CN115689559A - 数字钱包设备及其双离线交易方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于标识账本的数字钱包设备及其双离线交易方法。所述数字钱包设备包括安全芯片、通信模块；所述通信模块用于与其他所述数字钱包设备进行近距离通信，可以包括蓝牙模块、NFC模块、红外通信模块、无线局域网模块中的一种或多种；所述安全芯片进一步包括标识账本系统和加解密模块，所述标识账本系统包括至少一个标识账本，每个所述标识账本用于存储并更新所述数字钱包设备的交易记录；所述安全芯片根据所述交易记录计算每个所述标识账本的余额；所述安全芯片保存数字钱包设备的唯一身份标识ID；所述加解密模块通过映射算法完成基于所述数字钱包设备的唯一身份标识ID在安全芯片内得到公钥的计算。

Description

数字钱包设备及其双离线交易方法
技术领域
本发明涉及数字货币与数字钱包技术，一种基于标识账本的数字钱包设备及通过数字钱包设备实现的离线交易方法。
背景技术
近年来，随着信息技术的进一步发展以及智能设备的加快普及，电子支付已经在市民生活中扮演着重要的角色。在这种情况下，在支付乃至金融领域如何更深入地实现数字化成为了人们关注的新课题，数字货币与数字钱包的概念也随着区块链技术的发展以及关联应用的推广越来越火热。自2019年以来，央行数字货币的课题在全球多个国家都被关注和着力研究，相关的技术与管理模式也在不断发展。
但是，现有的电子支付手段严重依赖中心化的互联网与PKI系统，设备之间的交易实质上是存储一些对于交易的记录和凭证，真正将这些交易的记录转换为价值的是与后台之间进行的清结算。因此，即使是一些所谓的离线交易方法，其交易后的资产也无法在保证安全性的情况下及时使用与流通。基于互联网和PKI系统的传统技术无法突破对中心的依赖，也就无法真实地实现数字货币价值流通的功能，无法让数字货币在流通过程中自证价值。要想打破这种桎梏，需要全新的点对点安全技术以及赋予本地交易记录真正记录价值的能力，实现设备之间点对点的可信认证与交易，并且有足够的防止伪冒、篡改、窃取、双花行为的安全能力。
发明内容
基于此，有必要针对数字货币的使用提供安全可信、便捷易用的设备以及和传统现金类似的高效双离线交易方法。
本发明提供一种数字钱包设备，其特征在于，包括：
安全芯片、通信模块；
所述通信模块用于与其他所述数字钱包设备进行近距离通信，可以包括蓝牙模块、NFC模块、红外通信模块、无线局域网模块中的一种或多种；
所述安全芯片进一步包括标识账本系统和加解密模块，所述标识账本系统包括至少一个标识账本，每个所述标识账本用于存储并更新所述数字钱包设备的交易记录；所述安全芯片根据所述交易记录计算每个所述标识账本的余额；
所述安全芯片保存数字钱包设备的唯一身份标识ID；所述加解密模块通过映射算法完成基于所述数字钱包设备的唯一身份标识ID在安全芯片内得到公钥的计算。
其中，
所述加解密模块还用于保存和管理本地密钥，以及使用所述密钥对于通讯指令和交易信息进行加解密、以及签名验签；
每个所述标识账本包括标识账本头和标识账本主体；
所述标识账本头包括发行方唯一标识IAN以及发行方发放到该数字钱包设备的总金额CV；
所述标识账本主体包括若干条依时间次序排列的交易记录；每一条交易记录进一步包括交易金额、交易来源方账户的唯一编号SAN、交易目标方账户的唯一编号TAN、交易来源方对该交易的签名SSD、以及交易目标方对该交易的签名TSD。
其中，
所述标识账本头还包括发行方对该账本的唯一标识ISN、账本生成的时间戳TS、以及使用所述IAN、ISN、TS、CV计算的加密哈希值。
其中，
标识账本主体中第一条交易记录中来源方为标识账本头中的发行方，交易记录中包括标识账本头的哈希值；
所述标识账本主体中的交易记录进一步包括前一笔交易的哈希值、交易序号值、交易时间戳。
其中，
每一个标识账本的最新一条交易记录为本地数字钱包设备作为交易来源方或者交易目标方的交易记录。
其中，
