TW202014950A - 基於區塊鏈的交易方法、裝置和匯出方設備 - Google Patents

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Abstract

本說明書實施例提供一種基於區塊鏈的交易方法、裝置和匯出方設備。所述方法包括：計算交易額承諾、承諾隨機數第一密文和承諾隨機數第二密文；向所述區塊鏈提交交易資料；所述交易資料包括所述交易額承諾、所述承諾隨機數第一密文和所述承諾隨機數第二密文；以便於將所述交易額承諾和所述承諾隨機數第一密文記入所述匯出方帳戶，以及將所述交易額承諾和所述承諾隨機數第二密文記入所述匯入方帳戶。

Description

基於區塊鏈的交易方法、裝置和匯出方設備
本說明書實施例涉及電腦技術領域，特別涉及一種基於區塊鏈的交易方法、裝置和匯出方設備。
區塊鏈技術是一種分散式資料庫技術，利用密碼學和共識機制保證了資料的不可篡改和不可偽造。隨著電腦和網際網路技術的發展，區塊鏈技術以其去中心化、公開透明、不可篡改、可信任等優點，備受青睞，在智慧合約、證券交易、電子商務、物聯網、社交通訊、文件儲存、存在性證明、身份驗證、股權眾籌等眾多領域得到廣泛應用。 目前，當將區塊鏈技術應用於交易場景時，由於交易資訊需要發送到區塊鏈進行驗證、實施和上鏈，因而交易資訊面臨洩露給與本次交易無關的第三方的風險。 業務亟需一種在交易過程中能夠實現隱私保護的技術方案。
本說明書實施例的目的是提供一種基於區塊鏈的交易方法、裝置和匯出方設備，以在無需與匯入方設備進行交互的條件下實現隱私保護。 為實現上述目的，本說明書實施例提供一種基於區塊鏈的交易方法，包括： 根據承諾隨機數和交易額，計算交易額承諾； 根據匯出方帳戶的同態加密公鑰和所述交易額，使用同態加密演算法對所述承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第一密文； 根據匯入方帳戶的同態加密公鑰和所述交易額，使用同態加密演算法對所述承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第二密文； 向所述區塊鏈提交交易資料；所述交易資料包括所述交易額承諾、所述承諾隨機數第一密文和所述承諾隨機數第二密文；以便於將所述交易額承諾和所述承諾隨機數第一密文記入所述匯出方帳戶，以及將所述交易額承諾和所述承諾隨機數第二密文記入所述匯入方帳戶。 為實現上述目的，本說明書實施例提供一種基於區塊鏈的交易裝置，包括： 計算單元，用於根據承諾隨機數和交易額，計算交易額承諾； 第一加密單元，用於根據匯出方帳戶的同態加密公鑰和所述交易額，使用同態加密演算法對所述承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第一密文； 第二加密單元，用於根據匯入方帳戶的同態加密公鑰和所述交易額，使用同態加密演算法對所述承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第二密文； 提交單元，用於向所述區塊鏈提交交易資料；所述交易資料包括所述交易額承諾、所述承諾隨機數第一密文和所述承諾隨機數第二密文；以便於將所述交易額承諾和所述承諾隨機數第一密文記入所述匯出方帳戶，以及將所述交易額承諾和所述承諾隨機數第二密文記入所述匯入方帳戶。 為實現上述目的，本說明書實施例提供一種匯出方設備，包括： 記憶體，用於儲存電腦指令； 處理器，用於執行電腦指令以實現本說明書任一實施例所述的方法。 由以上本說明書實施例提供的技術方案可見，本說明書實施例中，透過承諾機制和同態加密機制，可以得到交易額承諾、承諾隨機數第一密文和承諾隨機數第二密文；可以將所述交易額承諾、所述承諾隨機數第一密文和所述承諾隨機數第二密文提交上鏈；以便於將交易額承諾和承諾隨機數第一密文記入匯出方帳戶，以及將交易額承諾和承諾隨機數第二密文記入匯入方帳戶。這樣一方面，透過承諾機制和同態加密機制，可以對交易額等交易資訊實現隱私保護；另一方面，透過將交易額承諾、承諾隨機數第一密文和承諾隨機數第二密文提交上鏈，可以實現無需匯入方設備參與便可以在區塊鏈上順利完成交易。因此本實施例可以在非交互條件下實現隱私保護。
下面將結合本說明書實施例中的圖式，對本說明書實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本說明書一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本說明書中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本說明書保護的範圍。 請參閱圖1和圖2。本說明書實施例提供一種基於區塊鏈的交易方法。 在本實施例中，所述區塊鏈(Block Chain)，可以是一種按照時間先後順序，將多個區塊資料以鏈式結構進行組織，並以密碼學演算法保證安全、可追溯、且不可篡改的分散式帳本。所述區塊鏈可以包括公有區塊鏈、聯合區塊鏈(也稱為聯盟區塊鏈)、和私有區塊鏈等。所述區塊鏈可以基於區塊鏈網路來實現。所述區塊鏈網路可以包括P2P網路(peer-to-peer network)等。所述區塊鏈網路可以包括多個區塊鏈節點。各個區塊鏈節點之間共同維護統一的區塊鏈帳本。 在本實施例中，所述交易方法可以以匯出方設備為執行主體。所述匯出方設備可以作為一個區塊鏈節點加入所述區塊鏈網路。在所述匯出方設備中可以登錄有匯出方帳戶。所述匯出方帳戶可以為匯出方在所述區塊鏈中的帳戶。所述匯出方帳戶可以具有簽名公私鑰對、和加密公私鑰對。所述簽名公私鑰對可以包括相關聯的簽名公鑰和簽名私鑰。