CN114462988A - 一种发款方匿名的数字货币双离线交易方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发款方匿名的数字货币双离线交易方法及系统，该方法包括以下步骤：S1、准备阶段：中央银行数字货币系统为发款方终端和收款方终端颁发数字货币；S2、双离线交易阶段：使用货币交易方法实现发款方终端与收款方终端之间的双离线交易；S3、在线交易阶段：使用中央银行对交易进行确认。有益效果：本发明设计了配有私钥的数字货币，可以实现一种发款方匿名的数字货币双离线交易方法，保护了发款方的身份信息，使得不被暴露；且本发明的方法可以进行数字货币间的包括双离线交易在内的各类交易，并同时实现保护发款方身份信息的效果。

Description

一种发款方匿名的数字货币双离线交易方法及系统
技术领域
本发明涉及身份认证领域，尤其涉及一种发款方匿名的数字货币双离线交易方法及系统。
背景技术
中国人民银行的数字货币D-RMB体系的核心要素为一种币、两类库和三个中心。一种币，即“D-RMB”(DC/EP)，简称D币，特指一串由央行签名的代表具体金额的加密数字串。两类库：分别是D-RMB的发行库和银行库(中央银行数字货币数据库、商业银行数字货币数据库)。数字货币在发行库中即表现为央行的数字货币基金；数字货币在银行库中即表现为商业银行的库存数字现金。三个中心：一是登记中心(记录货币产生、流通、清点核对及消亡全过程)；另外两个是认证中心，即CA认证中心(基于PKI体系，对机构和用户证书进行集中管理，如CFCA)和IBC认证中心[即基于标识的密码技术建立的认证中心(Identity-BasedCryptograph)]。在登记中心可设计两张表，一为数字货币权属登记表，记录数字货币的归属，另一张为交易流水表。
D-RMB系统是一种分级式的体系，即由中央银行与各商业银行共建，中央银行数字货币系统是由中央银行或中央银行指定机构运行维护的用来处理关于数字货币的信息的计算机系统，其主要功能包括负责数字货币的发行与验证监测，商业银行数字货币系统是由商业银行或商业银行指定机构运行维护的用来处理关于数字货币的信息的计算机系统，其执行现有银行的有关货币的各种功能，即银行功能，主要包括从中央银行申请到数字货币后，负责直接面向社会，满足提供数字货币流通服务的各项需求。
专利CN201911053809提出了一种基于数字货币的匿名交易方法和系统，但是该方法及系统存在一些问题：只能进行在线交易，用户的临时身份只有得到己方服务端认可的情况下才能进行后续的交易流程，当用户无法与己方服务端进行通信时，该方法的收款方无法利用用户的临时身份验证其对交易的数字签名(在基于数字证书的数学签名中，由于用户需要隐藏真实身份，因此无法提供包含其真实身份的数字证书，并且无法证明其临时身份与其数字证书之间的关联，因此无法用其数字证书验证其对交易的数字签名；在基于ID密码学的数学签名中，由于用户需要隐藏真实身份，因此无法提供其真实身份，并且无法证明其临时身份与真实身份之间的关联关系，因此无法用其真实身份验证其对交易的数字签名)，因此收款方在没有收到发款方任何身份凭证的情况下无法承认此交易的合法性并完成整个交易流程。
基于上述分析，数字货币通信系统的现有技术存在以下缺陷：
1、现有大部分基于数字证书或基于用户ID的数字货币交易方法暴露了用户身份；
2、现有基于数字证书或基于用户ID的数字货币匿名交易方法能保证用户匿名身份却不能进行发款方和收款方均离线(即双离线)的匿名交易。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出发款方匿名的数字货币双离线交易方法及系统，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供了一种发款方匿名的数字货币双离线交易方法，该方法包括以下步骤：
S1、准备阶段：中央银行数字货币系统为发款方终端和收款方终端颁发数字货币；
S2、双离线交易阶段：使用货币交易方法实现发款方终端与收款方终端之间的双离线交易；
S3、在线交易阶段：使用中央银行对交易进行确认。
进一步的，所述S1中中央银行数字货币系统为发款方终端和收款方终端颁发数字货币颁发数字货币包括以下步骤：
