CN115941354B - 基于区块链的跨链交互身份认证方法、装置及计算机可读介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于区块链的跨链交互身份认证方法、装置及计算机可读介质，本方法中用户发起跨链交互请求后，由公证人网络负责生成谜题并记录交互双方及谜题之间的交互关系，且用户可以在不知晓随机数明文的情况下验证收到的谜题是否合法，用户只需要负责根据公证人提供的谜题部署智能合约，大大简化了交互双方的交互流程；交互认证时，将交互关系通过哈希函数映射到桶数组中，有效提高认证效率，同时，在交互过程中，交互资产无需转账至第三方监管账户进行锁定，全程始终处于用户自己的控制中，更加安全可信任；此外，交互认证通过后，交互双方可以同步解锁资产，一方无需等待另一方先行解锁资产，更加公平。
Description
技术领域
本申请涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种基于区块链的跨链交互身份认证方法。
背景技术
跨链交互是指不同区块链之间进行数据交换和协作的技术。它允许两个或多个区块链系统在不同的区块链上进行交互，从而支持多个区块链之间的数据流通和应用。跨链交互有助于扩展区块链的功能，并使其能够在多个区块链之间共享数据和资源。它也可以帮助解决区块链的隔离问题，使得不同的区块链能够相互协作，共同提供服务。跨链交互技术可以使用多种方式来实现，包括哈希锁定、智能合约、侧链和通道等。
尽管跨链交互技术已经广泛应用，但仍然存在着交互效率低下，同步时间长等问题，比如哈希锁定技术，在进行交互时必须进行身份确认和生成哈希锁等准备工作，导致跨链交互不能在短时间内完成。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于区块链的跨链交互身份认证方法。
本申请一方面提供了一种基于区块链的跨链交互身份认证方法，包括：
第一客户端向公证人网络发送交互请求；所述交互请求包括第一账户地址和第二账户地址；当所述公证人网络收到所述交互请求，所述公证人网络选出首要节点。
所述首要节点根据节点种子、节点私钥生成可验证随机数及随机数证明；所述首要节点再根据加密公钥对所述可验证随机数及所述随机数证明进行同态加密生成对应的第一密文及证明密文。
所述首要节点将所述第一账户地址、所述第二账户地址及所述第一密文拼接为第一索引，再根据第一哈希函数对所述第一索引进行哈希运算后映射至桶数组中的第一桶中，所述第一桶中存储的值为所述第一密文；当所述第一桶空间占满时，根据第二哈希函数对所述第一索引进行哈希运算后映射至所述桶数组中的第二桶中并存储所述第一密文；所述第一桶及所述第二桶可以存放至少三个所述第一密文副本。
所述首要节点将所述第一密文、所述证明密文打包为谜题数据包后发送给所述第一客户端及第二客户端。
所述第一客户端及所述第二客户端验证所述谜题数据包中所述第一密文的合法性；当满足合法性要求时，所述第一客户端及所述第二客户端分别在第一区块链网络和第二区块链网络根据所述第一密文部署智能合约；所述第一客户端及所述第二客户端完成部署后分别向所述首要节点发送认证请求。
所述首要节点根据所述认证请求拼接所述第一索引，当所述第一索引对应在所述桶数组中至少包含一个所述第一密文时，所述首要节点再存储一份所述第一密文；当所述第一密文的数量等于三时，确认所述认证请求成功，所述首要节点根据所述加密私钥对所述第一密文进行解密获得所述可验证随机数发送给所述第一客户端及所述第二客户端。
所述第一客户端及所述第二客户端根据所述可验证随机数分别获取所述智能合约中的资产。
优选地，所述节点种子可以是由所述第一账户地址和所述第二账户地址拼接而成。
优选地，当所述第一桶及所述第二通空间均占满时，随机剔除一个与所述第一密文不同的第二密文，所述第二密文再根据所述第二哈希函数映射至第三桶空间中。
优选地，所述第一客户端及所述第二客户端验证所述谜题数据包中所述第一密文的合法性，具体包括：
所述第一客户端及所述第二客户端根据所述加密公钥对所述节点公钥进行同态加密生成公钥密文；再根据所述公钥密文及所述证明密文对所述第一密文进行验证生成第一验证结果密文；接着对成功结果进行同态加密生成第二验证结果密文，当所述第一验证结果密文和所述第二验证结果密文相匹配时确定所述第一密文满足合法性要求。