每个所述标识账本内的最后一次作为交易目标方的交易记录的交易金额与该交易记录之后所有该终端设备作为交易来源方的交易记录的总交易金额之差为该标识账本对于该终端设备的可用额。
其中，
所述数字钱包设备还可以包括输入模块和显示模块；
所述输入模块用于输入交易金额等交易信息，可以是键盘或者触屏；
所述显示模块用于显示交易信息。
本发明进一步提供一种的数字钱包设备的双离线交易方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、数字钱包设备A与数字钱包设备B通过基于标识的双向认证，完成互相之间的认证；
步骤2、数字钱包A向内部的安全芯片发出交易准备的指令，数字钱包设备A的安全芯片根据所需支付金额以及所述本地标识账本的余额判断此次交易所需的标识账本个数；如果本次支付的总金额小于单一标识账本可用额的最高值，则只选择使用一个标识账本，否则依次选择多个标识账本进行交易；
步骤3、安全芯片在所述步骤2中选择的其中一个标识账本L0的末尾添加新的一条交易准备数据信息作为当前最后一笔交易记录，得到新标识账本L1并发送给数字钱包设备B；数字钱包B进行进一步验证；所述交易准备数据包括该笔交易的交易金额、来源方和目标方的账户标识、以及数字钱包A对该交易的签名；
步骤4、数字钱包设备A收到带有数字钱包设备B签名的交易确认数据信息，所述交易确认数据信息包括本次交易的交易准备数据信息、数字钱包设备A的签名和数字钱包设备B的签名；数字钱包设备A验证数字钱包设备B的签名及交易确认数据信息，通过后则在标识账本L1的最后一条交易记录中添加数字钱包设备B的签名，并保存作为标识账本L2，作为进行后续交易的标识账本；
步骤5、数字钱包设备A的安全芯片根据交易信息确定是否完成本次交易中全部标识账本的交易，如果没有，则选取下一个参与交易的标识账本重复步骤3-5，直到本次交易中全部标识账本的交易完成。
其中，
所述交易准备数据信息进一步包括前一笔交易的哈希值、交易序号值、交易时间戳。
其中，
在步骤3的数字钱包设备B进一步验证步骤包括：
步骤3-1、数字钱包设备B收到A发送的标识账本L1及交易相关信息，验证A的签名并核验交易的真实性与合法性，包括计算标识账本L0对于A的可用金额，与交易金额对比确定交易是否合法；
步骤3-2、数字钱包设备B对标识账本L1的交易准备数据记录进行签名并形成一条交易确认数据，将签名后的标识账本记录作为B可用的新标识账本L2保存，并将交易确认数据发送给A。
其中，
步骤1所述的双向认证过程可以包括：
步骤1-1、数字钱包设备A生成一个8字节随机数R1，获取自己的CCKS标识ID1，并计算出对R1的签名C1 S1，通过认证与密钥交换指令发送给数字钱包设备B，指令的必要参数为ID1、R1、C1、S1；
步骤1-2、数字钱包设备B接收到认证与密钥交换指令后，先通过黑名单(或白名单)和(或)ID规则认证ID1的合法性，通过后经由ID1计算获得数字钱包设备A的公钥PUB1，对签名值C1 S1进行验签，验签通过则说明数字钱包设备A合法，可以进行下述步骤；数字钱包设备B生成随机数R2，通过R1与R2的异或获得过程密钥K，然后数字钱包设备B获取自己的CCKS标识ID2，并使用公钥PUB1对R2加密获得ENC2，再对ENC2签名获得C2 S2，完成上述计算后，数字钱包设备B结束认证与密钥交换指令处理过程，并返回如下数据给数字钱包设备A：ID2、ENC2、C2、S2和响应码；
步骤1-3、数字钱包设备A收到返回后，先通过黑名单(或白名单)和(或)ID规则认证ID2的合法性，通过后经由ID2计算获得数字钱包设备A的公钥PUB2；数字钱包设备A使用PUB2对C2 S2进行验签，验签通过则说明数字钱包设备B合法，可以进行下述过程；数字钱包设备A私钥自己的私钥解密ENC2，获取随机数R2，通过R1与R2的异或获得过程密钥K；所述过程密钥K用于进行后续的步骤的加密通讯。
本发明至少可以实现以下有益效果：
通过本发明的数字钱包设备及其离线交易方法，采用标识认证技术对每一个设备分配唯一身份标识，进而基于标识认证技术建立标识账本系统，通过标识账本记录交易记录，并在交易过程中于交易方之间签名交换，实现安全可信的点对点可离线交易。