S11、发款方终端/收款方终端生成一组对应的公钥和私钥，并将公钥发送给对应的发款方商业银行/收款方商业银行；
S12、发款方商业银行/收款方商业银行将公钥发送给中央银行数字货币系统，中央银行数字货币系统根据公钥及币值生成对应各类币值的数字货币并发送给发款方商业银行/收款方商业银行；
S13、发款方商业银行/收款方商业银行再将数字货币发送给发款方终端/收款方终端。
进一步的，所述S2中使用货币交易方法实现发款方终端与收款方终端之间的双离线交易包括以下步骤：
S21、发款方终端验证收款方终端的身份，若发款方终端验证身份成功，则执行S22，否则交易结束；
S22、发款方终端向收款方终端发送交易；
S23、收款方终端接收交易。
进一步的，所述S21发款方终端验证收款方终端的身份包括以下步骤：
S211、发款方终端向收款方终端请求验证其身份信息；
S212、收款方终端获取当前第一时间戳，并与收款方身份ID组成得到第一组合消息；
S213、对第一组合消息进行签名得到第一签名，并生成第二组合信息发送给发款方终端；
S214、发款方终端接收第二组合信息，确认第一时间戳为当前时间，并对第一签名进行验证。
进一步的，所述S22发款方终端向收款方终端发送交易包括以下步骤：
S221、发款方终端取出一个数字货币，获取当前第二时间戳，并将第二时间戳、发款方商业银行的身份ID、收款终端的身份ID及数字货币组合得到交易信息；
S222、使用数字货币对应的私钥对交易信息进行签名得到第二签名，并将带有第二签名及交易信息的消息送给收款方终端。
进一步的，所述S23收款方终端接收交易包括以下步骤：
S231、收款方终端收到消息后得到第二签名及交易信息，
S232、收款方终端取出数字货币中的公钥，使用该公钥对第二签名进行验证，验证成功后对数字货币进行验证，验证成功则信任该交易；
S233、收款方终端将确认交易的消息用己方私钥进行签名得到第三签名，再将带有第三签名及确认交易的消息发送给发款方终端；
S234、发款方终端接收消息并对第三签名进行验证，验证成功后删除数字货币及其私钥，该数字货币被收款方收到后成为不带私钥的普通数字货币。
进一步的，所述S3中使用中央银行对交易进行确认包括以下步骤：
S31、收款方终端发送交易信息给中央银行数字货币系统；
S32、中央银行数字货币系统发送确认消息给收款方终端。
进一步的，所述S31收款方终端发送交易信息给中央银行数字货币系统包括以下步骤：
S311、收款方终端将之前确认的交易信息用收款方商业银行的公钥进行加密得到第一密文；
S312、对第一密文进行签名得到第四签名，并将第一密文和第四签名发送给己方对应的收款方商业银行，收款方商业银行对第四签名进行验证，验证成功则用收款方商业银行的私钥解密得到交易信息；
S313、收款方商业银行对交易信息用中央银行数字货币系统的公钥进行加密得到第二密文，然后对第二密文进行签名得到第五签名，并将第二密文和第五签名发送给中央银行数字货币系统。
进一步的，所述S32中央银行数字货币系统发送确认消息给收款方终端包括以下步骤：
S321、中央银行数字货币系统对第五签名进行验证，验证成功则用中央银行数字货币系统的私钥解密得到交易信息并对交易信息进行确认；
S322、中央银行数字货币系统记录下交易信息后生成确认消息，并对确认消息进行加密得到第三密文，然后对第三密文进行签名得到第六签名，并将第三密文和第六签名一起发送给收款方商业银行；
S323、收款方商业银行验证第六签名后解密得到确认消息，然后在本地记录下交易信息；
S324、中央银行数字货币系统发送确认消息给发款方商业银行，发款方商业银行验证后同样记录下交易信息，根据交易信息中的数字货币找到其对应的发款方终端，并将发款方终端的真实身份发送给中央银行数字货币系统；
S325、收款方商业银行对确认消息进行加密得到第四密文，然后对第四密文进行签名得到第七签名，并将第四密文和第七签名一起发送给收款方终端；
S326、收款方终端验证第七签名后解密得到确认消息，确认交易的数字货币有效，交易结束。
根据本发明的另一个方面，提供了一种发款方匿名的数字货币双离线交易系统，该系统包括中央银行数字货币系统、商业银行数字货币系统和用户，所述商业银行数字货币系统包括发款方商业银行和收款方商业银行，所述用户持有终端来进行数字货币的交易，且该终端包括与所述发款方商业银行相对应的发款方终端及与所述收款方商业银行相对应的收款方终端；