优选地，当所述第一索引对应在所述桶数组中不包含所述第一密文时，确认所述认证请求失败。
本申请一方面提供了一种基于区块链的跨链交互身份认证装置，所述装置包括：
选举模块，用于在公证人网络中选出首要节点。
谜题生成模块，用于根据节点种子、节点私钥生成可验证随机数及随机数证明；所述首要节点再根据加密公钥对所述可验证随机数及所述随机数证明进行同态加密生成对应的第一密文及证明密文。
请求关系存储模块，用于将所述第一账户地址、所述第二账户地址及所述第一密文拼接为第一索引，再根据第一哈希函数对所述第一索引进行哈希运算后映射至桶数组中的第一桶中，所述第一桶中存储的值为所述第一密文；当所述第一桶空间占满时，根据第二哈希函数对所述第一索引进行哈希运算后映射至所述桶数组中的第二桶中并存储所述第一密文。
谜题反馈模块，用于将所述第一密文、所述证明密文打包为谜题数据包后发送给所述第一客户端及第二客户端。
身份认证模块，用于根据所述认证请求拼接所述第一索引，当所述第一索引对应在所述桶数组中至少包含一个所述第一密文时，所述首要节点再存储一份所述第一密文；当所述第一密文的数量等于三时，确认所述认证请求成功，所述首要节点根据所述加密私钥对所述第一密文进行解密获得所述可验证随机数发送给所述第一客户端及所述第二客户端。
本申请一方面提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行本申请中一方面中的方法。
本申请一方面提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序包括程序指令，该程序指令被处理器执行时使该处理器执行上述一方面中的方法。
本发明提供的基于区块链的跨链交互身份认证方法在用户发起跨链交互请求后，由公证人网络负责生成谜题并记录交互双方及谜题之间的交互关系，且用户可以在不知晓随机数明文的情况下验证收到的谜题是否合法，用户只需要负责根据公证人提供的谜题部署智能合约，大大简化了交互双方的交互流程；交互认证时，将交互关系通过哈希函数映射到桶数组中，有效提高认证效率，同时，在交互过程中，交互资产无需转账至第三方监管账户进行锁定，全程始终处于用户自己的控制中，更加安全可信任；此外，交互认证通过后，交互双方可以同步解锁资产，一方无需等待另一方先行解锁资产，更加公平。
说明书附图
为了更清楚地说明本发明实施例或现有的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的一种基于区块链的跨链交互身份认证方法的流程示意图；
图2是本申请一实施例提供的一种基于区块链的跨链交互身份认证装置的结构示意图；
图3是本申请一实施例提供的一个实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参见图1，图1本申请一实施例提供的一种基于区块链的跨链交互身份认证方法的流程示意图。
一种基于区块链的跨链交互身份认证方法，所述方法包括：
步骤S101：第一客户端向公证人网络发送交互请求；所述交互请求包括第一账户地址和第二账户地址；当所述公证人网络收到所述交互请求，所述公证人网络选出首要节点。
其中，所述第一客户端和第二客户端可以是跨链交互的第一区块链用户和第二区块链用户，交互请求可以由第一客户端发起，也可以由第二客户端发起；所述第一账户地址和第二账户地址分别可以是第一区块链用户在第一区块链上的账户地址，第二区块链用户在第二区块链上的账户地址。
具体地，首要节点的选择可以是由公证人网络中的其他节点来决定的，可选地，可以根据节点的贡献度或投票结果来决定首要节点；首要节点主要用于生成谜题数据包和存储交互请求与谜题之间的映射关系。
步骤S102：所述首要节点根据节点种子、节点私钥生成可验证随机数及随机数证明；所述首要节点再根据加密公钥对所述可验证随机数及所述随机数证明进行同态加密生成对应的第一密文及证明密文。
进一步地，所述节点种子可以是由所述第一账户地址和所述第二账户地址拼接而成。
可选地，所述节点种子也可以是预先设置。
具体地，首要节点可以拥有至少两个公私钥对，分别是节点公钥和节点私钥、加密公钥和加密私钥。其中，节点私钥用于和节点种子一同生成可验证随机数及随机数证明，节点公钥用于同随机数证明一起验证可验证随机数是由首要节点生成的，节点公钥是公开的。其中，加密公钥用于对可验证随机数和随机数证明进行同态加密，加密私钥用于解密，且同态加密函数和加密公钥同样是公开的。