基于标识认证技术，数字钱包设备的身份标识ID与硬件实现强绑定关系，并且与对应公钥通过公钥映射算法建立强关联关系，允许数字钱包设备之间直接通过标识ID的交换完成互相的身份验证，保证数字钱包设备之间可以实现点对点的可双离线认证。
通过安全芯片与标识认证技术的结合，防止本地设备对交易记录进行篡改和删除。同时通过每个标识账本内的每笔交易记录对前一笔交易记录哈希的保存建立交易记录之间的关联，每一笔交易包含交易双方的签名的标识ID，允许数字钱包设备在本地对任何一笔交易的签名进行验证，保证过往交易记录在本地即可验证，解决双离线交易中的伪冒与双花问题。
通过标识账本与标识账本中的交易记录来记录交易，确保每一笔交易都可以追溯，防止交易完成后的抵赖行为。每笔交易完成以后，交易双方可以立即使用新的标识账本再次进行交易，没有交易冷却期也不需要立即与后台进行结算，真正实现可双离线的即时、连续交易。
通过标识账本与标识账本中的交易记录来标识设备的可用金额，取代传统的余额记录，保证交易过程中交易金额的合法性可以在本地验证并保证交易记录内的交易金额真实性，防止余额或者交易金额的造假。
本发明提供的数字钱包设备及其双离线交易方法，通过标识认证技术与标识账本的结合，真正实现数字货币安全、可信的价值转移，做到点对点的双离线交易并可以连续交易，每一笔交易可验证、可追溯，防止伪冒、篡改、窃取、双花等行为，促进数字货币安全、便捷、可靠地在不同场景中流通。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的数字钱包设备结构示意图；
图2为本发明的一个实施例的标识账本结构示意图；
图3为本发明的一个实施例的单笔交易记录的结构示意图；
图4为本发明的一个优选实施例的单笔交易记录的数据结构图；
图5为本发明的一个优选实施例的多笔交易记录的结构示意图；
图6为基于本发明的数字钱包设备进行离线交易的流程示意图。
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的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。
图1所示为根据本发明的基于标识账本的数字钱包设备1的结构示意图。所述的数字钱包设备形式可以是一种单独的硬件或者一种可信执行环境TEE(Trusted ExecutionEnvironment)。其中，数字钱包设备1包括SE(Secure Element)安全芯片11、通信模块12、加解密模块13和标识账本系统14，其中加解密模块13和标识账本系统14均存储在SE安全芯片11中。
优选地，数字钱包设备1还可以包括输入模块15和显示模块16。
其中，SE安全芯片11存有数字钱包设备1的唯一的设备账户编号(deviceaccountnumber DAN)，并由加解密模块13分配对应的交易私钥，其具有安全计算和安全存储功能。所述安全计算可以为支持非对称加密算法，并能抵御对计算过程的旁路攻击和分析；所述安全存储指其存储设备的内容无法被芯片外部直接获取。每个SE安全芯片11记录有版本号、批次号。
本发明的标识加密技术支持直接通过ID计算出公钥，即：
Pubkey＝Pub(ID)
其中：Pubkey为公钥；Pub()为公钥映射函数，可以通过ID计算得出公钥值；ID为设备账户标识。
通信模块12主要用于近距离通信，可以采用的通信方式包括蓝牙和NFC、红外通信模块、无线局域网模块等近距离通信方式中的一种或几种。
加解密模块13集成在SE安全芯片11内，用于保存和管理本地密钥，以及进行对标识账本数据、交易过程数据进行加解密、签名验签等操作。通过加解密模块的映射算法与数字钱包设备的公钥实现强绑定关系。因为公钥和数字钱包设备的唯一身份标识ID之间有强绑定关系，可以根据唯一身份标识ID在安全芯片中直接计算，因此可以避免中间人攻击等仿冒危险，不需要第三方的证书来证明。本发明中采用的标识认证技术是CCKS技术，具有支持单域超大的密钥容量和支持离线点对点认证的特点，可以为标识账本的离线交易和验证提供支持。