所述簽名私鑰可以用於對待提交給所述區塊鏈的交易資料進行簽名。所述簽名公鑰可以向區塊鏈網路中的其它區塊鏈節點公開，以供其它區塊鏈節點對簽名後的交易資料進行驗簽。所述加密公私鑰對可以包括相關聯的同態加密公鑰和同態加密私鑰。所述同態加密公鑰可以向區塊鏈網路中的其它區塊鏈節點公開，以供自身和其它區塊鏈節點使用同態加密演算法對資料(例如匯出方餘額、匯出方隨機數和承諾隨機數等)進行加密。所述同態加密私鑰可以用於對加密後的密文進行解密。所述匯出方帳戶在所述區塊鏈中還可以登記有匯出方餘額承諾和匯出方隨機數密文。 所述匯出方餘額承諾可以由所述匯出方設備基於匯出方隨機數和匯出方餘額計算得到。所述匯出方隨機數可以為所述匯出方帳戶對應的用於構建匯出方餘額承諾的隨機數。所述匯出方餘額可以為任意類型的資源的餘額。所述資源例如可以包括證券、優惠券、房產、虛擬貨幣、和資金等。具體地，所述匯出方餘額承諾可以基於任意類型的具有同態性的承諾機制(Commitment Scheme)來實現，例如Pedersen承諾機制等。以Pedersen承諾機制為例，所述匯出方餘額承諾可以基於公式
Figure 02_image001
計算得到。其中，
Figure 02_image003
為匯出方餘額承諾；
Figure 02_image005
為匯出方隨機數；
Figure 02_image007
為匯出方餘額；
Figure 02_image009
和
Figure 02_image011
分別為已知參數。當然，所述匯出方餘額承諾也可以由同態加密演算法來實現。即，將基於同態加密演算法對所述匯出方餘額進行加密得到的密文作為匯出方餘額承諾。關於所述同態加密演算法在後續過程中會有詳細介紹。這樣一方面，透過在區塊鏈內登記匯出方餘額承諾，可以避免直接登記匯出方餘額，使得匯出方餘額得以隱藏和保密。另一方面，鑒於承諾機制可以支持高效的零知識證明(Zero-Knowledge Proof)，匯出方餘額承諾可以使得後續過程中涉及匯出方餘額的零知識證明(例如後續過程中的第三零知識證明)過程較為高效。 所述匯出方隨機數密文可以由同態加密演算法基於所述匯出方餘額對所述匯出方隨機數進行加密得到。具體地，所述匯出方設備可以根據匯出方帳戶的同態加密公鑰和所述匯出方餘額，使用同態加密演算法對所述匯出方隨機數進行加密，得到匯出方隨機數密文。所述同態加密演算法例如可以包括Okamoto-Uchiyama演算法、和Boneh-Goh-Nissim演算法等。以Okamoto-Uchiyama演算法為例，所述匯出方隨機數密文可以基於公式
Figure 02_image013
計算得到。其中，
Figure 02_image015
為匯出方隨機數密文；
Figure 02_image005
為匯出方隨機數；
Figure 02_image018
和
Figure 02_image020
分別為所述匯出方帳戶的同態加密公鑰的一部分；
Figure 02_image007
為匯出方餘額。本實施例中可以將匯出方隨機數作為被加密的明文，可以將匯出方餘額作為用於同態加密運算的隨機數，從而實現對所述匯出方隨機數進行加密。這樣一方面，透過在區塊鏈內登記匯出方隨機數，可以避免在鏈下本地保管匯出方隨機數造成的負擔。另一方面，透過在區塊鏈內登記匯出方隨機數密文，可以避免直接登記匯出方隨機數，使得匯出方隨機數得以隱藏和保密。 需要說明的是，在需要獲得匯出方餘額時，所述匯出方設備可以使用匯出方帳戶的同態加密私鑰對所述匯出方隨機數密文進行解密，得到匯出方隨機數；可以根據所述匯出方隨機數和所述匯出方餘額承諾，計算得到匯出方餘額。所述匯出方設備例如可以採用Pollard演算法中的Kangaroo方法，計算得到匯出方餘額。當然，此處的Kangaroo方法僅為示例，實際上所述匯出方設備還可以採用其它方法計算得到匯出方餘額。例如，所述匯出方隨機數密文可以為
Figure 02_image013
，所述匯出方餘額承諾可以為
Figure 02_image001
。那麼，所述匯出方設備可以使用匯出方帳戶的同態加密私鑰對所述匯出方隨機數密文
Figure 02_image024
進行解密，得到匯出方隨機數
Figure 02_image005
；可以根據匯出方隨機數
Figure 02_image005
和匯出方餘額承諾
Figure 02_image026
，計算得到
Figure 02_image028
；可以採用Pollard演算法中的Kangaroo方法，根據
Figure 02_image028
計算得到匯出方餘額
Figure 02_image007
。此外，在所述匯出方餘額承諾由同態加密演算法來實現時，所述匯出方設備還可以使用匯出方帳戶的同態加密私鑰對所述匯出方餘額承諾進行解密，得到匯出方餘額。具體地，例如，由Okamoto-Uchiyama演算法實現的匯出方餘額承諾可以為
Figure 02_image031
。 在本實施例中，所述交易方法可以實現交易額從匯出方帳戶轉移至匯入方帳戶。所述匯入方帳戶可以為匯入方在所述區塊鏈中的帳戶。所述匯入方帳戶可以在匯入方設備中登錄。所述匯入方設備可以作為一個區塊鏈節點加入所述區塊鏈網路。所述交易額可以由匯出方與匯入方協商約定。與所述匯出方帳戶相類似，所述匯入方帳戶可以具有簽名公私鑰對、和加密公私鑰對；所述匯入方帳戶在所述區塊鏈中還可以登記有匯入方餘額承諾和匯入方隨機數密文。所述匯入方餘額承諾可以由所述匯入方設備基於匯入方隨機數和匯入方餘額計算得到。所述匯入方隨機數密文可以由同態加密演算法基於所述匯入方餘額對所述匯入方隨機數進行加密得到。 所述交易方法可以包括以下步驟。需要說明的是，雖然本說明書提供了如實施例或流程圖所述的方法操作步驟，但基於常規或者無創造性的勞動可以包括更多或者更少的操作步驟。此外實施例中列舉的步驟順序僅僅為眾多步驟執行順序中的一種方式，不代表唯一的執行順序。在實際中的裝置或產品執行時，可以按照實施例或者圖式所示的方法順序執行或者平行執行(例如平行處理器或者多執行緒處理的環境)。 步驟S10：根據承諾隨機數和校驗金額，計算交易額承諾。 在本實施例中，所述承諾隨機數可以由所述匯出方設備產生。所述交易額可以由匯出方與匯入方協商約定。所述交易額承諾可以基於任意類型的具有同態性的承諾機制(Commitment Scheme)來實現，例如Pedersen承諾機制等。以Pedersen承諾機制為例，所述交易額承諾可以基於公式
