CN116886311A - 基于区块链隐私安全的策略签名方法、系统及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链隐私安全的策略签名方法、系统及存储介质，包括以下步骤：S1.初始化生成本方和协方的预置数据，预置数据包括私钥组参数和公钥组参数；S2.签名初始化生成随机数，通过随机数策略化索引到签名算法空间；S3.本方和协方依据签名算法生成中间结果，本方和协方建立隐私认证过程；S4.本方以最终待签数据计算得到最终签名结果；本发明实现基于区块链隐私数据在认证过程完成对待签数据和鉴权数据保护在本方边界内的同时，本方和协方采用策略签名达到最终认证，在满足本方和协方采用无法被规模攻击下的策略签名特性下，满足协方无法获取到待签数据和鉴权数据信息的目的，从而达到对区块链隐私数据和认证信息的匿名化认证保护。

Description

基于区块链隐私安全的策略签名方法、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及信息安全技术领域，更具体的说是涉及基于区块链隐私安全的策略签名方法、系统及存储介质。
背景技术
目前，随着区块链场景下对数据隐私和认证安全性要求越来越高，对数据在认证过程中有效保护好数据信息和特征的需求愈发重要。
但是，在各类软硬件场景下，随着认证密钥存储位置边界问题，以及待认证数据处理过程中的传递问题。
因此，如何提供一种具有数据匿名认证的方式，支持在保护认证数据信息基础上完成安全的鉴别认证机制是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于区块链隐私安全的策略签名方法、系统及存储介质，以解决背景技术中提到的部分技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于区块链隐私安全的策略签名方法，包括以下步骤：
S1.初始化生成本方和协方的预置数据，预置数据包括私钥组参数和公钥组参数；
S2.签名初始化生成随机数，通过随机数策略化索引到签名算法空间；
S3.本方和协方依据签名算法生成中间结果，本方和协方建立隐私认证过程；
S4.本方以最终待签数据计算得到最终签名结果。
优选的，步骤S1的具体内容包括：
初始化生成本方和协方的私钥数据，并进行模加和模拟计算获得私钥参数；
根据私钥参数计算得到匹配的公钥点及公钥参数，并公开本方和协方的公钥参数。
优选的，随机数为策略化查询索引，索引空间为随机事件策略的所有组成的空间种类。
优选的，步骤S2的具体内容包括：
S21.根据随机数，本方选择随机数量的本方和协方参与运算，计算生成签名密钥因子pkij，i为参与运算的第i个本方，j为参与运算的第j个协方；
S22.本方和协方基于随机数分别生成随机数量的签名因子；
S23.基于随机数和公钥参数，本方和协方产生签名公钥因子，并发送签名公钥因子给对方；
S24.本方基于本方和协方的签名因子，以及本发的签名公钥因子，计算随机中间结果点。
优选的，步骤S3的具体内容包括：
S31.本方基于随机中间结果点获取计算Q的坐标为(x1，y1)，并与待签数据e进行模加计算得到R；
S32.本方将R与本方签名因子模加计算，进行R匿名化处理；
S33.协方基于匿名化的R和协方签名因子，计算得到签名中间结果并发给本方。
优选的，步骤S4的具体内容包括：
基于sk_add1_exp1＝(1+sk)^(-1)，根据密钥因子计算私钥中间结果sk_add1_exp1；
根据签名因子中的Q＝k*G，由其中的随机数计算可得最终随机数k；
基于S＝(1+sk)-1*(k+R)-R计算第二签名因子S，得到最终的签名结果。
优选的，本方通过签名密钥因子pkij对最终签名结果完成标准SM2验签。
一种基于区块链隐私安全的策略签名系统，基于所述的一种基于区块链隐私安全的策略签名方法，包括：预置模块、隐私保护模块和认证数据模块；
预置模块，用于初始化生成本方和协方的预置数据，预置数据包括私钥组参数和公钥组参数；
隐私保护模块，用于签名初始化生成随机数，通过随机数策略化索引到签名算法空间；
认证数据模块，用于本方和协方依据签名算法生成中间结果，本方和协方建立隐私认证过程；本方以最终待签数据计算得到最终签名结果。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的一种基于区块链隐私安全的策略签名方法。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于区块链隐私安全的策略签名方法、系统及存储介质，基于区块链隐私数据在认证过程，完成对待签数据和鉴权数据保护在本方边界内的同时，本方和协方采用策略签名达到最终认证，实现了协方安全、策略安全以及隐私保护：
协方安全：本方/协方独立产生的ski不进行传输独立拥有，签名过程缺一不可，且签名过程的qi不直接传输，通过Qkl计算得到最终签名值，以不暴露各自私有数据ski，和签名过程随机数据qi，以保证了截取中间结果，任意一方都拿不到完整的私钥sk；
策略安全：通过随机策略化空间，产生随机信息用于索引策略空间下的签名策略。以保证攻击到其中一个策略，无法形成通用工具攻击到其他策略；