本发明的标识账本系统14由多个标识账本141-14n构成，各标识账本的存储结构进一步由标识账本头和标识账本体组成，如图2所示以标识账本141为例示出了其具体结构。其中包括标识账本头141A，用于记录账本金额信息，标识账本体141B用于顺序记录该标识账本中的多笔交易记录TR1-TRN。
其中，标识账本头141A由发行方生成，主要用于表示该账本的总金额账本。其可以包括发行方的发行账户唯一标识IAN(issuer account number)以及发行方发放到该数字钱包设备的总金额CV(currency value)。例如如图3所示为根据本发明一个实施例的标识账本示意图，其中标识账本头中的“01”表示发行方的发行账户唯一标识，“100”表示发行方发放到该数字钱包设备的金额为100。可以理解的是，发行方可以是世界各国或地区具有合法发行数字货币资质的机构，例如中国人民银行等，其金额的单位可以是元，也可以是美元、欧元等。
优选地，标识账本头还可以进一步包括发行方对该账本的唯一标识(ISN，issueserial number)；账本生成的时间戳(TS，timestamp)；以及加解密模块13使用IAN，ISN、TS、CV计算的加密哈希(HH，headerhash)。其中，加密哈希算法可以采用目前通用的算法，例如：SHA2、SHA3、SM3等，可以采用SHA3算法；使用IAN对应的私钥计算的非对称算法签名(ISD，issuer signature data)，其中签名数据ISD可以是基于Secp256R1·椭圆曲线的ECDSA签名算法，使用发行账户对应的私钥〖Key〗_IAN对HH计算签名获得。其结构可以如图4所示。
其中，标识账本主体141B包括若干条依时间次序排列的交易记录TR1-TRn。每一条交易记录可以包括交易金额TA、交易来源方账户的唯一编号SAN、交易目标方账户的唯一编号TAN、交易来源方对该交易的签名SSD(source signature data)，签名算法可以由SAN对应的私钥计算得出，算法与ISD相同，为基于Secp256R1·椭圆曲线的ECDSA签名算法，以及交易目标方对该交易的签名TSD(target signature data)，可以由TAN对应的私钥计算得出，算法同上。
上述加密和签名过程均通过加解密模块13加密和解密。
依旧参考如图3所示，其中账本标识头下部的标识账本主体记录两笔交易记录。
其中100表示第一笔交易金额100，标识I表示交易来源方为发行方账户ID，标识A标识交易目标方为设备账户编号为A的数字钱包设备ID，其中Si和Sa分别为发行账户I和数字钱包设备A对该交易的签名；
以此类推，第二笔交易金额为50，来源方账户为数字钱包A账号标识ID，目标方账户为数字钱包B账号标识ID，其中Sa和Sb分别为数字钱包A和数字钱包B对该笔交易的签名。
优选地，交易记录信息还可以包括前一笔交易的哈希值PH、本次交易序号值TN、交易时间戳TS、交易哈希值TH。如图4所示，为本发明优选的标识账本主体数据结构示意图。
需要注意的是，标识账本主体中第一条交易记录中来源方为相应发行方，因此，交易记录中不包括前一笔交易的哈希值，但是包括标识账本头的哈希值。
其中，前一笔交易哈希(PH，previous hash)，是使用加密哈希算法对前一笔交易记录的数据计算得出，其中第一笔交易的前一笔交易哈希是对标识账本头的数据计算得出。本发明的加密哈希算法采用SHA3算法。上述哈希加密过程均通过加解密模块13进行加密和解密。
其中，本次交易的序号(TN，transaction number)，由交易来源方的数字钱包按顺序产生。
需要说明的是，每个标识账本的最新一条交易记录应当为数字钱包设备作为付款方或者收款方的交易记录；本发明每一个标识账本的余额计算规则为，每一个标识账本内该数字钱包设备最后一次作为交易目标方的交易记录的交易金额与该交易记录之后所有该终端设备作为交易来源方的交易记录的总交易金额之差为该标识账本对于该终端设备的可用额。例如如图5所示标识账本中，此时针对数字钱包A的余额为22＝30-5-3，这是因为按照上述规则，数字钱包A作为目标方的交易记录分别为TR1和TR4，取最后一笔交易TR4的交易金额30，减去数字钱包为作为来源方的交易记录TR5和TR6的交易金额计算得出。