Figure 02_image033
計算得到。其中，
Figure 02_image035
為交易額承諾；
Figure 02_image037
為承諾隨機數；
Figure 02_image039
為交易額；
Figure 02_image009
和
Figure 02_image011
分別為已知參數。這樣透過交易額承諾可以實現交易額的隱藏和保密。 步驟S12：根據匯出方帳戶的同態加密公鑰和所述交易額，使用同態加密演算法對所述承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第一密文。 在本實施例中，所述同態加密演算法例如可以包括Okamoto-Uchiyama演算法、和Boneh-Goh-Nissim演算法等。以Okamoto-Uchiyama演算法為例，所述承諾隨機數第一密文可以基於公式
Figure 02_image041
計算得到。其中，
Figure 02_image043
為承諾隨機數第一密文；
Figure 02_image045
為承諾隨機數；
Figure 02_image018
和
Figure 02_image048
分別為所述匯出方帳戶的同態加密公鑰的一部分；
Figure 02_image050
為交易額。本實施例中可以將承諾隨機數作為被加密的明文，可以將交易額作為用於同態加密運算的隨機數，從而實現對所述承諾隨機數進行加密。 步驟S14：根據匯入方帳戶的同態加密公鑰和所述交易額，使用同態加密演算法對所述承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第二密文。 在本實施例中，所述同態加密演算法例如可以包括Okamoto-Uchiyama演算法、和Boneh-Goh-Nissim演算法等。以Okamoto-Uchiyama演算法為例，所述承諾隨機數第二密文可以基於公式
Figure 02_image052
計算得到。其中，
Figure 02_image054
為承諾隨機數第二密文；
Figure 02_image045
為承諾隨機數；
Figure 02_image056
和
Figure 02_image058
分別為所述匯入方帳戶的同態加密公鑰的一部分；
Figure 02_image050
為交易額。本實施例中可以將承諾隨機數作為被加密的明文，可以將交易額作為用於同態加密運算的隨機數，從而實現對所述承諾隨機數進行加密。 步驟S16：向所述區塊鏈提交交易資料。 在本實施例中，所述交易資料可以包括所述交易額承諾、所述承諾隨機數第一密文和所述承諾隨機數第二密文。所述匯出方設備可以向所述區塊鏈提交交易資料；以便於將所述交易額承諾和所述承諾隨機數第一密文記入所述匯出方帳戶，以及將所述交易額承諾和所述承諾隨機數第二密文記入所述匯入方帳戶。 具體地，在向所述區塊鏈提交交易資料以後，所述區塊鏈中的共識區塊鏈節點可以基於所述交易額承諾更新所述匯出方餘額承諾；可以基於所述承諾隨機數第一密文更新所述匯出方隨機數密文；可以基於所述交易額承諾更新所述匯入方餘額承諾；可以基於所述承諾隨機數第二密文更新所述匯入方隨機數密文。其中，所述共識區塊鏈節點可以為基於所述區塊鏈的共識機制確定出的區塊鏈節點。這樣可以實現將交易資料記錄至區塊鏈網路中各個區塊鏈節點分別維護的區塊鏈帳本中，避免發生篡改。 更新後的匯出方餘額承諾可以為所述匯出方餘額承諾和所述交易額承諾的商。鑒於所述匯出方餘額承諾和所述交易額承諾由基於具有同態性的承諾機制來實現，這樣可以實現從所述匯出方餘額中扣除所述交易額、以及從所述匯出方隨機數中扣除所述承諾隨機數。例如，所述匯出方餘額承諾可以為
Figure 02_image001
；所述交易額承諾可以為
Figure 02_image033
；更新後的匯出方餘額承諾可以為
Figure 02_image062
。 更新後的匯出方隨機數密文可以為所述匯出方隨機數密文和所述承諾隨機數第一密文的商。鑒於所述匯出方隨機數密文和所述承諾隨機數第一密文由同態加密演算法計算得到，這樣可以實現從所述匯出方餘額中扣除所述交易額、以及從所述匯出方隨機數中扣除所述承諾隨機數。例如，所述匯出方隨機數密文可以為
Figure 02_image013
；所述承諾隨機數第一密文可以為
Figure 02_image041
；更新後的匯出方隨機數密文可以為
Figure 02_image065
。 更新後的匯入方餘額承諾可以為所述匯入方餘額承諾和所述交易額承諾的積。鑒於所述匯入方餘額承諾和所述交易額承諾由基於具有同態性的承諾機制來實現，這樣可以實現在所述匯入方餘額中增加所述交易額、以及在所述匯入方隨機數中增加所述承諾隨機數。例如，所述匯入方餘額承諾可以為
Figure 02_image067
；所述交易額承諾可以為
Figure 02_image033
；更新後的匯入方餘額承諾可以為
Figure 02_image070
。其中，