隐私保护：匿名性是由签名过程中，本方通过和协方交互，在过程中将待签数据，签名结果均在本方计算，中间结果在协方不能推导私钥基础上，不能推导待签数据、签名结果，从而协方无法知悉签名内容和签名结果信息，保障签名数据的安全性，具有匿名性隐私保护的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的基于区块链隐私安全的策略签名方法示意图；
图2附图为本发明提供的一种基于区块链隐私安全的策略签名系统示意图。
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。
本实施例中，对系统中各用户对象进行分类，需要进行认证的对象称为本方，具备可协作运算能力的对象称为协方。
本发明实施例公开了一种基于区块链隐私安全的策略签名方法，包括以下步骤：
S1.初始化生成本方和协方的预置数据，预置数据包括私钥组参数和公钥组参数；
S2.签名初始化生成随机数，通过随机数策略化索引到签名算法空间；
S3.本方和协方依据签名算法生成中间结果，本方和协方建立隐私认证过程；
S4.本方以最终待签数据计算得到最终签名结果。
为了进一步实施上述技术方案，步骤S1的具体内容包括：
初始化生成本方和协方的私钥数据，并进行模加和模拟计算获得私钥参数：
sk_array＝{sk，1+sk，(1+sk)^-1，sk^-1}；
根据私钥参数计算得到匹配的公钥点及公钥参数，并公开本方和协方的公钥参数：
pk_array[i]＝sk_array[i]*G；
pk_array＝{pk，pk_add1，pk_add1_exp1，pk_exp1}。
为了进一步实施上述技术方案，随机数R0为策略化查询索引，索引空间为随机事件策略的所有组成的空间种类：
R0＝{R1，R2，R3，R4}。
为了进一步实施上述技术方案，步骤S2的具体内容包括：
S21.根据随机数，本方选择随机数量的本方和协方参与运算，计算生成签名密钥因子pkij，i为参与运算的第i个本方，j为参与运算的第j个协方；
在本实施例中，本方选择R1个本方，和R2个协方参与运算，R1和R2至少1个，并发起签名初始化，并通过计算签名密钥因子：
其中，乘法组合：
pkij＝(ski*skj-1)*G
pkij＝((ski*skj)-1-1)*G
pkij＝(ski*skj+ski+skj)*G
pkij＝((ski+1)-1*(skj+1)-1-1)*G
加法组合：
pkij＝((ski+skj)-1-1)*G
其中，0＜i＜＝R1，0＜j＜＝R2，G表示SM2椭圆曲线上的基点；
S22.本方和协方基于随机数分别生成随机数量的签名因子qk和ql；
S23.基于随机数和公钥参数，本方和协方产生签名公钥因子，并发送签名公钥因子给对方；
S24.本方基于本方和协方的签名因子，以及本发的签名公钥因子，计算随机中间结果点Qkl；
在本实施例中，本方产生R3个签名因子，和协方产生的R4个签名因子，并发送签名公钥因子给对方：
乘法法组合(1＜k≤R3，1＜l≤R4)：
仅签名因子：
Qkl＝(qk*ql+qk+1+ql+1)*G
Qkl＝((qk+ql)*ql+1+qk+1)*G
带公钥因子模式，0＜k＜＝R1，1＜l＜＝R2，pki为本方签名公钥因子：
Qkl＝(qk*ql)*pki+qk+1*G+ql+1*G
Qkl＝(qk*ql)*pk_add1i+qk+1*G+ql+1*G
Qkl＝(qk*ql)*pk_add1_exp1i+qk+1*G+ql+1*G
Qkl＝(qk*ql)*pk_exp1i+qk+1*G+ql+1*G
加法组合(1＜k≤R3，0＜l≤R4)：
Qkl＝(qk*ski -1+(qk+1+ql))*G。
为了进一步实施上述技术方案，步骤S3的具体内容包括：
S31.本方基于随机中间结果点Qkl获取计算Q的坐标为(x1，y1)，并与待签数据e进行模加计算得到R：
R＝e+x1；
S32.本方将R与本方签名因子qk模加计算，进行R匿名化处理：
AnonymousR＝R+qk；
S33.协方基于匿名化的R和协方签名因子ql，计算得到签名中间结果并发给本方：
AnonymousS1＝skj*(AnonymousR+ql)
AnonymousS2＝skj*ql+1。
为了进一步实施上述技术方案，步骤S4的具体内容包括：
基于sk_add1_exp1＝(1+sk)^(-1)，根据密钥因子计算私钥中间结果sk_add1_exp1：
组合后得：
sk_add1_exp1＝(1+sk)-1
＝(1+ski*skj)-1
＝ski -1*skj -1
sk_add1_exp1＝(1+sk)-1
＝(1+ski -1*skj -1-1)-1
＝ski*skj
sk_add1_exp1＝(1+sk)-1
＝(1+ski*skj+ski+skj)-1
＝(ski+1)-1*(skj+1)-1
sk_add1_exp1＝(1+sk)-1
＝(1+(ski+1)-1*(skj+1)-1-1)-1
＝(ski+1)*(skj+1)
sk_add1_exp1＝(1+sk)-1
＝(1+(ski+1)-1*(skj+1)-1-1)-1
＝(ski+1)*(skj+1)