每一笔交易记录的付款方可支付的最大金额为该交易记录生成前的标识账本对于付款方的可用额，超过该可用额的交易无法签名。
在交易过程中出现交易异常时，标识账本的一条交易记录可能是不完整的，可能不包括交易中某一方的签名，这样的交易记录是不合法的，因此这条交易记录涉及的交易金额不可以进行支付交易，也将被锁定，在与后台对账前无法另外使用。
进一步地，标识账本的数字钱包设备还可以包括输入模块和显示模块。输入模块可以是触屏或者键盘等集成在设备上的小型输入设备，用于输入交易金额、交易确认信息等交易信息。显示模块可以是电子显示屏等集成在设备外部的显示设备，用于显示交易信息，可以包括交易时需要确认的信息、交易成功信息、钱包余额等。
基于标识账本的数字钱包设备根据实际使用需求可以包括或者不包括互联网通信模块。不包括互联网通信模块的数字钱包设备需要与网络后台通信时，通过近距离通信方式与其他智能终端建立通信，通过该智能终端进行互联网通信。
图6是基于本发明提供的基于标识账本的数字钱包设备进行双离线交易的流程示意图。
在使用本发明提供的基于标识账本的数字钱包设备进行双离线交易时，具体步骤如下：
首先，交易用户首先使用数字钱包设备进行交易初始化；为方便说明，如图6所示，交易用户可以是数字钱包设备A用户和数字钱包设备B用户；
然后，参与交易的数字钱包设备A和数字钱包设备B建立近距离通信；建立近距离通信的方式可以例如是先近距离接触触发NFC通信，随后交换收款方蓝牙地址，建立蓝牙通信；
然后进入离线交易步骤：
步骤a)、参与交易的数字钱包设备A用户和数字钱包设备B用户通过各自的设备标识ID和签名的交换完成双向认证；上述过程的指令可以均使用对称加密算法和过程密钥K，对指令数据进行整体加密。加密算法可以是SM4、AES、Blowfish、DES、Triple DES、Serpent、Twofish等公知算法。自此，数字钱包设备A和数字钱包设备B完成了双方的认证，并获得了过程密钥K，可以进行后续的加密通讯；
交易来源方(付款方)数字钱包设备A用户或者交易目标方(收款方)数字钱包设备B用户中的一方在相应数字钱包设备上通过输入模块输入交易金额等信息生成交易指令；需要说明的是，如果是交易目标方进行输入，则需要将交易指令发送给交易来源方数字钱包设备；这里假设交易来源方为数字钱包设备A，交易目标方为数字钱包设备B；
步骤b)、数字钱包设备A向内部的安全芯片发出交易准备的指令，安全芯片内部在其原始标识账本L0末尾添加新的一条交易准备数据，例如如图所示的“50-A-B-Sa-_”，其中所述交易准备数据包括，“50”是交易金额，“A”和“B”分别是来源方和目标方的账户标识，“Sa”是数字钱包A对该交易的签名，由于数据尚未提供给交易的目标方，交易的目标方签名为空(_)；
安全芯片根据交易指令确定本次交易的交易总金额信息及相关信息，根据交易总金额检索本地保存的标识账本；
如果存在一个标识账本对交易来源方的数字钱包设备的可用金额是大于或等于交易总金额的，选择该标识账本参与交易；如果每个标识账本对交易来源方的数字钱包设备的可用金额都小于交易总金额，则选择多个标识账本进行交易，并将交易总金额分配给各个标识账本，保证每个标识账本的交易金额小于或等于该标识账本对交易来源方数字钱包设备的可用金额；
因此，如果数字钱包设备A需要向数字钱包设备B转入金额为60元，而如上所述，如图5所示标识账本中，此时针对数字钱包A的余额为22＝30-5-3，即不足以支付金额为60元，则数字钱包设备A需要向数字钱包设备B同时发送两个或两个以上的标识账本，例如可以同时发送如图3所示的余额为50元的标识账本；
其中，所述交易准备数据信息可以进一步包括前一笔交易的哈希值、交易序号值、交易时间戳。
