CN113221189B - 基于区块链的身份认证系统、认证方法、介质、终端 - Google Patents

基于区块链的身份认证系统、认证方法、介质、终端 Download PDF

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Abstract

本发明属于智能认证技术领域，公开了一种基于区块链的身份认证系统、认证方法、介质、终端，数据采集模块采集用户个人信息，并将采集的相关信息以及相应的数据查询验证请求发送至公民信息数据库；同时将通过验证的信息发送至数据处理模块；公民信息数据库对信息与数据库中的公民个人信息进行验证，并返回验证结果；数据处理模块对数据进行Hash处理，并为每个用户的数据产生公私钥对；同时将处理好的数据上链；区块链存储数据处理模块处理好的包括哈希块与附属密文块的数据；同时进行用户的身份认证；部门应用终端对链上的公民信息进行验证；同时返回链上认证结果。本发明不仅能够极大地减轻用户负担并降低隐私信息泄露的风险，还可以做到高效的身份认证。

Description

基于区块链的身份认证系统、认证方法、介质、终端
技术领域
本发明属于智能认证技术领域，尤其涉及一种基于区块链的身份认证系统、认证方法、介质、终端。
背景技术
目前：随着大数据与云计算的快速发展，个人信息的隐私保护愈发重要，有关个人信息违法获取和数据泄露事件频发，信息安全早已不是个人问题，更是一个备受社会重视的公共管理问题。在许多场合中需要我们证明自己的身份，如何在不泄露个人隐私数据的情况下，证实我们的身份，这就需要区块链这样天然的防篡改的可信数据结构，结合哈希算法与公私钥加密机制，还可以保证不泄露用户的隐私信息。
身份认证：身份验证又称“验证”、“鉴权”，是指通过一定的手段，完成对用户身份的确认。身份验证的方法有很多，基本上可分为：基于共享密钥的身份验证、基于生物学特征的身份验证和基于公开密钥加密算法的身份验证。
现有的身份证明机制包括以下：明文式认证，即用户需要暴露自己的隐私信息，如身份证、姓名等，这样会导致用户的隐私信息的泄露，一旦存储用户隐私信息的数据库被攻破，会产生撞库攻击等后果；如专利CN201810111577.8一种去中心化的区块链智能身份认证系统，区块中存储用户的明文信息，也会导致用户信息的泄露；基于Hyperledger网络的身份认证，如专利CN201910849758.5所述，该方法虽然在一定程度上能过保护用户隐私数据不泄露，但是该专利没能将用户所在区块号与用户持有的公私钥关联起来，导致查询认证效率不高，需要从创世纪块开始查询用户信息才能确认。
因此，提出一种泛化能力强、查询认证效率高的区块链身份认证系统及方法是亟需解决的问题。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有身份验证方法直接暴露用户隐私数据进行身份认证、没有将用户所在的区块号与用户数据关联起来且效率低。
本发明通过对用户个人数据进行加密处理，在一定程度上保护了用户的隐私数据，同时将用户数据与块号进行关联，从而实现快速查询用户数据的功能，避免每次查询验证都需要从创世纪块开始这种低效率的查询方式，提高了效率。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于区块链的身份认证系统、认证方法、介质、终端。
本发明是这样实现的，一种基于区块链的身份认证系统，所述基于区块链的身份认证系统包括：
数据采集模块、公民信息数据库、数据处理模块、区块链、部门应用终端；
数据采集模块，用于采集用户个人信息，并将采集的相关信息以及相应的数据查询验证请求发送至公民信息数据库；同时用于将通过验证的信息发送至数据处理模块；
公民信息数据库，用于接收数据采集模块发送的采集信息以及数据查询验证请求，对接收的信息与数据库中的公民个人信息进行验证，并返回验证结果至数据采集模块；同时用于存储公民身份信息；
数据处理模块，用于对数据进行Hash处理，并为每个用户的数据产生公私钥对；同时将处理好的数据上链；
区块链，用于存储数据处理模块处理好的包括哈希块与附属密文块的数据；同时用于进行用户的身份认证；
部门应用终端，用于对链上的公民信息进行验证；同时返回链上认证结果给用户。
进一步，所述用户个人信息包括：姓名、性别、身份证号及其他个人信息。
进一步，所述基于区块链的身份认证系统还包括：
所述数据采集模块的输出端与所述数据处理模块的输入端相连；
所述数据处理模块与区块链相连接；
所述部门应用终端与区块链之间通过以太网进行通讯进行用户身份的交互认证。