Figure 02_image072
為匯入方隨機數；
Figure 02_image074
為匯入方餘額；
Figure 02_image009
和
Figure 02_image011
分別為已知參數。 更新後的匯入方隨機數密文可以為所述匯入方隨機數密文和所述承諾隨機數第二密文的積。鑒於所述匯入方隨機數密文和所述承諾隨機數第一密文由同態加密演算法計算得到，這樣可以實現在所述匯入方餘額中增加所述交易額、以及在所述匯入方隨機數中增加所述承諾隨機數。例如，所述匯入方隨機數密文可以為
Figure 02_image078
；所述承諾隨機數第二密文可以為
Figure 02_image080
；更新後的匯入方隨機數密文可以為
Figure 02_image082
。 在本實施例的一個實施方式中，所述匯出方設備還可以基於零知識證明技術，產生第一零知識證明；可以在所述交易資料中添加所述第一零知識證明；以供共識區塊鏈節點驗證：所述交易額不小於0。所述零知識證明技術例如可以基於zkSNARK方案實現。進一步地，所述零知識證明技術可以包括區間證明技術(Range Proof)。如此所述匯出方設備可以基於所述區間證明技術，產生第一區間證明；可以在所述交易資料中添加所述第一區間證明；以供共識區塊鏈節點驗證：所述交易額不小於0。所述區間證明技術例如可以基於Bulletproofs方案或Borromean環簽名方案實現。 在本實施例的一個實施方式中，所述匯出方設備還可以基於零知識證明技術，產生第二零知識證明；可以在所述交易資料中添加所述第二零知識證明；以供共識區塊鏈節點驗證：所述交易額不大於匯出方餘額。進一步地，所述零知識證明技術可以包括區間證明技術。如此所述匯出方設備可以基於所述區間證明技術，產生第二區間證明；可以在所述交易資料中添加所述第二區間證明；以供共識區塊鏈節點驗證：所述交易額不大於匯出方餘額。 在本實施例的一個實施方式中，所述匯出方設備還可以基於零知識證明技術，產生第三零知識證明；可以在所述交易資料中添加所述第三零知識證明；以供共識區塊鏈節點驗證：用於計算交易額承諾的承諾隨機數、用於計算承諾隨機數第一密文的承諾隨機數、和用於計算承諾隨機數第二密文的承諾隨機數一致，且用於計算交易額承諾的交易額、用於計算承諾隨機數第一密文的交易額、和用於計算承諾隨機數第二密文的交易額一致。 例如，所述第三零知識證明可以為(C，D，E，a，b)。其中，
Figure 02_image084
；
Figure 02_image086
；
Figure 02_image088
；
Figure 02_image090
；
Figure 02_image092
；
Figure 02_image094
。其中，
Figure 02_image096
、
Figure 02_image098
為所述匯出方設備產生的隨機數，分別與承諾隨機數r 、交易額t 相對應；Hash表示雜湊運算。 共識區塊鏈節點可以在驗證
Figure 02_image100
、
Figure 02_image102
、
Figure 02_image104
同時成立時認為：用於計算交易額承諾的承諾隨機數、用於計算承諾隨機數第一密文的承諾隨機數、和用於計算承諾隨機數第二密文的承諾隨機數一致，且用於計算交易額承諾的交易額、用於計算承諾隨機數第一密文的交易額、和用於計算承諾隨機數第二密文的交易額一致。其中，
Figure 02_image106
為交易額承諾
Figure 02_image035
；
Figure 02_image109
為承諾隨機數第一密文
Figure 02_image111
；
Figure 02_image113
為承諾隨機數第二密文
Figure 02_image115
。 在本實施例的一個實施方式中，所述匯出方設備可以根據第一承諾隨機數和第一交易額，計算第一交易額承諾；可以根據第二承諾隨機數和第二交易額，計算第二交易額承諾。所述第一承諾隨機數和所述第二承諾隨機數可以由所述匯出方設備產生。所述第一交易額可以為待從匯出方帳戶轉移出的交易額；所述第二交易額可以為待轉移至匯入方帳戶的交易額。這樣可以對待從匯出方帳戶轉移出的交易額和待轉移至匯入方帳戶的交易額進行區分。 所述匯出方設備可以根據匯出方帳戶的同態加密公鑰和所述第一交易額，使用同態加密演算法對所述第一承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第一密文；可以根據匯入方帳戶的同態加密公鑰和所述第二交易額，使用同態加密演算法對所述第二承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第二密文；可以向所述區塊鏈提交交易資料。所述交易資料可以包括所述第一交易額承諾、所述第二交易額承諾、所述承諾隨機數第一密文和所述承諾隨機數第二密文；以便於將所述第一交易額承諾和所述承諾隨機數第一密文記入所述匯出方帳戶，以及將所述第二交易額承諾和所述承諾隨機數第二密文記入所述匯入方帳戶。 具體地，在向所述區塊鏈提交交易資料以後，所述共識區塊鏈節點可以基於所述第一交易額承諾更新所述匯出方餘額承諾；可以基於所述承諾隨機數第一密文更新所述匯出方隨機數密文；可以基於所述第二交易額承諾更新所述匯入方餘額承諾；可以基於所述承諾隨機數第二密文更新所述匯入方隨機數密文。 更新後的匯出方餘額承諾可以為所述匯出方餘額承諾和所述第一交易額承諾的商；更新後的匯出方隨機數密文可以為所述匯出方隨機數密文和所述承諾隨機數第一密文的商；更新後的匯入方餘額承諾可以為所述匯入方餘額承諾和所述第二交易額承諾的積；更新後的匯入方隨機數密文可以為所述匯入方隨機數密文和所述承諾隨機數第二密文的積。 