TWI650991B

TWI650991B - 具ｎｆｃ安全元件之非集中式資料存證與驗證系統及其方法

Info

Publication number: TWI650991B
Application number: TW107112561A
Authority: TW
Inventors: 劉秋宗; 張家棟; 夏希璿; 連子淳; 黃昭綺
Original assignee: 中華電信股份有限公司
Priority date: 2018-04-12
Filing date: 2018-04-12
Publication date: 2019-02-11
Also published as: TW201944758A

Abstract

本發明揭露一種具NFC安全元件之非集中式資料存證與驗證系統及其方法。該方法包括：由行動裝置之NFC安全元件儲存存證資料與特徵值；由存證模組將存證資料與特徵值進行雜湊運算以產生存證資料雜湊值；由非集中式區塊鏈服務模組記錄存證資料雜湊值以提供區塊紀錄與位置紀錄，進而將區塊紀錄與位置紀錄儲存於NFC安全元件中；由驗證模組取得驗證資料、特徵值、區塊紀錄與位置紀錄，進而依據區塊紀錄與位置紀錄向非集中式區塊鏈服務模組取得存證資料雜湊值，再將驗證資料與特徵值進行雜湊運算以產生驗證資料雜湊值，俾將驗證資料雜湊值與存證資料雜湊值進行比對，以將比對結果傳送至行動裝置。

Description

具NFC安全元件之非集中式資料存證與驗證系統及其方法

本發明係關於一種資料存證與驗證之技術，特別是指一種具近場通訊(Near Field Communication，NFC)安全元件之非集中式資料存證與驗證系統及其方法。

在現有技術有關資料之存證或驗證作業中，通常需以公正第三方儲存資料或相關特徵資訊，並經由公正第三方協助才能對資料進行存證或驗證。

再者，現有技術另提出一種基於NFC之區塊鏈物流溯源跟蹤防偽方法，其提供可公開認證之區塊鏈後台系統、區塊鏈閘道系統、移動智慧讀寫終端、快取資料庫、NFC(IC)或內置NFC(IC)卡防偽標籤，透過公開金鑰與私密金鑰方法以NFC裝置進行防偽標籤之讀取，並透過公開金鑰與私密金鑰將防偽標籤內含之資料變動流程記錄至區塊鏈，再透過區塊鏈建立物件履歷追蹤。

然而，上述現有技術需經由公正第三方協助才能對資料進行存證或驗證，也無法快速且有效地對資料進行完整性記錄、存證與驗證。

因此，如何解決上述現有技術之缺點，實已成為本領域技術人員之一大課題。

本發明提供一種具NFC(近場通訊)安全元件之非集中式資料存證與驗證系統及方法，其可將具有NFC安全元件之行動裝置結合存證模組、驗證模組、雜湊運算及非集中式區塊鏈服務對資料進行存證與驗證。

本發明中具NFC安全元件之非集中式資料存證與驗證系統包括：具有NFC安全元件之行動裝置，係儲存存證資料與特徵值；存證模組，係將NFC安全元件所儲存之存證資料與特徵值進行雜湊運算以產生存證資料雜湊值；非集中式區塊鏈服務模組，係記錄來自存證模組之存證資料雜湊值，進而提供存證資料雜湊值之區塊紀錄與位置紀錄，俾透過存證模組將存證資料雜湊值之區塊紀錄與位置紀錄傳送至行動裝置而儲存於NFC安全元件中；以及驗證模組，係取得NFC安全元件所儲存之驗證資料、特徵值、區塊紀錄與位置紀錄，且驗證資料相同或不同於存證資料，其中，驗證模組依據來自NFC安全元件之區塊紀錄與位置紀錄向非集中式區塊鏈服務模組取得存證資料雜湊值，進而將來自NFC安全元件之驗證資料與特徵值進行雜湊運算以產生驗證資料雜湊值，驗證模組再將驗證資料雜湊值與非集中式區塊鏈服務模組所記錄之存證資料雜湊值進行比對，俾將比對結果傳送至行動裝置。

