CN113362065A - 一种基于分散式私钥的在线签名交易实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于分散式私钥的在线签名交易实现方法，S1：创建私钥和智能合约；S2：使用k‑n门限技术将私钥sk分为n片，进一步将每个分片sk_i使用加密多项式拆分成M片，每片标识sk_ij，最后构造成员私钥；将成员私钥k_j分发给区块链中若干个节点；在线发布智能合约；S3：当需要签发交易时，存储成员私钥的k个节点都运行基于安全多方计算的门限签名算法，共同为调用执行智能合约提供k个私钥；在智能合约可信任环境中利用恢复多项式恢复私钥，并完成解密交易记录和签名。本发明提供的一种基于分散式私钥的在线签名交易实现方法，私钥整体不会存在于任何一个节点中，降低了单点风险和人为破坏，提高了私钥保密性。

Description

一种基于分散式私钥的在线签名交易实现方法
技术领域
本申请涉及区块链技术的领域，尤其是涉及一种基于分散式私钥的在线签名交易实现方法。
背景技术
随着互联网的发展，网络交易普及，特别是区块链技术的出现；在交易过程中经常会碰到数字签名这个概念，在区块链中更是通过数字签名来验证交易信息的可靠性。安全多方计算同样也是一种多方共同参与的密码技术，即多方利用各自的隐私数据共同完成某种计算，得到公开结果，但不泄漏各自的隐私数据。数字签名又称公钥数字签名，使用了公钥加密领域的技术来实现，用于鉴别数字信息的方法；通常定义两种互补的运算(公私钥)，一个用于签名，另一个用于验证；公钥可以自由发布，而私钥则秘密保存。
目前通过发送方的私钥对消息摘要进行在线签名存在一定的弊端。如：单节点受到攻击或者人为破坏，那么私钥则容易泄漏。
发明内容
为了降低私钥在线签名中单点风险和人为破坏的风险，提高私钥保密性，本申请提供一种基于分散式私钥的在线签名交易实现方法。
本申请提供的一种基于分散式私钥的在线门限签名交易实现方法采用如下的技术方案：
一种基于分散式私钥的在线门限签名交易实现方法，包括
S1：创建私钥和智能合约
S2：使用k-n门限技术将私钥sk分为n片，进一步将每个分片sk_i使用门限Shamir’s Secret Sharing加密多项式拆分成M片，每片标识sk_ij，最后构造成员私钥k_j＝Sum(sk_1j，sk_2j，…，sk_nj)；将成员私钥k_j分发给区块链中若干个节点；
在线发布智能合约；
S3：当需要签发交易时，存储成员私钥的k个节点都运行基于安全多方计算的门限签名算法，共同为调用执行智能合约提供k个私钥；在智能合约可信任环境中利用Shamir’sSecret Sharing恢复多项式恢复私钥，并完成解密交易记录和签名。
可选的，所述创建私钥和智能合约包括
A、当需要为交易签名提供私钥服务时，首先通过标准的随机数发生器或者私钥派生函数生成私钥sk，并得到对应公钥pk；
B、提供一份聚合k份私钥片段来获取私钥sk并且解密交易记录和签名的智能合约。
可选的，所述加密多项式为：
Figure BDA0003152208650000021
a0为预设的一个常数；
a1,a2,...,aκ-1为κ-1个小于p的不同随机数；
p为预设的一个模数；
x为n个节点数的序号。
可选的，所述恢复多项式为：
Figure BDA0003152208650000022
Figure BDA0003152208650000031
a0为需解出的一个常数；
a1,a2,...,aκ-1为未知量；
yy1,y2,...,yκ为n个节点对应的成员私钥；
x为第几个节点对应的序号。
可选的，所述创建私钥和智能合约步骤还包括有提供认证服务器，所述随机数发生器生成私钥sk后将所述私钥sk发送至认证服务器，所述认证服务器对所述私钥sk进行认证，当所述私钥sk认证通过后，所述认证服务器根据所述私钥sk生成对应的动态口令，所述认证服务器将所述动态口令与对应的公钥pk进行比较，若比较通过则判定所述随机数发送器生成的所述私钥sk正确。
门限密码技术(或称作k-n门限密码技术)是一种多方共同参与的密码技术，在n个参与方中至少有k个成员才能完成相关操作的门限密码技术。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将私钥分片存储在n个通用计算介质中(可与区块链中验证节点保持一一对应)；再通过安全多方计算完成相关功能，在此过程中私钥整体不会存在于任何一个节点中，降低了单点风险和人为破坏，同时私钥sk与动态口令公钥pk进行比较，来验证随机数发生器生成的私钥sk是否正确，从而提高了私钥保密性。
本发明通过将动态口令与对应的公钥pk进行比较，来判定私钥sk是否正确，从而对私钥进行验证，从而提高了方法的稳定性。
附图说明
图1为基于本发明一种基于分散式私钥的在线门限签名交易实现方法的3-4门限签名示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，本发明提供的一种基于分散式私钥的在线签名交易实现方法的第一种实施例，基于分散式私钥的在线门限签名交易实现方法包括
S1：创建私钥和智能合约