其中，所述中央银行数字货币系统用于产生和发行数字货币，以及对数字货币进行权属登记；
商业银行数字货币系统用于针对数字货币执行银行功能；
用户则是数字货币使用的主体。
本发明的有益效果为：本发明设计了配有私钥的数字货币，可以实现一种发款方匿名的数字货币双离线交易方法，保护了发款方的身份信息，使得不被暴露；且本发明的方法可以进行数字货币间的包括双离线交易在内的各类交易，并同时实现保护发款方身份信息的效果。
附图说明
图1为本发明实施例中一种发款方匿名的数字货币双离线交易方法的流程图；
图2为本发明实施例中涉及的商业银行数字货币系统和用户之间的交易步骤的流程图；
图3为本发明实施例中中央银行数字货币系统的基本结构图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种发款方匿名的数字货币双离线交易方法及系统。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，根据本发明的一个实施例，如图1-2所示，提供了一种发款方匿名的数字货币双离线交易方法，该方法包括以下步骤：
S1、准备阶段：中央银行数字货币系统为发款方终端和收款方终端颁发数字货币；
以下以央行SS为发款方终端PT颁发数字货币进行说明，同时，央行同样按照该方法为收款方终端CT颁发数字货币。
其中，所述S1央行SS为发款方终端PT颁发数字货币包括以下步骤：
S11、发款方终端PT生成一组公私钥对PKPT/SKPT，并将公钥PKPT发送给对应的商业银行PS；
S12、对应的商业银行PS将PKPT发送给央行SS，SS根据PKPT及币值生成对应各类币值的数字货币并发送给PS；
S13、PS再将数字货币发送给PT。
S2、双离线交易阶段(双离线交易阶段：使用货币交易方法实现发款方终端与收款方终端之间的双离线交易)；
其中，所述S2双离线交易阶段包括以下步骤；
S21、发款方终端PT验证收款方CT的身份(发款方终端验证收款方终端的身份，若发款方终端验证身份成功，则执行S22，否则交易结束)；
PT向CT请求验证其身份信息。由于一般情况下收款方为商家，不需要隐藏身份，因此本专利不隐藏收款方的身份。CT获取当前时间戳T1，并与己方身份IDCT组成IDCT||T1，对其进行签名得到SIGCT，再将IDCT||T1||SIGCT发送给PT，如签名需要用数字证书来验证，则消息中还带有数字证书。
PT收到IDCT||T1||SIGCT后，确认时间戳T1为当前时间，对签名SIGCT进行验证(例如根据收款方的数字证书和数学签名并用RSA、ECC算法来验证，或者根据收款方的ID和数学签名并用基于ID密码学的理论来验证)。如果PT验证身份成功，则进行后续的步骤，否则不再进行后续步骤。
S22、发款方终端PT发送交易(发款方终端向收款方终端发送交易)；
PT取出一个数字货币PM，获取当前时间戳T2，并将T2、发款方信息IDPS、收款方身份IDCT和PM组成交易信息TX，即TX＝{T2||IDPS||IDCT||PM}，由于发款方信息用IDPS表示，因此收款方仅知道发款方所属的商业银行，并不清楚发款方的具体身份；用数字货币对应的私钥SKPT对TX进行签名得到TXS，将TX||TXS发送给CT(明文发送或者用CT的公钥加密后发送，如果是加密发送则CT收到后用对应私钥进行解密)。
S23、收款方终端CT接收交易；
CT收到消息后得到TX||TXS。CT取出数字货币中的公钥PKPT，对签名TXS进行验证，验证成功后对数字货币PM进行验证，比如验证货币币值和央行签名等，验证成功则信任该交易。CT将确认交易的消息RETCT用己方私钥进行签名得到SIG′CT，再将RETCT||SIG′CT发送给PT。
PT收到RETCT||SIG′CT后，对SIG′CT进行验证，验证成功后删除数字货币PM及其私钥。由于私钥与数字货币一一对应，因此数字货币发出后私钥也需要销毁。该数字货币被收款方收到后成为不带私钥的普通数字货币。
S3、在线交易阶段(在线交易阶段：使用中央银行对交易进行确认)；
其中，所述S3在线交易阶段包括以下步骤：
S31、收款方终端CT发送交易(收款方终端发送交易信息给中央银行数字货币系统)；