本發明中具NFC安全元件之非集中式資料存證與驗證方法包括下列步驟：由行動裝置之NFC安全元件儲存存證資料與特徵值；由存證模組將NFC安全元件所儲存之存證資料與特徵值進行雜湊運算以產生存證資料雜湊值；由非集中式區塊鏈服務模組記錄來自存證模組之存證資料雜湊值，進而提供存證資料雜湊值之區塊紀錄與位置紀錄，俾透過存證模組將存證資料雜湊值之區塊紀錄與位置紀錄傳送至行動裝置而儲存於NFC安全元件中；由驗證模組取得NFC安全元件所儲存之驗證資料、特徵值、區塊紀錄與位置紀錄，且驗證資料相同或不同於存證資料；以及由驗證模組依據來自NFC安全元件之區塊紀錄與位置紀錄向非集中式區塊鏈服務模組取得存證資料雜湊值，進而將來自NFC安全元件之驗證資料與特徵值進行雜湊運算以產生驗證資料雜湊值，驗證模組再將驗證資料雜湊值與非集中式區塊鏈服務模組所記錄之存證資料雜湊值進行比對，俾將比對結果傳送至行動裝置。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明。在以下描述內容中將部分闡述本發明之額外特徵及優點，且此等特徵及優點將部分自所述描述內容顯而易見，或可藉由對本發明之實踐習得。本發明之特徵及優點借助於在申請專利範圍中特別指出的元件及組合來認識到並達到。應理解，前文一般描述與以下詳細描述兩者均僅為例示性及解釋性的，且不欲約束本發明所主張之範圍。

1‧‧‧具NFC安全元件之非集中式資料存證與驗證系統

10‧‧‧行動裝置

11‧‧‧資料存證模組

12‧‧‧NFC安全元件

13‧‧‧資料驗證模組

20‧‧‧存證作業伺服器

21‧‧‧存證模組

30‧‧‧非集中式區塊鏈服務模組

31‧‧‧區塊鏈資料記錄單元

32‧‧‧區塊鏈核心記錄單元

33‧‧‧區塊鏈資料取得單元

40‧‧‧驗證作業伺服器

41‧‧‧驗證模組

AD‧‧‧位置紀錄

BL‧‧‧區塊紀錄

D‧‧‧存證資料

D'‧‧‧驗證資料

F‧‧‧特徵值

H‧‧‧存證資料雜湊值

H'‧‧‧驗證資料雜湊值

S1至S9‧‧‧步驟

第1圖係繪示本發明中具NFC安全元件之非集中式資料存證與驗證系統之示意架構圖；以及第2圖係繪示本發明中具NFC安全元件之非集中式資料存證與驗證方法之示意流程圖。

以下藉由特定的具體實施形態說明本發明之實施方式，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本發明之其他優點與功效，亦可藉由其他不同的具體實施形態加以施行或應用。

第1圖係繪示本發明中具NFC(近場通訊)安全元件之非集中式資料存證與驗證系統1之示意架構圖。如圖所示，具NFC安全元件之非集中式資料存證與驗證系統1可包括行動裝置10、存證模組21、非集中式區塊鏈服務模組30與驗證模組41。

行動裝置10可例如為智慧手機、平板電腦或筆記型電腦等，並具有資料存證模組11、NFC安全元件12與資料驗證模組13。資料存證模組11可以儲存存證資料D與特徵值F，且特徵值F可為行動裝置10或NFC安全元件12之特徵值，如識別碼(ID)等可識別上述行動裝置10或NFC安全元件12之碼。存證模組21與驗證模組41可位於同一伺服器或不同伺服器中，例如，本實施例之存證模組21與驗證模組41係分別位於存證作業伺服器20與驗證作業伺服器40中。而在另一實施例中，存證模組21與驗證模組41可位於相同作業伺服器。

非集中式區塊鏈服務模組30可為分散式架構並由多台伺服器串接而成，且非集中式區塊鏈服務模組30可具有區塊鏈資料記錄單元31、區塊鏈核心記錄單元32與區塊鏈資料取得單元33。區塊鏈資料記錄單元31可以儲存存證資料雜湊值H之區塊紀錄BL與位置紀錄AD，而區塊鏈核心記錄單元32可以儲存存證資料雜湊值H。