步骤c)、数字钱包A将包含新的交易准备数据的标识账本L1发送给数字钱包B；
步骤d)、数字钱包设备B验证交易记录中的签名，并核验交易信息的真实性与合法性；
其中具体包括校验交易双方的标识ID和该标识账本的交易金额是否小于等于该标识账本对交易来源方的可用金额等；交易目标方完成交易记录的验证和校验以后，如果均通过，则对交易信息的哈希进行签名，写入新交易记录中使该交易记录完整；如果数字钱包设备B验证不通过则拒绝交易，此次交易结束；
步骤e)、交易目标方的数字钱包设备B进行交易结果相应，具体地，对标识账本L1的交易准备数据记录进行签名，将签名后的标识账本记录作为B可用的新标识账本L2保存，并将交易确认数据信息，例如“50-A-B-Sa-Sb”发送给A，可以理解的是，此时所述交易确认数据信息包括本次交易的交易准备数据信息和数字钱包设备B的签名；
步骤f)、交易来源方的数字钱包设备A收到带有数字钱包设备B签名的交易确认数据信息后，验证数字钱包设备B的签名及交易确认数据信息，验证通过后则在标识账本L1的相应交易记录中添加数字钱包设备B的签名，并保存作为标识账本L2，作为进行后续交易的标识账本。
需要说明的是，步骤b)-步骤f)仅针对单个标识账本的处理过程进行了具体说明，如果交易来源方需要向交易目标方发送多个标识账本，则交易来源方对该标识账本重复步骤b)-f)，直至本次交易中全部标识账本的交易完成。
任何步骤中如果出现验证签名或者校验交易信息未通过的情况，则需要重新向对方设备获取相应标识账本覆盖校验未通过的标识账本。如果无法重新获取相应标识账本，则校验失败的一方持有含不完整交易记录的标识账本，该标识账本中不完整交易记录所涉及的交易金额无法另外参与交易。
步骤1中的双向认证是交易双方建立近距离通信以后通过交换ID与签名的方式，只需要通过一次的交互就可认证双方的身份是否合法，完成互相之间的身份认证以及过程密钥的协商。具体方法包括：
步骤1-1、数字钱包设备A生成一个8字节随机数R1，获取自己的CCKS标识ID1，并计算出对R1的签名C1 S1，通过认证与密钥交换指令发送给数字钱包设备B，指令的必要参数为ID1、R1、C1、S1。
步骤1-2、数字钱包设备B接收到认证与密钥交换指令后，先通过黑名单(或白名单)和(或)ID规则认证ID1的合法性，通过后经由ID1计算获得数字钱包设备A的公钥PUB1，对签名值C1 S1进行验签，验签通过则说明数字钱包设备A合法，可以进行下述步骤；数字钱包设备B生成随机数R2，通过R1与R2的异或获得过程密钥K，然后数字钱包设备B获取自己的CCKS标识ID2，并使用公钥PUB1对R2加密获得ENC2，再对ENC2签名获得C2 S2，完成上述计算后，数字钱包设备B结束认证与密钥交换指令处理过程，并返回如下数据给数字钱包设备A：ID2、ENC2、C2、S2和响应码。
步骤1-3、数字钱包设备A收到返回后，先通过黑名单(或白名单)和(或)ID规则认证ID2的合法性，通过后经由ID2计算获得数字钱包设备A的公钥PUB2；数字钱包设备A使用PUB2对C2 S2进行验签，验签通过则说明数字钱包设备B合法，可以进行下述过程；数字钱包设备A私钥自己的私钥解密ENC2，获取随机数R2，通过R1与R2的异或获得过程密钥K。自此，数字钱包设备A和数字钱包设备B完成了双方的认证，并获得了过程密钥K，可以进行后续的加密通讯。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种数字钱包设备，其特征在于，包括：
安全芯片、通信模块；
所述通信模块用于与其他所述数字钱包设备进行近距离通信，可以包括蓝牙模块、NFC模块、红外通信模块、无线局域网模块中的一种或多种；
所述安全芯片进一步包括标识账本系统和加解密模块，所述标识账本系统包括至少一个标识账本，每个所述标识账本用于存储并更新所述数字钱包设备的交易记录；所述安全芯片根据所述交易记录计算每个所述标识账本的余额；