CT将之前确认的交易信息TX用CS的公钥进行加密得到密文；然后对密文进行签名并将密文和签名发送给己方对应的商业银行CS，CS对签名进行验证，验证成功的话则用CS的私钥解密得到交易信息TX；
CS对TX用SS的公钥进行加密得到密文，然后对密文进行签名并将密文和签名发送给央行SS；
S32、央行SS发送确认消息(中央银行数字货币系统发送确认消息给收款方终端)；
SS对签名进行验证，验证成功的话则用SS的私钥解密得到交易信息TX并对TX进行确认；SS记录下TX后生成确认消息RETSS，对RETSS进行加密得到密文，然后对密文进行签名并将密文和签名一起发送给CS；
CS验证签名后解密得到确认消息，然后在本地记录下交易信息TX；SS按照同样的方法发送确认消息给PS，PS验证后同样记录下交易信息TX，根据TX中的数字货币找到其对应的用户PT，并将PT的真实身份发送给央行；
CS对确认消息RETSS进行加密得到密文，然后对密文进行签名并将密文和签名一起发送给CT；CT验证签名后解密得到确认消息，确认交易的数字货币有效，交易结束。
此外，本发明中的交易流程除了支持双离线交易，也支持发款方在线且收款方离线的交易、发款方离线且收款方在线的交易、发款方在线且收款方在线的交易，即该流程支持所有类型的交易。
根据本发明的另一个方面，提供了一种发款方匿名的数字货币双离线交易系统，以中央银行数字货币的运行实例来说，如图3所示，数字货币系统基本结构主要包括中央银行数字货币系统、商业银行数字货币系统(在实际中可以是多个商业银行数字货币系统)和用户。其中，中央银行数字货币系统用于产生和发行数字货币，以及对数字货币进行权属登记；商业银行数字货币系统用于针对数字货币执行银行功能；用户则是数字货币使用的主体，本发明中用户持有终端来进行数字货币的交易。
另外，在实际使用的时候，假设本发明有央行(即中央银行数字货币系统)SS、发款方商业银行(即商业银行数字货币系统)PS和其对应的发款方终端PT、收款方商业银行CS和其对应的收款方终端CT，它们对应的ID分别是IDSS、IDPS、IDPT、IDCS和IDCT。
央行SS为用户终端颁发数字货币的过程如下：发款方终端PT生成一组公私钥对PKPT/SKPT，并将公钥PKPT发送给对应的商业银行PS，PS将PKPT发送给央行SS，SS根据PKPT及币值生成对应各类币值的数字货币并发送给PS，PS再将数字货币发送给PT。央行同样按照该方法为收款方终端CT颁发数字货币。
综上所述，本发明设计了配有私钥的数字货币，可以实现一种发款方匿名的数字货币双离线交易方法，保护了发款方的身份信息，使得不被暴露；且本发明的方法可以进行数字货币间的包括双离线交易在内的各类交易，并同时实现保护发款方身份信息的效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种发款方匿名的数字货币双离线交易方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、准备阶段：中央银行数字货币系统为发款方终端和收款方终端颁发数字货币；
S2、双离线交易阶段：使用货币交易方法实现发款方终端与收款方终端之间的双离线交易；
S3、在线交易阶段：使用中央银行对交易进行确认。
2.根据权利要求1所述的发款方匿名的数字货币双离线交易方法，其特征在于，所述S1中中央银行数字货币系统为发款方终端和收款方终端颁发数字货币颁发数字货币包括以下步骤：
S11、发款方终端/收款方终端生成一组对应的公钥和私钥，并将公钥发送给对应的发款方商业银行/收款方商业银行；
S12、发款方商业银行/收款方商业银行将公钥发送给中央银行数字货币系统，中央银行数字货币系统根据公钥及币值生成对应各类币值的数字货币并发送给发款方商业银行/收款方商业银行；
S13、发款方商业银行/收款方商业银行再将数字货币发送给发款方终端/收款方终端。
3.根据权利要求1所述的发款方匿名的数字货币双离线交易方法，其特征在于，所述S2中使用货币交易方法实现发款方终端与收款方终端之间的双离线交易包括以下步骤：
S21、发款方终端验证收款方终端的身份，若发款方终端验证身份成功，则执行S22，否则交易结束；
S22、发款方终端向收款方终端发送交易；
S23、收款方终端接收交易。
4.根据权利要求3所述的发款方匿名的数字货币双离线交易方法，其特征在于，所述S21发款方终端验证收款方终端的身份包括以下步骤：