舉例而言，當行動裝置10(用戶)有存證需求時，資料存證模組11可自NFC安全元件12中取得存證資料D與特徵值F，進而向存證模組21(存證作業伺服器20)請求有關存證資料D與特徵值F之存證作業。而且，存證模組21(存證作業伺服器20)可將NFC安全元件12所儲存之存證資料D與特徵值F依據雜湊函數進行雜湊運算以產生存證資料雜湊值H。同時，非集中式區塊鏈服務模組30可記錄來自存證模組21(存證作業伺服器20)之存證資料雜湊值H，進而提供存證資料雜湊值H之區塊紀錄BL與位置紀錄AD，以供存證模組21(存證作業伺服器20)將存證資料雜湊值H之區塊紀錄BL與位置紀錄AD關聯於NFC安全元件12所儲存之存證資料D，俾透過存證模組21(存證作業伺服器20)將存證資料雜湊值H之區塊紀錄BL與位置紀錄AD傳送至行動裝置10而儲存於NFC安全元件12中。

再者，當行動裝置10(用戶)有驗證需求時，資料驗證模組13可將NFC安全元件12所儲存之驗證資料D'、特徵值F、區塊紀錄BL與位置紀錄AD傳送至驗證模組41(驗證作業伺服器40)，且驗證資料D'可相同或不同於存證資料D。接著，驗證模組41(驗證作業伺服器40)可透過資料驗證模組13取得NFC安全元件12所儲存之驗證資料D'、特徵值F、區塊紀錄BL與位置紀錄AD，進而依據來自NFC安全元件12之區塊紀錄BL與位置紀錄AD向非集中式區塊鏈服務模組30取得存證資料雜湊值H，再將來自NFC安全元件12之驗證資料D'與特徵值F依據雜湊函數進行雜湊運算以產生驗證資料雜湊值H'。

然後，驗證模組41(驗證作業伺服器40)可將驗證資料雜湊值H'與非集中式區塊鏈服務模組30所記錄之存證資料雜湊值H進行比對，再將驗證資料雜湊值H'與存證資料雜湊值H之比對結果傳送並回覆至行動裝置10(用戶)。例如，若比對結果為驗證資料雜湊值H'與存證資料雜湊值H相同時，則由驗證模組41(驗證作業伺服器40)回覆驗證成功予行動裝置10(用戶)；或者，若比對結果為驗證資料雜湊值H'與存證資料雜湊值H不同時，則由驗證模組41(驗證作業伺服器40)回覆驗證失敗予行動裝置10(用戶)。

第2圖係繪示本發明中具NFC(近場通訊)安全元件之非集中式資料存證與驗證方法之示意流程圖，並參照上述第1圖加以說明。同時，第2圖之主要技術內容如下，其餘技術內容如同上述第1圖所記載，於此不再重覆敘述。

如第2圖與上述第1圖所示，本發明中具NFC安全元件之非集中式資料存證與驗證方法主要包括：由行動裝置 10之NFC安全元件12儲存存證資料D與特徵值F；由存證模組21將NFC安全元件12所儲存之存證資料D與特徵值F依據雜湊函數進行雜湊運算以產生存證資料雜湊值H；由非集中式區塊鏈服務模組30記錄來自存證模組21之存證資料雜湊值H，進而提供存證資料雜湊值H之區塊紀錄BL與位置紀錄AD，俾透過存證模組21將存證資料雜湊值H之區塊紀錄BL與位置紀錄AD傳送至行動裝置10而儲存於NFC安全元件12中；由驗證模組41取得NFC安全元件12所儲存之驗證資料D'、特徵值F、區塊紀錄BL與位置紀錄AD，且驗證資料D'相同或不同於存證資料D；以及由驗證模組41依據來自NFC安全元件12之區塊紀錄BL與位置紀錄AD向非集中式區塊鏈服務模組30取得存證資料雜湊值H，進而將來自NFC安全元件12之驗證資料D'與特徵值F依據雜湊函數進行雜湊運算以產生驗證資料雜湊值H'，驗證模組41再將驗證資料雜湊值H'與非集中式區塊鏈服務模組30所記錄之存證資料雜湊值H進行比對，俾將驗證資料雜湊值H'與存證資料雜湊值H之比對結果傳送並回覆至行動裝置10(用戶)。