其中，同态加密是一种加密算法，其特点是加密和解密使用相同的函数，也就是说，对于任意的输入和密钥，加密函数和解密函数的输出是相同的。同态加密能够保护数据的安全性和完整性，本申请中同态加密函数可以是非对称全同态加密函数。
步骤S103：所述首要节点将所述第一账户地址、所述第二账户地址及所述第一密文拼接为第一索引，再根据第一哈希函数对所述第一索引进行哈希运算后映射至桶数组中的第一桶中，所述第一桶中存储的值为所述第一密文；当所述第一桶空间占满时，根据第二哈希函数对所述第一索引进行哈希运算后映射至所述桶数组中的第二桶中并存储所述第一密文；所述第一桶及所述第二桶可以存放至少三个所述第一密文副本。
具体地，第一哈希函数和第二哈希函数应当选用不同类型的哈希函数，以便将索引映射至桶数组的不同位置，哈希函数可以是sha-1、sha-2、sha-3等等。
进一步地，当所述第一桶及所述第二通空间均占满时，随机剔除一个与所述第一密文不同的第二密文，所述第二密文再根据所述第二哈希函数映射至第三桶空间中。
上述过程可以循序直至所有密文均被存储于相应的桶空间内。
步骤S104：所述首要节点将所述第一密文、所述证明密文打包为谜题数据包后发送给所述第一客户端及第二客户端。
步骤S105：所述第一客户端及所述第二客户端验证所述谜题数据包中所述第一密文的合法性；当满足合法性要求时，所述第一客户端及所述第二客户端分别在第一区块链网络和第二区块链网络根据所述第一密文部署智能合约。
所述第一客户端及所述第二客户端完成部署后分别向所述首要节点发送认证请求。
其中，所述认证请求中包含所述第一账户地址、所述第二账户地址及所述第一密文。所述智能合约在一定的时间内锁定第一客户端和第二客户端需要交互的资产，在智能合约中，第一密文作为谜题对资产请求人进行身份验证，只有在规定时间内提供第一密文相对应随机数且地址符合条件的请求人才可以获取智能合约中的资产。
进一步地，第一密文的合法性验证过程如下：
所述第一客户端及所述第二客户端根据所述加密公钥对所述节点公钥进行同态加密生成公钥密文；再根据所述公钥密文及所述证明密文对所述第一密文进行验证生成第一验证结果密文；接着对成功结果进行同态加密生成第二验证结果密文，当所述第一验证结果密文和所述第二验证结果密文相匹配时确定所述第一密文满足合法性要求。
具体地，由于公钥密文、证明密文以及第一密文分别是节点公钥、随机数证明以及可验证随机数经过同态加密后生成的加密数据，再对其进行验证时其验证结果也为加密结果。因此需要将第一验证结果密文与成功结果同态加密后生成的第二验证结果密文进行比较即可确认。
其中，随机数验证的成功结果通常为1或者TRUE，节点公钥、加密公钥和同态加密函数均由首要节点公开。
步骤S106：所述首要节点根据所述认证请求拼接所述第一索引，当所述第一索引对应在所述桶数组中至少包含一个所述第一密文时，所述首要节点再存储一份所述第一密文；当所述第一密文的数量等于三时，确认所述认证请求成功，所述首要节点根据所述加密私钥对所述第一密文进行解密获得所述可验证随机数发送给所述第一客户端及所述第二客户端。
具体地，当首要节点收到认证请求时，节点首先计算生成第一索引；首要节点再根据第一哈希函数找到第一索引对应在桶数组中的第一桶，并统计第一密文在第一桶中的数量为n1；接着，首要节点根据第二哈希函数找到第二索引对应在桶数组中的第二桶，并统计第一密文在第二桶中的数量为n2；最后将n1与n2相加即为第一密文的数量。
当首要节点收到第一客户端发送的认证请求且桶数组中存在第一索引对应的第一密文数量为1时，首要节点在桶数组中插入一份第一密文，此时，第一密文的数量为2；接着，首要节点收到第二客户端发送的认证请求且桶数组中存在的第一索引对应的第一密文数量为2时，首要节点在桶数组中插入一份第一密文，此时，第一密文的数量为3。
其中，第一索引的拼接方式应当与交互请求过程中保持一致，即根据第一账户地址、第二账户地址及第一密文拼接为第一索引。
进一步地，当所述第一索引对应在所述桶数组中不包含所述第一密文时，确认所述认证请求失败。
其中，当首要节点获取认证请求后，在桶数组中检索不到第一索引对应的第一密文时，说明该请求没有经过交互请求生成随机数及密文，该认证请求为非法请求。