本发明的另一目的在于提供一种应用于所述基于区块链的身份认证系统的基于区块链的身份认证方法，所述基于区块链的身份认证方法包括：
步骤一，数据采集模块利用电脑终端、人脸识别设备对用户进行个人数据的采集；数据采集模块将采集到的信息以及查询请求发送至公民信息数据库；
步骤二，公民信息数据库对数据采集模块发送的信息与数据库中的公民个人信息进行验证，并返回验证结果给数据采集模块；
步骤三，数据采集模块基于验证结果将通过验证的信息传输至数据处理模块，数据处理模块对数据采集模块传输的数据进行Hash处理，并为每个用户的数据产生公私钥对，同时将处理好的数据上链；
步骤四，部门应用终端发送查询验证请求，对链上的公民信息进行验证；部门应用终端返回链上认证结果给用户。
进一步，步骤三中，所述数据处理模块对数据采集模块传输的数据进行Hash处理，并为每个用户的数据产生公私钥对，同时将处理好的数据上链包括：
(1)采用哈希算法对于数据采集模块传输的数据Data进行处理，得到一个哈希值：TH＝Hash(Data)；
(2)为该块内的每个用户随机产生一对公私钥对，将每个用户的TH打包成哈希块，标记块号，并用该块里的每个用户的公钥分别对块号进行加密；
(3)将加密后的每组密文打包为附属密文块，并将所述附属密文块与哈希块一同打包成块并上链，同时将用户的TH、私钥与块号发送给用户。
进一步，步骤四中，所述部门应用终端发送查询验证请求，对链上的公民信息进行验证包括：
1)在部门应用终端上输入用户的TH与所在块的块号，部门应用终端对区块链上的对应块进行查询验证，若用户无法提供块号，则自创世纪块进行查询；
2)用户用自己的私钥对该区块的附属密文块内对应密文进行解密，解密后的明文为所在区块的块号则验证正确。
进一步，所述解密附属密文块内密文包括：
部门应用终端对验证正确的用户，读取用户在附属密文块内对应的密文，请求用户用自己的私钥对该密文解密，若解密后的密文为块号，则验证正确。
本发明的另一目的在于提供一种接收用户输入程序存储介质，所存储的计算机程序使电子设备执行所述基于区块链的身份认证方法包括下列步骤：
步骤一，数据采集模块利用电脑终端、人脸识别设备对用户进行个人数据的采集；数据采集模块将采集到的信息以及查询请求发送至公民信息数据库；
步骤二，公民信息数据库对数据采集模块发送的信息与数据库中的公民个人信息进行验证，并返回验证结果给数据采集模块；
步骤三，数据采集模块基于验证结果将通过验证的信息传输至数据处理模块，数据处理模块对数据采集模块传输的数据进行Hash处理，并为每个用户的数据产生公私钥对，同时将处理好的数据上链；
步骤四，部门应用终端发送查询验证请求，对链上的公民信息进行验证；部门应用终端返回链上认证结果给用户。
本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述基于区块链的身份认证方法。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明通过电脑终端采集用户的个人信息，并将信息上传至公民信息数据库进行验证，验证正确的数据传输到数据处理模块，数据处理模块对数据进行哈希处理并为每个用户产生一对公私钥，将处理后的哈希值打包成块，称为哈希块，分别用每个公钥对哈希块块号进行加密，将所有的密文打包成块，称为附属密文块，哈希块与附属密文块一同打包成块上链，返回哈希值、块号及私钥给用户，用户通过哈希值、块号及私钥进行身份验证，可以在不泄露用户个人信息的情况下对用户身份进行认证。
本发明能够有效地解决透明度及单点故障的问题,并且能够有效降低中心PKI建设的成本，实现用户身份的轻量级认证。
本发明通过哈希算法、公私钥对机制等技术，能够极大地减轻用户负担并降低隐私信息泄露的风险，针对目前采用区块链技术实现的身份认证系统中存在无法将用户信息与所在区块信息进行关联而导致查询效率低下的问题，巧妙的设计公私钥对与用户块号进行关联，从而提高了查询效率，做到高效的身份认证。
本发明将处理加密后的用户数据打包成块并上链，能够在保证用户身份不被公开的前提下，实现对用户身份的匿名认证，对于保护用户身份信息具有重要意义，还能防止用户数据被篡改，实现了高可信度的身份证明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于区块链的身份认证系统原理图。
图2是本发明实施例提供的据采集与打包上链流程图。
图3是本发明实施例提供的基于区块链的身份认证方法流程图。
图4是本发明实施例提供的基于区块链的身份认证方法中身份认证流程图。