所述安全芯片保存数字钱包设备的唯一身份标识ID；所述加解密模块通过映射算法完成基于所述数字钱包设备的唯一身份标识ID在安全芯片内得到公钥的计算。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：
所述加解密模块还用于保存和管理本地密钥，以及使用所述密钥对于通讯指令和交易信息进行加解密、以及签名验签；
每个所述标识账本包括标识账本头和标识账本主体；
所述标识账本头包括发行方唯一标识IAN以及发行方发放到该数字钱包设备的总金额CV；
所述标识账本主体包括若干条依时间次序排列的交易记录；每一条交易记录进一步包括交易金额、交易来源方账户的唯一编号SAN、交易目标方账户的唯一编号TAN、交易来源方对该交易的签名SSD、以及交易目标方对该交易的签名TSD。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于：
所述标识账本头还包括发行方对该账本的唯一标识ISN、账本生成的时间戳TS、以及使用所述IAN、ISN、TS、CV计算的加密哈希值。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于：
标识账本主体中第一条交易记录中来源方为标识账本头中的发行方，交易记录中包括标识账本头的哈希值；
所述标识账本主体中的交易记录进一步包括前一笔交易的哈希值、交易序号值、交易时间戳。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：
每一个标识账本的最新一条交易记录为本地数字钱包设备作为交易来源方或者交易目标方的交易记录。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：
每个所述标识账本内的最后一次作为交易目标方的交易记录的交易金额与该交易记录之后所有该终端设备作为交易来源方的交易记录的总交易金额之差为该标识账本对于该终端设备的可用额。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：
所述数字钱包设备还可以包括输入模块和显示模块；
所述输入模块用于输入交易信息，可以是键盘或者触屏；
所述显示模块用于显示交易信息。
8.一种如权利要求1-7任一项的数字钱包设备的双离线交易方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、数字钱包设备A与数字钱包设备B通过基于标识的双向认证，完成互相之间的认证；
步骤2、数字钱包A向内部的安全芯片发出交易准备的指令，数字钱包设备A的安全芯片根据所需支付金额以及所述本地标识账本的余额判断此次交易所需的标识账本个数；如果本次支付的总金额小于单一标识账本可用额的最高值，则只选择使用一个标识账本，否则依次选择多个标识账本进行交易；
步骤3、安全芯片在所述步骤2中选择的其中一个标识账本L0的末尾添加新的一条交易准备数据信息作为当前最后一笔交易记录，得到新标识账本L1并发送给数字钱包设备B；数字钱包B进行进一步验证；所述交易准备数据包括该笔交易的交易金额、来源方和目标方的账户标识、以及数字钱包A对该交易的签名；
步骤4、数字钱包设备A收到带有数字钱包设备B签名的交易确认数据信息，所述交易确认数据信息包括本次交易的交易准备数据信息、数字钱包设备A的签名和数字钱包设备B的签名；数字钱包设备A验证数字钱包设备B的签名及交易确认数据信息，通过后则在标识账本L1的最后一条交易记录中添加数字钱包设备B的签名，并保存作为标识账本L2，作为进行后续交易的标识账本；
步骤5、数字钱包设备A的安全芯片根据交易信息确定是否完成本次交易中全部标识账本的交易，如果没有，则选取下一个参与交易的标识账本重复步骤3-5，直到本次交易中全部标识账本的交易完成。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：
所述交易准备数据信息进一步包括前一笔交易的哈希值、交易序号值、交易时间戳。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：