詳言之，在第2圖之步驟S1中，由行動裝置10之NFC安全元件12儲存存證資料D與特徵值F。當行動裝置10(用戶)有存證需求時，由行動裝置10之資料存證模組11自NFC安全元件12中取得存證資料D與特徵值F。此特徵值F可為行動裝置10或NFC安全元件12之特徵值，如識別碼(ID)等。

在第2圖之步驟S2中，由資料存證模組11向存證模組21(存證作業伺服器20)請求有關存證資料D與特徵值F之存證作業。

在第2圖之步驟S3中，由存證模組21(存證作業伺服器20)將存證資料D與特徵值F依據雜湊函數進行雜湊運算以產生存證資料雜湊值H，並由非集中式區塊鏈服務模組30記錄存證資料雜湊值H，進而提供存證資料雜湊值H之區塊紀錄BL與位置紀錄AD。

上述非集中式區塊鏈服務模組30可為分散式架構，並由多台伺服器串接而成。非集中式區塊鏈服務模組30亦可具有區塊鏈資料記錄單元31與區塊鏈核心記錄單元32，區塊鏈資料記錄單元31用以儲存存證資料雜湊值H之區塊紀錄BL與位置紀錄AD，且區塊鏈核心記錄單元32用以儲存存證資料雜湊值H。惟本發明並不以為限。

在第2圖之步驟S4中，由存證模組21(存證作業伺服器20)將來自非集中式區塊鏈服務模組30之存證資料雜湊值H之區塊紀錄BL與位置紀錄AD傳送至行動裝置10之資料存證模組11，進而將存證資料雜湊值H之區塊紀錄BL與位置紀錄AD關聯於NFC安全元件12所儲存之存證資料D。

在第2圖之步驟S5中，由資料存證模組11將存證資料雜湊值H之區塊紀錄BL與位置紀錄AD儲存於NFC安全元件12中。

在第2圖之步驟S6中，當行動裝置10(用戶)有驗證需求時，由行動裝置10之資料驗證模組13取得NFC安全元件12所儲存之驗證資料D'、特徵值F、區塊紀錄BL與位置紀錄AD，且驗證資料D'相同或不同於存證資料D。

在第2圖之步驟S7中，由資料驗證模組13將驗證資料D'、特徵值F、區塊紀錄BL與位置紀錄AD傳送至驗證模組41(驗證作業伺服器40)。

在第2圖之步驟S8中，由驗證模組41(驗證作業伺服器40)依據來自NFC安全元件12之區塊紀錄BL與位置紀錄AD向非集中式區塊鏈服務模組30取得存證資料雜湊值H，進而將來自NFC安全元件12之驗證資料D'與特徵值F依據雜湊函數進行雜湊運算以產生驗證資料雜湊值H'。

在第2圖之步驟S9中，由驗證模組41(驗證作業伺服器40)將驗證資料雜湊值H'與非集中式區塊鏈服務模組30所記錄之存證資料雜湊值H進行比對，進而將驗證資料雜湊值H'與存證資料雜湊值H之比對結果傳送並回覆至行動裝置10(用戶)。例如，若比對結果為驗證資料雜湊值H'與存證資料雜湊值H相同時，則由驗證模組41(驗證作業伺服器40)回覆驗證成功予行動裝置10(用戶)；或者，若比對結果為驗證資料雜湊值H'與存證資料雜湊值H不同時，則由驗證模組41(驗證作業伺服器40)回覆驗證失敗予行動裝置10(用戶)。

