CN114257381A - 基于零知识证明的良品率计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于零知识证明的良品率计算方法，包括评估方将审核合格的零知识证明算法上链；供应商企业处理测试数据：供应商企业上链实时测试数据密文；供应商企业计算良品率：供应商企业在一个批次产品全部测试完成后上链良品率密文及相应的零知识证据，并通知客户方企业该批次测试数据及良品率已经全部上链；客户方企业获取良品率：客户方企业查链获得良品率密文，客户方企业验证良品率：客户方企业本地解密获得良品率明文，验证良品率的可靠性，如果验证通过，则客户方确信良品率是通过全部的测试数据诚实计算得出；本发明能在保护供应商产品测试数据安全的情况下，使得采购方可以可靠地利用产品实时测试数据分析产品的良品率。

Description

基于零知识证明的良品率计算方法

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，特别是一种基于零知识证明的良品率计算方法。

背景技术

当今制造业中，质量乃是企业的根本，那么影响质量的要素有，供应商质量保证，客户质量保证，生产制造质量保证，研发设计质量保证，供应商质量保证常常是我们质量最直观的表现形式。有品质才有市场，有盈利才能生存。要花最少的资金生产出最多合格的产品，这就要求生产过程中尽可能的避免出现不良品。制造业的合理分工使得成本大大的降低，同时也因各个厂家生产条件的不同带来了其他的问题，生产的零部件品质也就有高有低。每次供应商送货时，传统的做法是采购方要求供应商附带该批部品出货检查报告书，并安排检验人员按事先制定好的标准对其抽样检验，对于来料检验发生不良，达到规定比例，此批部品将拒收，并联络供应商进行处理。

近年来工业互联网快速发展，制造型企业的信息化和数字化步伐加快，大部分企业都部署了MES(Manufacturing Execution System)、ERP(Enterprise ResourcesPlanning)等各类信息系统，汇聚生产过程中的物料、加工、流程，测试等多维度数据，用于优化生产，提高产能。供应商信息系统收集的实时产品测试数据有利于采购方更加准确地分析产品的良品率，因此，近几年来采购方通常要求供应商提供实时产品测试数据，例如，采购方在供应商的生产环境的测试软件上封装自己的程序直接采集数据，或者是让供应商提供数据接口，采购方通过接口直接访问接口以获取实时测试数据。在这种操作方式下，供应商的实时测试数据明文被采购方获取，有可能该数据被采购方用于自行研发同类产品，并在之后与供应商成为竞争者，或者被竞争对手采取一定的商业或者技术手段从采购方套取，用于抢夺渠道或者提升产品竞争力等。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于零知识证明的良品率计算方法，本发明能在保护供应商产品测试数据安全的情况下，使得采购方可以可靠地利用产品实时测试数据分析产品的良品率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于零知识证明的良品率计算方法，包括以下步骤：

S10、准备阶段：评估方将审核合格的零知识证明算法上链，并部署到智能合约中；

S20、供应商企业处理测试数据：供应商企业根据产线实际情况上链实时测试数据密文；

S30、供应商企业计算良品率：供应商企业在一个批次产品全部测试完成后上链良品率密文及相应的零知识证据，并通知客户方企业该批次测试数据及良品率已经全部上链；

S40、客户方企业获取良品率：客户方企业查链获得良品率密文，

S50、客户方企业验证良品率：客户方企业本地解密获得良品率明文，再调用智能合约验证良品率的可靠性，如果验证通过，则客户方确信良品率是通过全部的测试数据诚实计算得出。