在步骤3的数字钱包设备B进一步验证步骤包括：
步骤3-1、数字钱包设备B收到A发送的标识账本L1及交易相关信息，验证A的签名并核验交易的真实性与合法性，包括计算标识账本L0对于A的可用金额，与交易金额对比确定交易是否合法；
步骤3-2、数字钱包设备B对标识账本L1的交易准备数据记录进行签名并形成一条交易确认数据，将签名后的标识账本记录作为B可用的新标识账本L2保存，并将交易确认数据发送给A。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：
步骤1所述的双向认证过程可以包括：
步骤1-1、数字钱包设备A生成一个8字节随机数R1，获取自己的CCKS标识ID1，并计算出对R1的签名C1 S1，通过认证与密钥交换指令发送给数字钱包设备B，指令的必要参数为ID1、R1、C1、S1；
步骤1-2、数字钱包设备B接收到认证与密钥交换指令后，先通过黑名单(或白名单)和(或)ID规则认证ID1的合法性，通过后经由ID1计算获得数字钱包设备A的公钥PUB1，对签名值C1 S1进行验签，验签通过则说明数字钱包设备A合法，可以进行下述步骤；数字钱包设备B生成随机数R2，通过R1与R2的异或获得过程密钥K，然后数字钱包设备B获取自己的CCKS标识ID2，并使用公钥PUB1对R2加密获得ENC2，再对ENC2签名获得C2 S2，完成上述计算后，数字钱包设备B结束认证与密钥交换指令处理过程，并返回如下数据给数字钱包设备A：ID2、ENC2、C2、S2和响应码；
步骤1-3、数字钱包设备A收到返回后，先通过黑名单(或白名单)和(或)ID规则认证ID2的合法性，通过后经由ID2计算获得数字钱包设备A的公钥PUB2；数字钱包设备A使用PUB2对C2 S2进行验签，验签通过则说明数字钱包设备B合法，可以进行下述过程；数字钱包设备A私钥自己的私钥解密ENC2，获取随机数R2，通过R1与R2的异或获得过程密钥K；所述过程密钥K用于进行后续步骤的加密通讯。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2827058B1 (fr) * 2001-07-09 2005-05-27 A S K Systeme de caisse electronique pour porte-monnaie electronique
CN106372942B (zh) * 2016-08-31 2018-09-21 中城智慧科技有限公司 一种基于安全认证机制的支付方法及支付系统
EP3293686A1 (en) * 2016-09-07 2018-03-14 Mastercard International, Inc. Method and system for allowing offline peer-2-peer transactions using exchangeable provisioned tokens
US10810581B2 (en) * 2017-09-26 2020-10-20 Paypal, Inc. Secure offline transaction system using digital tokens and a secure ledger database
CN110766383B (zh) * 2018-07-27 2024-04-09 中城智慧科技有限公司 一种支持匿名或实名的离线交易的数字钱包及使用方法
WO2021005269A1 (en) * 2019-07-11 2021-01-14 Northcrypto Oy Blockchain-based transaction from offline wallet
CN111144862B (zh) * 2019-12-31 2022-11-18 深圳四方精创资讯股份有限公司 数字货币双离线支付的实现方法、装置、设备、存储介质

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