S2：使用k-n门限技术将私钥sk分为n片，进一步将每个分片sk_i使用门限Shamir’s Secret Sharing加密多项式拆分成M片，每片标识sk_ij，最后构造成员私钥k_j＝Sum(sk_1j，sk_2j，…，sk_nj)；将成员私钥k_j分发给区块链中若干个节点。
加密多项式为：
Figure BDA0003152208650000041
a0为预设的一个常数；
a1,a2,...,aκ-1为κ-1个小于p的不同随机数；
p为预设的一个模数；
x为n个节点数的序号。
在线发布智能合约；
S3：当需要签发交易时，存储成员私钥的k个节点都运行基于安全多方计算的门限签名算法，共同为调用执行智能合约提供k个私钥；在智能合约可信任环境中利用Shamir’sSecret Sharing恢复多项式恢复私钥，并完成解密交易记录和签名。
恢复多项式为：
Figure BDA0003152208650000051
a0为需解出的一个常数；
a1,a2,...,aκ-1为未知量；
y1,y2,...,yκ为n个节点对应的成员私钥；
x为第几个节点对应的序号。
创建私钥和智能合约包括
A、当需要为交易签名提供私钥服务时，首先通过标准的随机数发生器或者私钥派生函数生成私钥sk，并得到对应公钥pk；
B、提供一份聚合k份私钥片段来获取私钥sk并且解密交易记录和签名的智能合约。
门限密码技术(或称作k-n门限密码技术)是一种多方共同参与的密码技术，在n个参与方中至少有k个成员才能完成相关操作的门限密码技术。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将私钥分片存储在n个通用计算介质中(可与区块链中验证节点保持一一对应)；再通过安全多方计算完成相关功能，在此过程中私钥整体不会存在于任何一个节点中，降低了单点风险和人为破坏，同时私钥sk与动态口令公钥pk进行比较，来验证随机数发生器生成的私钥sk是否正确，从而提高了私钥保密性。
本发明提供的一种基于分散式私钥的在线签名交易实现方法的第二种实施例，实施例二与实施例一的不同之处在于：创建私钥和智能合约步骤还包括有提供认证服务器，随机数发生器生成私钥sk后将私钥sk发送至认证服务器，认证服务器对私钥sk进行认证，当私钥sk认证通过后，认证服务器根据私钥sk生成对应的动态口令，认证服务器将动态口令与对应的公钥pk进行比较，若比较通过则判定随机数发送器生成的私钥sk正确。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过将动态口令与对应的公钥pk进行比较，来判定私钥sk是否正确，从而对私钥进行验证，从而提高了方法的稳定性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种基于分散式私钥的在线签名交易实现方法，其特征在于：包括
S1：创建私钥和智能合约；
S2：使用k-n门限技术将私钥sk分为n片，进一步将每个分片sk_i使用门限Shamir’sSecret Sharing加密多项式拆分成M片，每片标识sk_ij，最后构造成员私钥k_j＝Sum(sk_1j，sk_2j，…，sk_nj)；将成员私钥k_j分发给区块链中若干个节点；
在线发布智能合约；
S3：当需要签发交易时，存储成员私钥的k个节点都运行基于安全多方计算的门限签名算法，共同为调用执行智能合约提供k个私钥；在智能合约可信任环境中利用Shamir’sSecret Sharing恢复多项式恢复私钥，并完成解密交易记录和签名。
2.根据权利要求1所述的一种基于分散式私钥的在线签名交易实现方法，其特征在于：所述S1创建私钥和智能合约包括
A、当需要为交易签名提供私钥服务时，首先通过标准的随机数发生器或者私钥派生函数生成私钥sk，并得到对应公钥pk；
B、提供一份聚合k份私钥片段来获取私钥sk并且解密交易记录和签名的智能合约。
3.根据权利要求1所述的一种基于分散式私钥的在线签名交易实现方法，其特征在于：所述加密多项式为：
f(x)＝a0+a1x+a2x2+a3x3+…+aκ-1xκ-1mod(p)
a0为预设的一个常数；
a1,a2,...,aκ-1为κ-1个小于p的不同随机数；
p为预设的一个模数；
x为n个节点数的序号。
4.根据权利要求1所述的一种基于分散式私钥的在线签名交易实现方法，其特征在于：所述恢复多项式为：
Figure FDA0003152208640000021
a0为需解出的一个常数；
a1,a2,...,aκ-1为未知量；
y1,y2,...,yk为n个节点对应的成员私钥；
x为第几个节点对应的序号。
5.根据权利要求2所述的一种基于分散式私钥的在线签名交易实现方法，其特征在于：所述创建私钥和智能合约步骤还包括有提供认证服务器，所述随机数发生器生成私钥sk后将所述私钥sk发送至认证服务器，所述认证服务器对所述私钥sk进行认证，当所述私钥sk认证通过后，所述认证服务器根据所述私钥sk生成对应的动态口令，所述认证服务器将所述动态口令与对应的公钥pk进行比较，若比较通过则判定所述随机数发送器生成的所述私钥sk正确。
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