進一步地，所述匯出方設備還可以基於零知識證明技術，產生第四零知識證明；可以在所述交易資料中添加所述第四零知識證明；以供共識區塊鏈節點驗證：用於計算第一交易額承諾的第一交易額與用於計算第二交易額承諾的第二交易額一致；從而避免從匯出方帳戶轉移出的交易額和轉移至匯入方帳戶的交易額不一致。 在本實施例的一個實施方式中，所述匯出方設備還可以使用所述匯出方帳戶的簽名私鑰對所述交易資料進行簽名，得到簽名資料；可以在所述交易資料中添加所述簽名資料；以供共識區塊鏈節點進行簽名驗證。 在本實施例中，透過承諾機制和同態加密機制，可以得到交易額承諾、承諾隨機數第一密文和承諾隨機數第二密文；可以將所述交易額承諾、所述承諾隨機數第一密文和所述承諾隨機數第二密文提交上鏈；以便於將交易額承諾和承諾隨機數第一密文記入匯出方帳戶，以及將交易額承諾和承諾隨機數第二密文記入匯入方帳戶。這樣一方面，透過承諾機制和同態加密機制，可以對交易額等交易資訊實現隱私保護；另一方面，透過將交易額承諾、承諾隨機數第一密文和承諾隨機數第二密文提交上鏈，可以實現無需匯入方設備參與便可以在區塊鏈上順利完成交易。因此本實施例可以在非交互條件下實現隱私保護。 進一步地，所述匯出方帳戶可以在所述區塊鏈中登記有匯出方餘額承諾和匯出方隨機數密文；所述匯入方帳戶可以在所述區塊鏈中登記有匯入方餘額承諾和匯入方隨機數密文。這樣一方面，可以對帳戶餘額、交易額均實現隱私保護；另一方面，透過在鏈上登記匯出方隨機數密文和匯入方隨機數密文，還可以避免在鏈下本地保管匯出方隨機數和匯入方隨機數造成的負擔，免去丟失風險。 請參閱圖1、圖2和圖3。為了便於理解，以下介紹本說明書實施例的一個場景示例。 在本實施例中，假定匯出方帳戶可以為Account_A。所述匯出方帳戶Account_A可以具有簽名公私鑰對和加密公私鑰對。所述匯出方帳戶Account_A在所述區塊鏈中還可以登記有匯出方餘額承諾
Figure 02_image001
、匯出方隨機數密文
Figure 02_image013
。其中，
Figure 02_image005
為匯出方隨機數；
Figure 02_image007
為匯出方餘額；
Figure 02_image009
和
Figure 02_image011
分別為已知參數；
Figure 02_image018
和
Figure 02_image123
分別為匯出方帳戶的同態加密公鑰的一部分。 假定匯入方帳戶可以為Account_B。所述匯出方帳戶Account_B可以具有簽名公私鑰對和加密公私鑰對。所述匯出方帳戶Account_B在所述區塊鏈中還可以登記有匯入方餘額承諾
Figure 02_image067
、匯入方隨機數密文
Figure 02_image126
。其中，
Figure 02_image072
為匯入方隨機數；
Figure 02_image074
為匯入方餘額；
Figure 02_image009
和
Figure 02_image011
分別為已知參數；
Figure 02_image130
和
Figure 02_image132
分別為匯入方帳戶的同態加密公鑰的一部分。 在本實施例中，本場景示例的交易可以實現從匯出方帳戶Account_A中轉移交易額t 至匯入方帳戶Account_B。具體地，匯出方設備可以產生承諾隨機數
Figure 02_image037
；可以根據承諾隨機數
Figure 02_image037
和交易額t ，計算交易額承諾
Figure 02_image033
；可以根據匯出方帳戶的同態加密公鑰和所述交易額t ，使用同態加密演算法對所述承諾隨機數
Figure 02_image037
進行加密，得到承諾隨機數第一密文
Figure 02_image041
；可以根據匯入方帳戶的同態加密公鑰和所述交易額t ，使用同態加密演算法對所述承諾隨機數
Figure 02_image037
進行加密，得到承諾隨機數第二密文
Figure 02_image052
。 在本實施例中，所述匯出方設備可以產生第一零知識證明RP 1、第二零知識證明RP 2和第三零知識證明RP 3。所述第一零知識證明RP 1可以用於驗證：
Figure 02_image140
。所述第二零知識證明RP 2可以用於驗證：
Figure 02_image142
。所述第三零知識證明RP 3可以用於驗證：
Figure 02_image033
中的承諾隨機數
Figure 02_image037
、
Figure 02_image041
中的承諾隨機數
Figure 02_image037
、
Figure 02_image052
中的承諾隨機數
Figure 02_image037
一致、且
Figure 02_image033
中的交易額t 、
Figure 02_image041
中的交易額t 、
Figure 02_image052
中的交易額t 一致。 在本實施例中，所述匯出方設備可以使用匯出方帳戶的簽名私鑰對[
Figure 02_image035
、
Figure 02_image150
、
Figure 02_image151
、RP 1、RP 2、RP 3]進行簽名，得到簽名資料SIG；可以向區塊鏈提交交易資料[
Figure 02_image035
、
Figure 02_image150
、
Figure 02_image151
