求时，首先配置工作量证明参数为初始值，然后进行迭代运算，每次迭代运算中，需要计算一次相应序列化对象的Hash值，并判断该Hash值是否满足工作量证明条件，若不满足，则更新工作量证明参数，即数值加一；若满足，则将当前的工作量证明参数写入验证请求的nonce段。
本发明中，工作量证明条件为序列化对象的Hash值的前N位数值为零；其中，N为设定值。换言之，被判断是否满足工作量证明条件的Hash值小于某目标值即可。
那么，对于客户端而言，需要生成的验证请求，则必须计算出满足工作量证明条件的验证请求，具体表达式如下：
DIDStr＝Serislize(DID)
Hash(DIDStr)<Taraget
其中，DIDStr表示验证请求的序列化对象，Hash(DIDStr)表示序列化对象对应的Hash值。假如设定N为7，则目标值为：0000000XXXXXX…XXXXX，则需要进行约为2^7次运算，才可得到一个可使用的验证请求，以发起一次数字身份的验证。
在本实施例中，对于区块链节点而言，接收到客户端发送的验证请求后，由于该验证请求为序列化对象，因此，执行步骤S1还包括：计算所述序列化对象对应的Hash值，并判断所述序列化对象对应的Hash值是否满足所述工作量证明条件；若满足，则继续执行步骤S2，否则，拒绝所述验证请求。
本发明中，由于验证请求序列化对象对应的Hash值需要满足工作量证明条件，才可得到一个可用的验证请求，以发起一次数字身份的验证，所以客户端需要进行大量的迭代运算，来确定工作量证明参数；而区块链节点只需进行一次运算验证即可，因此，本发明针对攻击者使用粉尘攻击阻塞数字身份验证的行为，在客户端可承受的运算代价基础上，又极大地能够影响系统正常工作的运算代价，从而保证数字身份验证的安全性。
在一些实施例中，无论区块链节点拒绝验证请求，或是数字身份验证成功或失败，均发送相应的提示至客户端。
本发明基于区块链的数字身份验证方法中，在实施时所采用的哈希计算为SHA-256哈希运算，当然也可采用其它类型的哈希运算，如MD4，MD5。
如图3所示，本发明区块链节点与客户端的交互架构，其中，区块链网络100中的区块链节点上配置有服务端200，该服务端200作为一个子系统，能够实现本发明基于区块链的数字身份验证方法，
本发明的一些实施例中，本发明还提供一种区块链节点设备，其包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行时，实现本发明基于区块链的数字身份验证方法。
本发明的另一发明，还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有程序指令，所述程序指令被执行时，用于实现本发明基于区块链的数字身份验证方法。
应该理解到，本发明所揭露的系统，可通过其它的方式实现。例如所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，模块之间的通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个处理单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (6)

1.一种基于区块链的数字身份验证方法，其特征在于，应用于区块链节点，所述方法包括以下步骤：
S1：接收客户端发送的验证请求，所述验证请求包括拟验证数字身份的公钥、采用拟验证数字身份的私钥签名而获得的数字签名，以及用于指示区块链上拟验证数字身份对应的Hash值的记录位置的索引信息； 其中，所述验证请求为序列化对象且还包括工作量证明参数，所述工作量证明参数用于调整所述序列化对象，使根据序列化对象计算出的Hash值满足工作量证明条件；而且，接收到客户端发送的验证请求后，计算所述序列化对象对应的Hash值，并判断所述序列化对象对应的Hash值是否满足所述工作量证明条件；若满足，则继续执行步骤S2，否则，拒绝所述验证请求；
S2：根据所述索引信息，查询到存储在区块链上的拟验证数字身份对应的Hash值，并验证拟验证数字身份对应的Hash值与根据所述公钥而计算出的Hash值是否一致；若一致，则继续执行步骤S3，否则，拒绝所述验证请求；
S3：根据所述公钥，对所述数字签名进行验签；若验签通过，则所述数字身份验证成功，否则，所述数字身份验证失败。
2.如权利要求1所述的基于区块链的数字身份验证方法，其特征在于，还包括：接收客户端发送的随机数请求，并响应所述随机数请求，而向所述客户端发送一个随机数；其中，所述数字签名通过采用拟验证数字身份的私钥对所述随机数进行签名而获得。
3.如权利要求1所述的基于区块链的数字身份验证方法，其特征在于，通过公私钥对生成器生成公私钥对，且所述公私钥对生成器指定椭圆曲线加密算法并以安全随机数为随机源。
4.如权利要求1~3任一项所述的基于区块链的数字身份验证方法，其特征在于，采用SHA-256哈希运算计算Hash值。
5.一种区块链节点设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行时，实现如权利要求1~4任一项所述的基于区块链的数字身份验证方法。
6.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有程序指令，所述程序指令被执行时，用于实现如权利要求1~4任一项所述的基于区块链的数字身份验证方法。
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