綜上，本發明具NFC(近場通訊)安全元件之非集中式資料存證與驗證系統及方法可具有下列優點或技術功效：

一、本發明將行動裝置之NFC安全元件結合存證模組、驗證模組、雜湊函數運算與區塊鏈技術(非集中式區塊鏈服務模組)，可以快速且有效地達成資料之完整性記錄、存證與驗證。同時，本發明可無須以公正第三方儲存資料或相關特徵資訊，亦可無須經由公正第三方協助才能對資料進行存證或驗證。

二、本發明以雜湊函數結合非集中式區塊鏈服務為驗證基礎，當行動裝置(用戶)存在資料存證與驗證需求時，可以透過行動裝置之便利性及安全性直接與存證或驗證模組(伺服器)進行存證或驗證資料之交換。

三、本發明以行動裝置之NFC安全元件作為資料儲存載具，並將行動裝置或NFC安全元件之特徵值作為驗證資訊之一部分，可藉此綁定行動裝置或NFC安全元件所提供之存證資料之安全性。同時，本發明將使用服務之NFC安全元件直接作為驗證之一部份進行資料安全儲存，故相較於採用伺服器之資料庫進行資料儲存之方式，本發明具有簡化伺服器之資料儲存流程的好處。

四、本發明之存證資料雜湊值(區塊紀錄與位置紀錄)分別儲存於NFC安全元件與非集中式區塊鏈服務模組兩者，此存證資料雜湊值(區塊紀錄與位置紀錄)之交換於進行驗證階段實施，故進行資料驗證時無須繁複之資訊交換協定，從而提升資料驗證之速度及便利性。

五、本發明以具有不可否認特性之非集中式資料區塊鏈服務模組協助進行資料之儲存、驗證與比對，並透過非集中式區塊鏈服務取代集中化系統驗證，可以有效降低驗證服務所需之硬體負載平衡之需求。

上述實施形態僅例示性說明本發明之原理、特點及其功效，並非用以限制本發明之可實施範疇，任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施形態進行修飾與改變。任何運用本發明所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為申請專利範圍所涵蓋。因此，本發明之權利保護範圍，應如申請專利範圍所列。