可选地，首要节点将可验证随机数发送给所述第一客户端及所述第二客户端后可以清空桶数组中的所有第一密文。
步骤S107：所述第一客户端及所述第二客户端根据所述可验证随机数分别获取所述智能合约中的资产。
本申请中，在用户发起跨链交互请求后，由公证人网络负责生成谜题并记录交互双方及谜题之间的交互关系，且用户可以在不知晓随机数明文的情况下验证收到的谜题是否合法，用户只需要负责根据公证人提供的谜题部署智能合约，大大简化了交互双方的交互流程；交互认证时，将交互关系通过哈希函数映射到桶数组中，有效提高认证效率，同时，在交互过程中，交互资产无需转账至第三方监管账户进行锁定，全程始终处于用户自己的控制中，更加安全可信任；此外，交互认证通过后，交互双方可以同步解锁资产，一方无需等待另一方先行解锁资产，更加公平。
请参见图2，图2是本申请提供的一种基于区块链的跨链交互身份认证装置的结构示意图。
该跨链交互身份认证装置1可以应用于公证人网络节点，该跨链交互身份认证装置1可以用于执行上述图1对应的实施例中所描述的各个步骤，该跨链交互身份认证装置1可以包括：选举模块11、谜题生成模块12、请求关系存储模块13、谜题反馈模块14和身份认证模块15。
选举模块11，用于在公证人网络中选出首要节点。
谜题生成模块12，用于根据节点种子、节点私钥生成可验证随机数及随机数证明；所述首要节点再根据加密公钥对所述可验证随机数及所述随机数证明进行同态加密生成对应的第一密文及证明密文。
请求关系存储模块13，用于将所述第一账户地址、所述第二账户地址及所述第一密文拼接为第一索引，再根据第一哈希函数对所述第一索引进行哈希运算后映射至桶数组中的第一桶中，所述第一桶中存储的值为所述第一密文；当所述第一桶空间占满时，根据第二哈希函数对所述第一索引进行哈希运算后映射至所述桶数组中的第二桶中并存储所述第一密文。
谜题反馈模块14，用于将所述第一密文、所述证明密文打包为谜题数据包后发送给所述第一客户端及第二客户端。
身份认证模块15，用于根据所述认证请求拼接所述第一索引，当所述第一索引对应在所述桶数组中至少包含一个所述第一密文时，所述首要节点再存储一份所述第一密文；当所述第一密文的数量等于三时，确认所述认证请求成功，所述首要节点根据所述加密私钥对所述第一密文进行解密获得所述可验证随机数发送给所述第一客户端及所述第二客户端。
其中，选举模块11、谜题生成模块12、请求关系存储模块13、谜题反馈模块14和身份认证模块15的具体功能实现方式请参见图1对应的实施例，这里不再进行赘述。
请参见图3，图3是本申请一个实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
图3所示，计算机设备1000可以包括：处理器1001，网络接口1004和存储器1005，此外，计算机设备1000还可以包括：用户接口1003，和至少一个通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。其中，用户接口1003可以包括显示屏（Display）、键盘（Keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如WI-FI接口）。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器（non-volatilememory），例如至少一个磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器1001的存储装置。如图3所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及设备控制应用程序。
在图3所示的计算机设备1000中，网络接口1004可提供网络通讯功能；而用户接口1003主要用于为用户提供输入的接口；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的设备控制应用程序，以实现前文图1中任一个所对应实施例中对基于区块链的跨链交互身份认证方法的描述。