S211、发款方终端向收款方终端请求验证其身份信息；
S212、收款方终端获取当前第一时间戳，并与收款方身份ID组成得到第一组合消息；
S213、对第一组合消息进行签名得到第一签名，并生成第二组合信息发送给发款方终端；
S214、发款方终端接收第二组合信息，确认第一时间戳为当前时间，并对第一签名进行验证。
5.根据权利要求3所述的发款方匿名的数字货币双离线交易方法，其特征在于，所述S22发款方终端向收款方终端发送交易包括以下步骤：
S221、发款方终端取出一个数字货币，获取当前第二时间戳，并将第二时间戳、发款方商业银行的身份ID、收款终端的身份ID及数字货币组合得到交易信息；
S222、使用数字货币对应的私钥对交易信息进行签名得到第二签名，并将带有第二签名及交易信息的消息送给收款方终端。
6.根据权利要求3所述的发款方匿名的数字货币双离线交易方法，其特征在于，所述S23收款方终端接收交易包括以下步骤：
S231、收款方终端收到消息后得到第二签名及交易信息；
S232、收款方终端取出数字货币中的公钥，使用该公钥对第二签名进行验证，验证成功后对数字货币进行验证，验证成功则信任该交易；
S233、收款方终端将确认交易的消息用己方私钥进行签名得到第三签名，再将带有第三签名及确认交易的消息发送给发款方终端；
S234、发款方终端接收消息并对第三签名进行验证，验证成功后删除数字货币及其私钥，该数字货币被收款方收到后成为不带私钥的普通数字货币。
7.根据权利要求1所述的发款方匿名的数字货币双离线交易方法，其特征在于，所述S3中使用中央银行对交易进行确认包括以下步骤：
S31、收款方终端发送交易信息给中央银行数字货币系统；
S32、中央银行数字货币系统发送确认消息给收款方终端。
8.根据权利要求7所述的发款方匿名的数字货币双离线交易方法，其特征在于，所述S31收款方终端发送交易信息给中央银行数字货币系统包括以下步骤：
S311、收款方终端将之前确认的交易信息用收款方商业银行的公钥进行加密得到第一密文；
S312、对第一密文进行签名得到第四签名，并将第一密文和第四签名发送给己方对应的收款方商业银行，收款方商业银行对第四签名进行验证，验证成功则用收款方商业银行的私钥解密得到交易信息；
S313、收款方商业银行对交易信息用中央银行数字货币系统的公钥进行加密得到第二密文，然后对第二密文进行签名得到第五签名，并将第二密文和第五签名发送给中央银行数字货币系统。
9.根据权利要求7所述的发款方匿名的数字货币双离线交易方法，其特征在于，所述S32中央银行数字货币系统发送确认消息给收款方终端包括以下步骤：
S321、中央银行数字货币系统对第五签名进行验证，验证成功则用中央银行数字货币系统的私钥解密得到交易信息并对交易信息进行确认；
S322、中央银行数字货币系统记录下交易信息后生成确认消息，并对确认消息进行加密得到第三密文，然后对第三密文进行签名得到第六签名，并将第三密文和第六签名一起发送给收款方商业银行；
S323、收款方商业银行验证第六签名后解密得到确认消息，然后在本地记录下交易信息；
S324、中央银行数字货币系统发送确认消息给发款方商业银行，发款方商业银行验证后同样记录下交易信息，根据交易信息中的数字货币找到其对应的发款方终端，并将发款方终端的真实身份发送给中央银行数字货币系统；
S325、收款方商业银行对确认消息进行加密得到第四密文，然后对第四密文进行签名得到第七签名，并将第四密文和第七签名一起发送给收款方终端；
S326、收款方终端验证第七签名后解密得到确认消息，确认交易的数字货币有效，交易结束。
10.一种发款方匿名的数字货币双离线交易系统，用于权利要求1-9所述的发款方匿名的数字货币双离线交易方法步骤的实现，其特征在于，该系统包括中央银行数字货币系统、商业银行数字货币系统和用户，所述商业银行数字货币系统包括发款方商业银行和收款方商业银行，所述用户持有终端来进行数字货币的交易，且该终端包括与所述发款方商业银行相对应的发款方终端及与所述收款方商业银行相对应的收款方终端；
其中，所述中央银行数字货币系统用于产生和发行数字货币，以及对数字货币进行权属登记；
商业银行数字货币系统用于针对数字货币执行银行功能；
用户则是数字货币使用的主体。
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