图5是本发明实施例提供的打包数据成块并上链的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于区块链的身份认证系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的基于区块链的身份认证系统包括：
数据采集模块1、公民信息数据库2、数据处理模块3、区块链4、部门应用终端5；
数据采集模块1，用于采集用户个人信息，并将采集的相关信息以及相应的数据查询验证请求发送至公民信息数据库；同时用于将通过验证的信息发送至数据处理模块；
公民信息数据库2，用于接收数据采集模块发送的采集信息以及数据查询验证请求，对接收的信息与数据库中的公民个人信息进行验证，并返回验证结果至数据采集模块；同时用于存储公民身份信息；
数据处理模块3，用于对数据进行Hash处理，并为每个用户的数据产生公私钥对；同时将处理好的数据上链；
区块链4，用于存储数据处理模块处理好的包括哈希块与附属密文块的数据；同时用于进行用户的身份认证；
部门应用终端5，用于对链上的公民信息进行验证；同时返回链上认证结果给用户。
本发明实施例提供的用户个人信息包括：姓名、性别、身份证号及其他个人信息。
本发明实施例提供的基于区块链的身份认证系统还包括：
数据采集模块1的输出端与所述数据处理模块3的输入端相连；数据处理模块3与区块链4相连接；部门应用终端5与区块链4之间通过以太网进行通讯进行用户身份的交互认证。
如图2-图3所示，本发明实施例提供的基于区块链的身份认证方法包括：
S101，数据采集模块利用电脑终端、人脸识别设备对用户进行个人数据的采集；数据采集模块将采集到的信息以及查询请求发送至公民信息数据库；
S102，公民信息数据库对数据采集模块发送的信息与数据库中的公民个人信息进行验证，并返回验证结果给数据采集模块；
S103，数据采集模块基于验证结果将通过验证的信息传输至数据处理模块，数据处理模块对数据采集模块传输的数据进行Hash处理，并为每个用户的数据产生公私钥对，同时将处理好的数据上链；
S104，部门应用终端发送查询验证请求，对链上的公民信息进行验证；部门应用终端返回链上认证结果给用户。
本发明实施例提供的数据处理模块对数据采集模块传输的数据进行Hash处理，并为每个用户的数据产生公私钥对，同时将处理好的数据上链包括：
(1)采用哈希算法对于数据采集模块传输的数据Data进行处理，得到一个哈希值：TH＝Hash(Data)；
(2)为该块内的每个用户随机产生一对公私钥对，将每个用户的TH打包成哈希块，标记块号，并用该块里的每个用户的公钥分别对块号进行加密；
(3)将加密后的每组密文打包为附属密文块，并将所述附属密文块与哈希块一同打包成块并上链，同时将用户的TH、私钥与块号发送给用户。
如图4所示，本发明实施例提供的部门应用终端发送查询验证请求，对链上的公民信息进行验证包括：
1)在部门应用终端上输入用户的TH与所在块的块号，部门应用终端对区块链上的对应块进行查询验证，若用户无法提供块号，则自创世纪块进行查询；
2)用户用自己的私钥对该区块的附属密文块内对应密文进行解密，解密后的明文为所在区块的块号则验证正确。
如图5所示，本发明实施例提供的解密附属密文块内密文包括：
部门应用终端对验证正确的用户，读取用户在附属密文块内对应的密文，请求用户用自己的私钥对该密文解密，若解密后的密文为块号，则验证正确。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于区块链的身份认证系统，其特征在于，所述基于区块链的身份认证系统包括：
数据采集模块、公民信息数据库、数据处理模块、区块链和部门应用终端；
数据采集模块，用于采集用户个人信息，并将采集的相关信息以及相应的数据查询验证请求发送至公民信息数据库；同时用于将通过验证的信息发送至数据处理模块；
公民信息数据库，用于接收数据采集模块发送的采集信息以及数据查询验证请求，对接收的信息与数据库中的公民个人信息进行验证，并返回验证结果至数据采集模块；同时用于存储公民身份信息；
数据处理模块，用于对数据进行Hash处理，并为每个用户的数据产生公私钥对；同时将处理好的数据上链；
区块链，用于存储数据处理模块处理好的包括哈希块与附属密文块的数据；同时用于进行用户的身份认证；
部门应用终端，用于对链上的公民信息进行验证；同时返回链上认证结果给用户；
所述数据处理模块对数据采集模块传输的数据进行Hash处理，并为每个用户的数据产生公私钥对，同时将处理好的数据上链包括：
（1）采用哈希算法对于数据采集模块传输的数据Data进行处理，得到一个哈希值：TH=Hash(Data)；