、RP 1、RP 2、RP 3、SIG]。 在本實施例中，所述區塊鏈可以根據共識機制確定出共識區塊鏈節點。所述共識區塊鏈節點可以利用相關技術中的防雙重支付(double spending)或防重複播放(replay)機制，驗證該交易是否已經執行過。如果已經執行過，所述共識區塊鏈節點可以拒絕該交易。 如果未執行過，所述共識區塊鏈節點可以驗證交易資料中的簽名資料SIG是否正確。如果不正確，所述共識區塊鏈節點可以拒絕該交易。 如果正確，所述共識區塊鏈節點可以對交易資料中的第一零知識證明RP 1進行檢查，以驗證是否滿足
Figure 02_image140
。如果不滿足，所述共識區塊鏈節點可以拒絕該交易。 如果滿足，所述共識區塊鏈節點可以對交易資料中的第二零知識證明RP 2進行檢查，以驗證是否滿足
Figure 02_image142
。如果不滿足，所述共識區塊鏈節點可以拒絕該交易。 如果滿足，所述共識區塊鏈節點可以對交易資料中的第三零知識證明RP 3進行檢查，以驗證是否滿足：
Figure 02_image033
中的承諾隨機數
Figure 02_image037
、
Figure 02_image041
中的承諾隨機數
Figure 02_image037
、
Figure 02_image052
中的承諾隨機數
Figure 02_image037
一致、且
Figure 02_image033
中的交易額t 、
Figure 02_image041
中的交易額t 、
Figure 02_image052
中的交易額t 一致。如果不滿足，所述共識區塊鏈節點可以拒絕該交易。 如果滿足，所述共識區塊鏈節點可以更新匯出方餘額承諾
Figure 02_image158
、匯出方隨機數密文
Figure 02_image160
、匯入方餘額承諾
Figure 02_image162
、匯入方隨機數密文
Figure 02_image164
。具體地，更新後的匯出方餘額承諾可以為
Figure 02_image062
；更新後的匯出方隨機數密文可以為
Figure 02_image065
；更新後的匯入方餘額承諾可以為
Figure 02_image070
；更新後的匯入方隨機數密文可以為
Figure 02_image169
。 請參閱圖4。本說明書實施例還提供一種基於區塊鏈的交易裝置。所述交易裝置可以包括以下單元。 計算單元20，用於根據承諾隨機數和交易額，計算交易額承諾； 第一加密單元22，用於根據匯出方帳戶的同態加密公鑰和所述交易額，使用同態加密演算法對所述承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第一密文； 第二加密單元24，用於根據匯入方帳戶的同態加密公鑰和所述交易額，使用同態加密演算法對所述承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第二密文； 提交單元26，用於向所述區塊鏈提交交易資料；所述交易資料包括所述交易額承諾、所述承諾隨機數第一密文和所述承諾隨機數第二密文；以便於將所述交易額承諾和所述承諾隨機數第一密文記入所述匯出方帳戶，以及將所述交易額承諾和所述承諾隨機數第二密文記入所述匯入方帳戶。 請參閱圖5。本說明書實施例還提供一種匯出方設備。所述匯出方設備可以包括記憶體和處理器。 在本實施例中，所述記憶體可以按任何適當的方式實現。例如，所述記憶體可以為唯讀記憶體、機械硬碟、固態硬碟、或USB碟等。所述記憶體可以用於儲存電腦指令。 在本實施例中，所述處理器可以按任何適當的方式實現。例如，處理器可以採取例如微處理器或處理器以及儲存可由該(微)處理器執行的電腦可讀程式碼(例如軟體或韌體)的電腦可讀媒體、邏輯閘、開關、專用積體電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可程式化邏輯控制器和嵌入微控制器的形式等等。所述處理器可以執行所述電腦指令實現以下步驟： 根據承諾隨機數和交易額，計算交易額承諾； 根據匯出方帳戶的同態加密公鑰和所述交易額，使用同態加密演算法對所述承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第一密文； 根據匯入方帳戶的同態加密公鑰和所述交易額，使用同態加密演算法對所述承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第二密文； 向所述區塊鏈提交交易資料；所述交易資料包括所述交易額承諾、所述承諾隨機數第一密文和所述承諾隨機數第二密文；以便於將所述交易額承諾和所述承諾隨機數第一密文記入所述匯出方帳戶，以及將所述交易額承諾和所述承諾隨機數第二密文記入所述匯入方帳戶。 需要說明的是，本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，各個實施例之間相同或相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處。尤其，對於裝置實施例和設備實施例而言，由於其基本相似於方法實施例，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。 本領域技術人員在閱讀本說明書文件之後，可以無需創造性勞動想到將本說明書列舉的部分或全部實施例進行任意組合，這些組合也在本說明書公開和保護的範圍內。 在20世紀90年代，對於一個技術的改進可以很明顯地區分是硬體上的改進(例如，對二極體、電晶體、開關等電路結構的改進)還是軟體上的改進(對於方法流程的改進)。然而，隨著技術的發展，當今的很多方法流程的改進已經可以視為硬體電路結構的直接改進。設計人員幾乎都透過將改進的方法流程程式化到硬體電路中來得到相應的硬體電路結構。因此，不能說一個方法流程的改進就不能用硬體實體模組來實現。