作为一种优选的实施方式，所述步骤S10具体包括以下步骤：

S11、多家供应商企业和客户方企业以及可信的评估方共同构建并维护一条联盟链；

S12、联盟链的每个用户均注册一对签名公私钥对和一对加密公私钥对；

S13、客户方企业和供应商企业合作，根据不同的产品共同设计不同计算良品率的算法，并根据每种算法定制化不同的零知识证明算法；

S14、客户方企业和供应商企业将零知识证明算法发送给可信评估方进行评估，由评估方将通过评估的零知识证明算法上链并写入智能合约。

作为另一种优选的实施方式，所述步骤S20具体包括以下步骤：

S21、供应商企业采用基于零知识证明的加密方法将产品制造中生成的测试数据进行实时加密；

S22、供应商企业将实时的测试产品ID和密文测试数据进行数字签名；

S23、供应商企业将实时的测试产品ID和密文测试数据以及相关的数字签名上链。

作为另一种优选的实施方式，所述步骤S30具体包括以下步骤：

S31、当某一批次产品生产完成后，由供应商企业根据明文测试数据计算良品率；

S32、供应商企业使用对应客户方企业的公钥加密良品率；

S33、供应商企业调用零知识证明算法，计算该良品率对应的零知识证据；

S34、供应商企业使用签名私钥对产品批次号、良品率密文数据和零知识证据进行数字签名；

S35、供应商企业将产品批次号、良品率密文数据、零知识证据和数字签名值上链。

作为另一种优选的实施方式，所述步骤S40具体包括以下步骤：

S41、客户方企业查询区块链获得供应商上链的良品率密文数据、零知识证据和数字签名值；

S42、客户方企业使用供应商企业公钥对数字签名进行验证，如果验证不通过，则终止协议，并将验证不通过的状态信息上链；

S43、客户方企业通过私钥解密获得良品率数据明文。

6、根据权利要求5所述的基于零知识证明的良品率计算方法，其特征在于，所述步骤S50具体包括以下步骤：

S51、客户方企业查询区块链上记录的该批次产品的测试数据密文及其数字签名，并进行验证，如果验证不通过，则终止协议，并将验证不通过的状态信息上链；

S52、客户方企业调用智能合约，通过运行选定的零知识证明算法，对良品率数据，测试数据密文，以及零知识证据进行验证；供应商企业将该次验证结果上链，如果验证通过则采信该良品率数据。

本发明的有益效果是：

本发明的主要思想是通过零知识证明结合区块链技术，实现产品测试数据的安全实时共享；其中，保证零知识算法保证测试数据明文不被客户方企业获取，并保证良品率数据的可靠性；区块链技术实现数据追溯和行为审计。

附图说明

图1为本发明实施例中基于零知识证明的良品率计算方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例

零知识证明(Zero—Knowledge Proof)是一种特殊的密码学方法。它指的是证明者能够在不向验证者提供任何有用的信息的情况下，使验证者相信某个论断是正确的。零知识证明实质上是一种涉及两方或更多方的协议，即两方或更多方完成一项任务所需采取的一系列步骤。证明者向验证者证明并使其相信自己知道或拥有某一消息，但证明过程不能向验证者泄漏任何关于被证明消息的信息。区块链技术又称为分布式账本技术，具有信息公开透明、记录难以篡改、不依赖中介机构三个主要特点。在运用区块链技术的系统中，无需中心化机构审核，可以通过自动执行智能合约来有效解决参与各方的信任问题。目前零知识证明技术与区块链技术在加密货币已有典型的结合应用，包括zerocoin，zerocash等。

如图1所示，一种基于零知识证明的良品率计算方法，首先评估方将审核合格的零知识证明算法上链，并部署到智能合约中。供应商根据产线实际情况上链实时测试数据密文(客户方不可解密)，并在一个批次产品全部测试完成后上链良品率密文(客户方可解密)及相应的零知识证据，并通知客户方该批次测试数据及良品率已经全部上链。在该步骤中，测试数据以密文形式上链，同时保证了供应商测试数据的机密性和不可篡改性。随后，客户方企业查链获得良品率密文，并本地解密获得良品率明文，再调用智能合约验证良品率的可靠性。如果验证通过，则客户方确信良品率是通过全部的测试数据诚实计算得出。在该步骤中，智能合约中的零知识证明算法同时保证了客户方不能获得供应商测试数据明文的任何知识，以及供应商提供的良品率数据的可靠性。

本实施例的基于零知识证明的良品率计算方法具体实施方式主要分为准备阶段，供应商处理测试数据阶段，供应商计算良品率阶段，客户方企业获取良品率阶段，客户方企业验证良品率阶段等五个阶段，具体的描述如下：