Claims

一種具NFC(近場通訊)安全元件之非集中式資料存證與驗證系統，包括：具有NFC安全元件之行動裝置，係儲存存證資料與特徵值；存證模組，係將該NFC安全元件所儲存之存證資料與特徵值進行雜湊運算以產生存證資料雜湊值；非集中式區塊鏈服務模組，係記錄來自該存證模組之該存證資料雜湊值，進而提供該存證資料雜湊值之區塊紀錄與位置紀錄，俾透過該存證模組將該存證資料雜湊值之區塊紀錄與位置紀錄傳送至該行動裝置而儲存於該NFC安全元件中；以及驗證模組，係取得該NFC安全元件所儲存之驗證資料、特徵值、區塊紀錄與位置紀錄，且該驗證資料相同或不同於該存證資料，其中，該驗證模組依據來自該NFC安全元件之區塊紀錄與位置紀錄向該非集中式區塊鏈服務模組取得該存證資料雜湊值，進而將來自該NFC安全元件之驗證資料與特徵值進行雜湊運算以產生驗證資料雜湊值，該驗證模組再將該驗證資料雜湊值與該非集中式區塊鏈服務模組所記錄之該存證資料雜湊值進行比對，俾將該驗證資料雜湊值與該存證資料雜湊值之比對結果傳送至該行動裝置。
如申請專利範圍第1項所述之系統，其中，該特徵值為該行動裝置或該NFC安全元件之特徵值，而該存證模組與該驗證模組係位於同一伺服器或不同伺服器中。
如申請專利範圍第1項所述之系統，其中，該行動裝置更具有資料存證模組，當該行動裝置有存證需求時，由該資料存證模組自該NFC安全元件中取得該存證資料與該特徵值，進而向該存證模組請求有關該存證資料與該特徵值之存證作業。
如申請專利範圍第1項所述之系統，其中，該行動裝置更具有資料驗證模組，當該行動裝置有驗證需求時，由該資料驗證模組將該NFC安全元件所儲存之驗證資料、特徵值、區塊紀錄與位置紀錄傳送至該驗證模組。
如申請專利範圍第1項所述之系統，其中，若該比對結果為該驗證資料雜湊值與該存證資料雜湊值相同時，則由該驗證模組回覆驗證成功予該行動裝置，而若該比對結果為該驗證資料雜湊值與該存證資料雜湊值不同時，則由該驗證模組回覆驗證失敗予該行動裝置。
如申請專利範圍第1項所述之系統，其中，該存證模組更將該存證資料雜湊值之區塊紀錄與位置紀錄關聯於該NFC安全元件所儲存之存證資料。
如申請專利範圍第1項所述之系統，其中，該非集中式區塊鏈服務模組為分散式架構並由多台伺服器串接而成。
如申請專利範圍第1項所述之系統，其中，該非集中式區塊鏈服務模組係具有區塊鏈資料記錄單元與區塊鏈核心記錄單元，該區塊鏈資料記錄單元用以儲存該存證資料雜湊值之區塊紀錄與位置紀錄，且該區塊鏈核心記錄單元用以儲存該存證資料雜湊值。
一種具NFC(近場通訊)安全元件之非集中式資料存證與驗證方法，包括下列步驟：由行動裝置之NFC安全元件儲存存證資料與特徵值；由存證模組將該NFC安全元件所儲存之存證資料與特徵值進行雜湊運算以產生存證資料雜湊值；由非集中式區塊鏈服務模組記錄來自該存證模組之該存證資料雜湊值，進而提供該存證資料雜湊值之區塊紀錄與位置紀錄，俾透過該存證模組將該存證資料雜湊值之區塊紀錄與位置紀錄傳送至該行動裝置而儲存於該NFC安全元件中；由驗證模組取得該NFC安全元件所儲存之驗證資料、特徵值、區塊紀錄與位置紀錄，且該驗證資料相同或不同於該存證資料；以及由該驗證模組依據來自該NFC安全元件之區塊紀錄與位置紀錄向該非集中式區塊鏈服務模組取得該存證資料雜湊值，進而將來自該NFC安全元件之驗證資料與特徵值進行雜湊運算以產生驗證資料雜湊值，該驗證模組再將該驗證資料雜湊值與該非集中式區塊鏈服務模組所記錄之該存證資料雜湊值進行比對，俾將該驗證資料雜湊值與該存證資料雜湊值之比對結果傳送至該行動裝置。
如申請專利範圍第9項所述之方法，其中，該特徵值為該行動裝置或該NFC安全元件之特徵值，而該存證模組與該驗證模組係位於同一伺服器或不同伺服器中。
如申請專利範圍第9項所述之方法，更包括當該行動裝置有存證需求時，由該行動裝置之資料存證模組自該NFC安全元件中取得該存證資料與該特徵值，進而向該存證模組請求有關該存證資料與該特徵值之存證作業。
如申請專利範圍第9項所述之方法，更包括當該行動裝置有驗證需求時，由該行動裝置之資料驗證模組將該NFC安全元件所儲存之驗證資料、特徵值、區塊紀錄與位置紀錄傳送至該驗證模組。
如申請專利範圍第9項所述之方法，其中，若該比對結果為該驗證資料雜湊值與該存證資料雜湊值相同時，則由該驗證模組回覆驗證成功予該行動裝置，而若該比對結果為該驗證資料雜湊值與該存證資料雜湊值不同時，則由該驗證模組回覆驗證失敗予該行動裝置。
如申請專利範圍第9項所述之方法，更包括由該存證模組將該存證資料雜湊值之區塊紀錄與位置紀錄關聯於該NFC安全元件所儲存之存證資料。
如申請專利範圍第9項所述之方法，其中，該非集中式區塊鏈服務模組為分散式架構並由多台伺服器串接而成。
如申請專利範圍第9項所述之方法，其中，該非集中式區塊鏈服務模組係具有區塊鏈資料記錄單元與區塊鏈核心記錄單元，該區塊鏈資料記錄單元用以儲存該存證資料雜湊值之區塊紀錄與位置紀錄，且該區塊鏈核心記錄單元用以儲存該存證資料雜湊值。