此外，这里需要指出的是：本申请还提供了一种计算机可读存储介质，且计算机可读存储介质中存储有计算机程序，且计算机程序包括程序指令，当处理器执行程序指令时，能够执行前文图1中任一个所对应实施例中对基于区块链的跨链交互身份认证方法的描述，因此，这里将不再进行赘述。另外，对采用相同方法的有益效果描述，也不再进行赘述。对于本申请所涉及的计算机存储介质实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，上述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-OnlyMemory，ROM）或随机存储记忆体（RandomAccessMemory，RAM）等。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离本申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (6)
1.一种基于区块链的跨链交互身份认证方法，其特征在于，包括：
第一客户端向公证人网络发送交互请求；所述交互请求包括第一账户地址和第二账户地址；当所述公证人网络收到所述交互请求，所述公证人网络选出首要节点；其中，所述第一客户端和第二客户端是跨链交互的第一区块链用户和第二区块链用户，所述交互请求由所述第一客户端或所述第二客户端发起；所述第一账户地址和所述第二账户地址分别是所述第一区块链用户在第一区块链上的账户地址，所述第二区块链用户在第二区块链上的账户地址；
所述首要节点根据节点种子、节点私钥生成可验证随机数及随机数证明；所述首要节点再根据加密公钥对所述可验证随机数及所述随机数证明进行同态加密生成对应的第一密文及证明密文；其中，所述节点种子是由所述第一账户地址和所述第二账户地址拼接而成；
所述首要节点将所述第一账户地址、所述第二账户地址及所述第一密文拼接为第一索引，再根据第一哈希函数对所述第一索引进行哈希运算后映射至桶数组中的第一桶中，所述第一桶中存储的值为所述第一密文；当所述第一桶空间占满时，根据第二哈希函数对所述第一索引进行哈希运算后映射至所述桶数组中的第二桶中并存储所述第一密文；
所述首要节点将所述第一密文、所述证明密文打包为谜题数据包后发送给所述第一客户端及第二客户端；
所述第一客户端及所述第二客户端验证所述谜题数据包中所述第一密文的合法性；当满足合法性要求时，所述第一客户端及所述第二客户端分别在第一区块链网络和第二区块链网络根据所述第一密文部署智能合约；所述第一客户端及所述第二客户端完成部署后分别向所述首要节点发送认证请求；
所述首要节点根据所述认证请求拼接所述第一索引，当所述第一索引对应在所述桶数组中至少包含一个所述第一密文时，所述首要节点再存储一份所述第一密文；当所述第一密文的数量等于三时，确认所述认证请求成功，所述首要节点根据加密私钥对所述第一密文进行解密获得所述可验证随机数发送给所述第一客户端及所述第二客户端；
所述第一客户端及所述第二客户端根据所述可验证随机数分别获取所述智能合约中的资产。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述第一桶及所述第二桶空间均占满时，随机剔除一个与所述第一密文不同的第二密文，所述第二密文再根据所述第二哈希函数映射至第三桶空间中。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一客户端及所述第二客户端验证所述谜题数据包中所述第一密文的合法性，具体包括：
所述第一客户端及所述第二客户端根据所述加密公钥对所述节点公钥进行同态加密生成公钥密文；再根据所述公钥密文及所述证明密文对所述第一密文进行验证生成第一验证结果密文；接着对成功结果进行同态加密生成第二验证结果密文，当所述第一验证结果密文和所述第二验证结果密文相匹配时确定所述第一密文满足合法性要求。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述第一索引对应在所述桶数组中不包含所述第一密文时，确认所述认证请求失败。
5.一种计算机设备,其特征在于,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1-4中任一项所述方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述程序指令被处理器执行时,执行权利要求1-4任一项所述的方法。
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