(1)准备阶段：

1)多家供应商企业和客户方企业以及可信的评估方共同构建并维护一条联盟链；

2)联盟链的每个用户都需要注册一对签名公私钥对和一对加密公私钥；

3)客户方企业和供应商企业合作，根据不同的产品共同设计不同计算良品率的算法，并根据每种算法定制化不同的零知识证明算法；

4)客户和供应商将零知识证明算法发送给可信第三方进行评估，由评估方将通过评估的零知识证明算法上链并写入智能合约。

(2)供应商企业处理测试数据阶段：

1)供应商企业将自己产品制造中中生成的测试数据采用基于零知识证明的加密方法进行实时加密；

2)供应商企业将实时的测试产品ID和密文测试数据进行数字签名；

3)供应商企业将实时的测试产品ID、密文测试数据以及相关的数字签名上链。

(3)供应商计算良品率阶段：

1)当某一批次产品生产完成后，由供应商企业根据明文测试数据计算良品率；

2)供应商企业使用对应客户方企业的公钥加密良品率；

3)供应商企业调用零知识证明算法，计算该良品率对应的零知识证据；

4)供应商企业使用自己的签名私钥对产品批次号、良品率密文数据和零知识证据进行数字签名；

5)供应商企业将产品批次号、良品率密文数据、零知识证据和数字签名值上链。

(4)客户方企业获取良品率阶段：

1)客户方企业查询区块链获得供应商上链的良品率密文数据，零知识证据，和数字签名值；

2)客户方企业使用供应商公钥对数字签名进行验证，如果验证不通过，则终止协议，并将验证不通过的状态信息上链；

3)客户方企业通过自己的私钥解密获得良品率数据明文。

(5)客户方企业验证良品率阶段：

1)客户方企业查询区块链上记录的该批次产品的测试数据密文及其数字签名，并进行验证，如果验证不通过，则终止协议，并将验证不通过的状态信息上链；

2)客户方企业调用智能合约，通过运行选定的零知识证明算法，对良品率数据，测试数据密文，以及零知识证据进行验证。供应商企业将该次验证结果上链，如果验证通过则采信该良品率数据确实为通过实时上传的测试数据通过良品率计算方法计算得到的。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于零知识证明的良品率计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、准备阶段：评估方将审核合格的零知识证明算法上链，并部署到智能合约中；

S20、供应商企业处理测试数据：供应商企业根据产线实际情况上链实时测试数据密文；

S30、供应商企业计算良品率：供应商企业在一个批次产品全部测试完成后上链良品率密文及相应的零知识证据，并通知客户方企业该批次测试数据及良品率已经全部上链；

S40、客户方企业获取良品率：客户方企业查链获得良品率密文，

S50、客户方企业验证良品率：客户方企业本地解密获得良品率明文，再调用智能合约验证良品率的可靠性，如果验证通过，则客户方确信良品率是通过全部的测试数据诚实计算得出。

2.根据权利要求1所述的基于零知识证明的良品率计算方法，其特征在于，所述步骤S10具体包括以下步骤：

S11、多家供应商企业和客户方企业以及可信的评估方共同构建并维护一条联盟链；

S12、联盟链的每个用户均注册一对签名公私钥对和一对加密公私钥对；

S13、客户方企业和供应商企业合作，根据不同的产品共同设计不同计算良品率的算法，并根据每种算法定制化不同的零知识证明算法；

S14、客户方企业和供应商企业将零知识证明算法发送给可信评估方进行评估，由评估方将通过评估的零知识证明算法上链并写入智能合约。

3.根据权利要求2所述的基于零知识证明的良品率计算方法，其特征在于，所述步骤S20具体包括以下步骤：

S21、供应商企业采用基于零知识证明的加密方法将产品制造中生成的测试数据进行实时加密；

S22、供应商企业将实时的测试产品ID和密文测试数据进行数字签名；

S23、供应商企业将实时的测试产品ID和密文测试数据以及相关的数字签名上链。

4.根据权利要求3所述的基于零知识证明的良品率计算方法，其特征在于，所述步骤S30具体包括以下步骤：

S31、当某一批次产品生产完成后，由供应商企业根据明文测试数据计算良品率；

S32、供应商企业使用对应客户方企业的公钥加密良品率；

S33、供应商企业调用零知识证明算法，计算该良品率对应的零知识证据；

S34、供应商企业使用签名私钥对产品批次号、良品率密文数据和零知识证据进行数字签名；

S35、供应商企业将产品批次号、良品率密文数据、零知识证据和数字签名值上链。

5.根据权利要求4所述的基于零知识证明的良品率计算方法，其特征在于，所述步骤S40具体包括以下步骤：

S41、客户方企业查询区块链获得供应商上链的良品率密文数据、零知识证据和数字签名值；

S42、客户方企业使用供应商企业公钥对数字签名进行验证，如果验证不通过，则终止协议，并将验证不通过的状态信息上链；

S43、客户方企业通过私钥解密获得良品率数据明文。

6.根据权利要求5所述的基于零知识证明的良品率计算方法，其特征在于，所述步骤S50具体包括以下步骤：

S51、客户方企业查询区块链上记录的该批次产品的测试数据密文及其数字签名，并进行验证，如果验证不通过，则终止协议，并将验证不通过的状态信息上链；

S52、客户方企业调用智能合约，通过运行选定的零知识证明算法，对良品率数据，测试数据密文，以及零知识证据进行验证；供应商企业将该次验证结果上链，如果验证通过则采信该良品率数据。

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