例如，可程式化邏輯器件(Programmable Logic Device, PLD)(例如現場可程式化閘陣列(Field Programmable Gate Array，FPGA))就是這樣一種積體電路，其邏輯功能由用戶對器件程式化來確定。由設計人員自行程式化來把一個數位系統“整合”在一片PLD 上，而不需要請晶片製造廠商來設計和製作專用的積體電路晶片。而且，如今，取代手工地製作積體電路晶片，這種程式化也多半改用 “邏輯編譯器(logic compiler)”軟體來實現，它與程式開發撰寫時所用的軟體編譯器相類似，而要編譯之前的原始碼也得用特定的程式化語言來撰寫，此稱之為硬體描述語言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL 也並非僅有一種，而是有許多種，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware Description Language)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL (Ruby Hardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language ) 與Verilog2。本領域技術人員也應該清楚，只需要將方法流程用上述幾種硬體描述語言稍作邏輯程式化並程式化到積體電路中，就可以很容易得到實現該邏輯方法流程的硬體電路。 上述實施例闡明的系統、裝置、模組或單元，具體可以由電腦晶片或實體實現，或者由具有某種功能的產品來實現。一種典型的實現設備為電腦。具體的，電腦例如可以為個人電腦、膝上型電腦、蜂巢式電話、相機電話、智慧電話、個人數位助理、媒體播放器、導航設備、電子郵件設備、遊戲控制台、平板電腦、可穿戴設備或者這些設備中的任何設備的組合。 透過以上的實施方式的描述可知，本領域的技術人員可以清楚地瞭解到本說明書可借助軟體加必需的通用硬體平臺的方式來實現。基於這樣的理解，本說明書的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該電腦軟體產品可以儲存在儲存媒體中，如ROM/RAM、磁碟、光碟等，包括若干指令用以使得一台電腦設備(可以是個人電腦，伺服器，或者網路設備等)執行本說明書各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。 本說明書可用於眾多通用或專用的電腦系統環境或配置中。例如：個人電腦、伺服器電腦、手持設備或可攜式設備、平板型設備、多處理器系統、基於微處理器的系統、機上盒、可程式化的消費電子設備、網路PC、小型電腦、大型電腦、包括以上任何系統或設備的分散式計算環境等等。 本說明書可以在由電腦執行的電腦可執行指令的一般上下文中描述，例如程式模組。一般地，程式模組包括執行特定任務或實現特定抽象資料類型的例程、程式、物件、組件、資料結構等等。也可以在分散式計算環境中實踐本說明書，在這些分散式計算環境中，由透過通信網路而被連接的遠端處理設備來執行任務。在分散式計算環境中，程式模組可以位於包括儲存設備在內的本地和遠端電腦儲存媒體中。 雖然透過實施例描繪了本說明書，本領域普通技術人員知道，本說明書有許多變形和變化而不脫離本說明書的精神，希望所附的申請專利範圍包括這些變形和變化而不脫離本說明書的精神。
S10, S12, S14, S16:步驟 20:計算單元 22:第一加密單元 24:第二加密單元 26:提交單元
為了更清楚地說明本說明書實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的圖式作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的圖式僅僅是本說明書中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些圖式獲得其他的圖式。 圖1為本說明書實施例一種基於區塊鏈實施交易的示意圖； 圖2為本說明書實施例一種基於區塊鏈的交易方法的流程圖； 圖3為本說明書實施例一種基於區塊鏈實施交易的流程圖； 圖4為本說明書實施例一種基於區塊鏈的交易裝置的功能結構圖； 圖5為本說明書實施例一種匯出方設備的功能結構圖。

Claims (12)

  1. 一種基於區塊鏈的交易方法，包括： 根據承諾隨機數和交易額，計算交易額承諾； 根據匯出方帳戶的同態加密公鑰和所述交易額，使用同態加密演算法對所述承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第一密文； 根據匯入方帳戶的同態加密公鑰和所述交易額，使用同態加密演算法對所述承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第二密文； 向所述區塊鏈提交交易資料；所述交易資料包括所述交易額承諾、所述承諾隨機數第一密文和所述承諾隨機數第二密文；以便於將所述交易額承諾和所述承諾隨機數第一密文記入所述匯出方帳戶，以及將所述交易額承諾和所述承諾隨機數第二密文記入所述匯入方帳戶。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，所述匯出方帳戶在所述區塊鏈中登記有匯出方餘額承諾和匯出方隨機數密文；其中，所述匯出方餘額承諾基於匯出方隨機數和匯出方餘額計算得到；所述匯出方隨機數密文由同態加密演算法基於所述匯出方餘額對所述匯出方隨機數進行加密得到； 所述匯入方帳戶在所述區塊鏈中登記有匯入方餘額承諾和匯入方隨機數密文；其中，所述匯入方餘額承諾基於匯入方隨機數和匯入方餘額計算得到；所述匯入方隨機數密文由同態加密演算法基於所述匯入方餘額對所述匯入方隨機數進行加密得到。