根据签名因子中的Q＝k*G，由其中的随机数计算可得最终随机数k：
乘法组合：
仅签名因子：
k＝qk*ql+qk+1+ql+1
k＝(qk+ql)*ql+1+qk+1
带公钥因子模式：
k＝(qk*ql)*ski+qk+1+ql+1
k＝(qk*ql)*(1+ski)+qk+1+ql+1
k＝(qk*ql)*(ski+1)-1+qk+1+ql+1
k＝(qk*ql)*ski -1+qk+1+ql+1
加法组合(0＜k＜＝R1，0＜l＜＝R2)：
k＝qk*ski -1+qk+1+ql；
基于S＝(1+sk)-1*(k+R)-R计算第二签名因子S，sk为完整私钥，得到最终的签名结果Sign＝(R，S)；
完成基于R0＝{R1|R2|R3|R4}策略下基于本方和协方下密钥分量组、签名随机因子组下的签名操作，得到的Sign＝(R，S)即为签名结果。
为了进一步实施上述技术方案，本方通过签名密钥因子pkij对最终签名结果完成标准SM2验签。
一种基于区块链隐私安全的策略签名系统，包括：预置模块、隐私保护模块和认证数据模块；
预置模块，用于初始化生成本方和协方的预置数据，预置数据包括私钥组参数和公钥组参数；
隐私保护模块，用于签名初始化生成随机数，通过随机数策略化索引到签名算法空间；
认证数据模块，用于本方和协方依据签名算法生成中间结果，本方和协方建立隐私认证过程；本方以最终待签数据计算得到最终签名结果。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现一种基于区块链隐私安全的策略签名方法。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种基于区块链隐私安全的策略签名方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.初始化生成本方和协方的预置数据，预置数据包括私钥组参数和公钥组参数；
S2.签名初始化生成随机数，通过随机数策略化索引到签名算法空间；
S3.本方和协方依据签名算法生成中间结果，本方和协方建立隐私认证过程；
S4.本方以最终待签数据计算得到最终签名结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链隐私安全的策略签名方法，其特征在于，步骤S1的具体内容包括：
初始化生成本方和协方的私钥数据，并进行模加和模拟计算获得私钥参数；
根据私钥参数计算得到匹配的公钥点及公钥参数，并公开本方和协方的公钥参数。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链隐私安全的策略签名方法，其特征在于，随机数为策略化查询索引，索引空间为随机事件策略的所有组成的空间种类。
4.根据权利要求1所述的一种基于区块链隐私安全的策略签名方法，其特征在于，步骤S2的具体内容包括：
S21.根据随机数，本方选择随机数量的本方和协方参与运算，计算生成签名密钥因子pkij，i为参与运算的第i个本方，j为参与运算的第j个协方；
S22.本方和协方基于随机数分别生成随机数量的签名因子；
S23.基于随机数和公钥参数，本方和协方产生签名公钥因子，并发送签名公钥因子给对方；
S24.本方基于本方和协方的签名因子，以及本发的签名公钥因子，计算随机中间结果点。
5.根据权利要求4所述的一种基于区块链隐私安全的策略签名方法，其特征在于，步骤S3的具体内容包括：
S31.本方基于随机中间结果点获取Q的坐标为(x1,y1),并与待签数据e进行模加计算得到第一签名因子R；
S32.本方将第一签名因子R与本方签名因子模加计算，进行R匿名化处理；
S33.协方基于匿名化的R和协方签名因子，计算得到签名中间结果并发给本方。
6.根据权利要求5所述的一种基于区块链隐私安全的策略签名方法，其特征在于，步骤S4的具体内容包括：
基于sk_add1_exp1＝(1+sk)^(-1)，根据密钥因子计算私钥中间结果sk_add1_exp1；
根据签名因子中的Q＝k*G,由其中的随机数计算可得最终随机数k；
基于S＝(1+sk)-1*(k+R)-R计算第二签名因子S，得到最终的签名结果。
7.根据权利要求6素数的一种基于区块链隐私安全的策略签名方法，其特征在于，本方通过签名密钥因子pkij对最终签名结果完成标准SM2验签。
8.一种基于区块链隐私安全的策略签名系统，其特征在于，基于权利要求1-7任意一项所述的一种基于区块链隐私安全的策略签名方法，包括：预置模块、隐私保护模块和认证数据模块；
预置模块，用于初始化生成本方和协方的预置数据，预置数据包括私钥组参数和公钥组参数；
隐私保护模块，用于签名初始化生成随机数，通过随机数策略化索引到签名算法空间；
认证数据模块，用于本方和协方依据签名算法生成中间结果，本方和协方建立隐私认证过程；本方以最终待签数据计算得到最终签名结果。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任意一项所述的一种基于区块链隐私安全的策略签名方法。
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