（2）为该块内的每个用户随机产生一对公私钥对，将每个用户的TH打包成哈希块，标记块号，并用打包成哈希块里的每个用户的公钥分别对块号进行加密；
（3）将加密后的每组密文打包为附属密文块，并将所述附属密文块与哈希块一同打包成块并上链，同时将用户的TH、私钥与块号发送给用户。
2.如权利要求1所述基于区块链的身份认证系统，其特征在于，所述用户个人信息包括：姓名、性别、身份证号及其他个人信息。
3.如权利要求1所述基于区块链的身份认证系统，其特征在于，所述基于区块链的身份认证系统还包括：
所述数据采集模块的输出端与所述数据处理模块的输入端相连；
所述数据处理模块与区块链相连接；
所述部门应用终端与区块链之间通过以太网进行通讯，所述部门应用终端进行用户身份的交互认证。
4.一种应用于如权利要求1-3任意一项所述基于区块链的身份认证系统的基于区块链的身份认证方法，其特征在于，所述基于区块链的身份认证方法包括：
步骤一，数据采集模块利用电脑终端、人脸识别设备对用户进行个人数据的采集；数据采集模块将采集到的信息以及查询请求发送至公民信息数据库；
步骤二，公民信息数据库对数据采集模块发送的信息与数据库中的公民个人信息进行验证，并返回验证结果给数据采集模块；
步骤三，数据采集模块基于验证结果将通过验证的信息传输至数据处理模块，数据处理模块对数据采集模块传输的数据进行Hash处理，并为每个用户的数据产生公私钥对，同时将处理好的数据上链；
步骤四，部门应用终端发送查询验证请求，对链上的公民信息进行验证；部门应用终端返回链上认证结果给用户；
步骤三中，所述数据处理模块对数据采集模块传输的数据进行Hash处理，并为每个用户的数据产生公私钥对，同时将处理好的数据上链包括：
（1）采用哈希算法对于数据采集模块传输的数据Data进行处理，得到一个哈希值：TH=Hash(Data)；
（2）为打包成哈希块内的每个用户随机产生一对公私钥对，将每个用户的TH打包成哈希块，标记块号，并用该块里的每个用户的公钥分别对块号进行加密；
（3）将加密后的每组密文打包为附属密文块，并将所述附属密文块与哈希块一同打包成块并上链，同时将用户的TH、私钥与块号发送给用户。
5.如权利要求4所述基于区块链的身份认证方法，其特征在于，步骤四中，所述部门应用终端发送查询验证请求，对链上的公民信息进行验证包括：
1）在部门应用终端上输入用户的TH与所在块的块号，部门应用终端对区块链上的对应块进行查询验证，若用户无法提供块号，则自创世纪块进行查询；
2）用户用自己的私钥对该区块的附属密文块内对应密文进行解密，解密后的明文为所在区块的块号则验证正确。
6.如权利要求5所述基于区块链的身份认证方法，其特征在于，所述解密附属密文块内密文包括：
部门应用终端对验证正确的用户，读取用户在附属密文块内对应的密文，请求用户用自己的私钥对该密文解密，若解密后的密文为块号，则验证正确。
7.一种接收用户输入程序存储介质，所存储的计算机程序使电子设备执行如权利要求4-6任意一项所述基于区块链的身份认证方法包括下列步骤：
步骤一，数据采集模块利用电脑终端、人脸识别设备对用户进行个人数据的采集；数据采集模块将采集到的信息以及查询请求发送至公民信息数据库；
步骤二，公民信息数据库对数据采集模块发送的信息与数据库中的公民个人信息进行验证，并返回验证结果给数据采集模块；
步骤三，数据采集模块基于验证结果将通过验证的信息传输至数据处理模块，数据处理模块对数据采集模块传输的数据进行Hash处理，并为每个用户的数据产生公私钥对，同时将处理好的数据上链；
步骤四，部门应用终端发送查询验证请求，对链上的公民信息进行验证；部门应用终端返回链上认证结果给用户；
所述数据处理模块对数据采集模块传输的数据进行Hash处理，并为每个用户的数据产生公私钥对，同时将处理好的数据上链包括：
（1）采用哈希算法对于数据采集模块传输的数据Data进行处理，得到一个哈希值：TH=Hash(Data)；
（2）为打包成哈希块内的每个用户随机产生一对公私钥对，将每个用户的TH打包成哈希块，标记块号，并用该块里的每个用户的公钥分别对块号进行加密；
（3）将加密后的每组密文打包为附属密文块，并将所述附属密文块与哈希块一同打包成块并上链，同时将用户的TH、私钥与块号发送给用户。
8.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求4-6任意一项所述基于区块链的身份认证方法。
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