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的方法，採用如下方式將所述交易額承諾和所述承諾隨機數第一密文記入所述匯出方帳戶： 基於所述交易額承諾更新所述匯出方餘額承諾，基於所述承諾隨機數第一密文更新所述匯出方隨機數密文； 採用如下方式將所述交易額承諾和所述承諾隨機數第二密文記入所述匯入方帳戶： 基於所述交易額承諾更新所述匯入方餘額承諾，基於所述承諾隨機數第二密文更新所述匯入方隨機數密文。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的方法，更新後的匯出方餘額承諾為所述匯出方餘額承諾和所述交易額承諾的商；更新後的匯出方隨機數密文為所述匯出方隨機數密文和所述承諾隨機數第一密文的商； 更新後的匯入方餘額承諾為所述匯入方餘額承諾和所述交易額承諾的積；更新後的匯入方隨機數密文為所述匯入方隨機數密文和所述承諾隨機數第二密文的積。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的方法，在向所述區塊鏈提交交易資料之前，所述方法還包括： 產生第一零知識證明；所述第一零知識證明用於驗證：所述交易額不小於0； 相應地，所述交易資料還包括所述第一零知識證明。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的方法，在向所述區塊鏈提交交易資料之前，所述方法還包括： 產生第二零知識證明；所述第二零知識證明用於驗證：所述交易額不大於匯出方餘額； 相應地，所述交易資料還包括所述第二零知識證明。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的方法，在向所述區塊鏈提交交易資料之前，所述方法還包括： 產生第三零知識證明；所述第三零知識證明用於驗證：用於計算交易額承諾的承諾隨機數、用於計算承諾隨機數第一密文的承諾隨機數、和用於計算承諾隨機數第二密文的承諾隨機數一致，且用於計算交易額承諾的交易額、用於計算承諾隨機數第一密文的交易額、和用於計算承諾隨機數第二密文的交易額一致； 相應地，所述交易資料還包括所述第三零知識證明。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的方法，在向所述區塊鏈提交交易資料之前，所述方法還包括： 使用所述匯出方帳戶的簽名私鑰對所述交易資料進行簽名，得到簽名資料； 相應地，所述交易資料還包括所述簽名資料。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的方法，所述根據承諾隨機數和交易額，計算交易額承諾，包括： 根據第一承諾隨機數和第一交易額，計算第一交易額承諾；根據第二承諾隨機數和第二交易額，計算第二交易額承諾； 所述根據匯出方帳戶的同態加密公鑰和所述交易額，使用同態加密演算法對所述承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第一密文，包括： 根據匯出方帳戶的同態加密公鑰和所述第一交易額，使用同態加密演算法對所述第一承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第一密文； 所述根據匯入方帳戶的同態加密公鑰和所述交易額，使用同態加密演算法對所述承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第二密文，包括： 根據匯入方帳戶的同態加密公鑰和所述第二交易額，使用同態加密演算法對所述第二承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第二密文； 相應地，所述交易資料包括所述第一交易額承諾、所述第二交易額承諾、所述承諾隨機數第一密文和所述承諾隨機數第二密文；以便於將所述第一交易額承諾和所述承諾隨機數第一密文記入所述匯出方帳戶，以及將所述第二交易額承諾和所述承諾隨機數第二密文記入所述匯入方帳戶。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的方法，在向所述區塊鏈提交交易資料之前，所述方法還包括： 產生第四零知識證明；所述第四零知識證明用於驗證：用於計算第一交易額承諾的第一交易額與用於計算第二交易額承諾的第二交易額一致； 相應地，所述交易資料還包括所述第四零知識證明。
  11. 一種基於區塊鏈的交易裝置，包括： 計算單元，用於根據承諾隨機數和交易額，計算交易額承諾； 第一加密單元，用於根據匯出方帳戶的同態加密公鑰和所述交易額，使用同態加密演算法對所述承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第一密文； 第二加密單元，用於根據匯入方帳戶的同態加密公鑰和所述交易額，使用同態加密演算法對所述承諾隨機數進行加密，得到承諾隨機數第二密文； 提交單元，用於向所述區塊鏈提交交易資料；所述交易資料包括所述交易額承諾、所述承諾隨機數第一密文和所述承諾隨機數第二密文；以便於將所述交易額承諾和所述承諾隨機數第一密文記入所述匯出方帳戶，以及將所述交易額承諾和所述承諾隨機數第二密文記入所述匯入方帳戶。
  12. 一種匯出方設備，包括： 記憶體，用於儲存電腦指令； 處理器，用於執行電腦指令以實現如申請專利範圍第1-10項中任一項所述的方法。
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