TWI773161B

TWI773161B - 數位簽章私鑰驗證方法

Info

Publication number: TWI773161B
Application number: TW110107382A
Authority: TW
Inventors: 吳右任
Original assignee: 雲想科技股份有限公司
Priority date: 2021-03-02
Filing date: 2021-03-02
Publication date: 2022-08-01
Also published as: TW202236131A

Abstract

一種數位簽章私鑰驗證方法，在接收到一包括一公鑰、一私鑰、一簽署資料，及一公私鑰產生資料的驗證資料後，該伺服端根據該公鑰及該簽署資料，利用一第一雜湊演算法產生一雜湊值，並根據該雜湊值驗證該簽署資料，當驗證該簽署資料成功時，傳送該雜湊值、該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料至該區塊鏈系統。該區塊鏈系統產生一對應該區塊鏈系統且包括該雜湊值、該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料的目標區塊，並將該目標區塊加入該區塊鏈系統所對應之一區塊鏈。最後，該伺服端根據該目標區塊的該公鑰及該公私鑰產生資料，驗證該私鑰。

Description

數位簽章私鑰驗證方法

本發明是有關於一種驗證方法，特別是指一種數位簽章私鑰驗證方法。

數位簽章是一種功能類似寫在紙上的普通簽名、但是使用了公鑰加密領域的技術，以用於鑑別數位訊息的方法。

在使用上，會有一個只有本人知道的私鑰，及一個公開的公鑰，簽名的時候用私鑰，驗證簽名的時候則用公鑰。因為任何人都可以落款聲稱他就是發送者本人，因此發送者的公鑰必須向接受者信任的人（身份認證機構）來註冊。註冊後，身份認證機構傳送一數位證書至發送者。對文件簽名後，發送者把該數位證書連同文件及簽名一起發給接受者，接受者向身份認證機構求證是否真的是用發送者的私鑰簽發的文件。

然而，若身份認證機構被駭客入侵，使得身份認證機構的資料被惡意竄改，則無法保證其公正性。

因此，本發明的目的，即在提供一種能保證私鑰與所簽發文件的關聯性無法被惡意竄改的數位簽章私鑰驗證方法。

於是，本發明數位簽章私鑰驗證方法，由一伺服端、一使用端，及一區塊鏈系統來實施，該伺服端經由一通訊網路連接該使用端及該區塊鏈系統，該數位簽章私鑰驗證方法包含一步驟(A)、一步驟(B)、一步驟(C)、一步驟(D)、一步驟(E)、一步驟(F)，及一步驟(G)。

在該步驟(A)中，在接收到一來自該使用端的驗證資料後，該驗證資料包括一公鑰、一私鑰、一簽署資料，及一具有產生該公鑰及該私鑰所需參數的公私鑰產生資料，該伺服端根據該公鑰及該簽署資料，利用一第一雜湊演算法產生一雜湊值，並根據該雜湊值驗證該簽署資料。

在該步驟(B)中，當驗證該簽署資料成功時，該伺服端傳送該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料至該區塊鏈系統。

在該步驟(C)中，該區塊鏈系統根據該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料，產生一對應該區塊鏈系統且包括該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料的目標區塊。

在該步驟(D)中，該區塊鏈系統將該目標區塊加入該區塊鏈系統所對應之一區塊鏈，以產生一相關於該目標區塊的交易識別碼，並將該交易識別碼傳送至該伺服端。

在該步驟(E)中，該伺服端產生並傳送一包括該交易識別碼的資料請求至該區塊鏈系統。

在該步驟(F)中，該區塊鏈系統根據該資料請求的該交易識別碼，傳送該目標區塊的該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料至該伺服端。

在該步驟(G)中，該伺服端根據該目標區塊的該驗證資料之該公鑰及該公私鑰產生資料，驗證該驗證資料的該私鑰。

本發明的功效在於：藉由該伺服端根據該雜湊值驗證該簽署資料，以驗證該簽署資料與該私鑰的關聯性，並在驗證成功後，傳送該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料至該區塊鏈系統，並再次驗證該區塊鏈系統的該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料，以確保傳送至該區塊鏈系統的途中資料並未遭到竄改，當驗證驗證成功時，即表示該私鑰與該簽署資料的關聯性並未遭到竄改，且基於區塊鏈的特性，該私鑰與該簽署資料的關聯性無法被惡意竄改。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1，示例說明用來實施本發明數位簽章私鑰驗證方法之一實施例的一伺服端11、一使用端12，及一區塊鏈系統13。

該伺服端11經由一通訊網路100連接該使用端12及該區塊鏈系統13，該伺服端11例如為一個人電腦、一筆記型電腦、一伺服器電腦，或一雲端伺服器。該使用端12儲存一簽名資料，該簽名資料包括一相關於一簽署人的簽署人影像、一相關於該簽署人之簽署過程的簽署影片、一相關於該簽署人之簽名的簽名影像，及一相關於該簽署人之簽名的簽名手寫軌跡之其中至少一者，該使用端12例如為一個人電腦、一筆記型電腦、一平板電腦，或一智慧型手機，該通訊網路100例如為網際網路(Internet)，但不以此為限。

參閱圖1、2，以下將藉由本發明數位簽章私鑰驗證方法之該實施例來說明該伺服端11、該使用端12，及該區塊鏈系統13各元件的運作細節，並包含下列步驟。

在步驟21中，該使用端12根據一預定值及多個隨機鍵(Key)值，獲得該公鑰、該私鑰，及一具有產生該公鑰及該私鑰所需參數公私鑰產生資料。值得注意的是，在本實施例中，該預定值為一人臉特徵值、一一次性密碼(One Time Password, OTP)，及一相關於一文件的文件雜湊值之其中一者，但不以此為限。

搭配參閱圖3，步驟21包括子步驟211~213，以下說明步驟21所包括的子步驟。

在步驟211中，該使用端12根據該預定值及該等隨機鍵值，利用一第二雜湊演算法，獲得多個分別對應該等隨機鍵值的摘要（Digest）值。值得注意的是，在本實施例中，該第二雜湊演算法例如為雜湊運算訊息認證碼(Hash-based Message Authentication Code, HMAC)演算法，但不以此為限。

在步驟212中，該使用端12串接該等摘要值，以獲得一串接值。值得注意的是，在本實施例中該串接值長度例如為128位元，在其他實施方式中，亦可為256位元，不以此為限。

在步驟213中，該使用端12根據該串接值獲得該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料。

詳細而言，該使用端12根據一第一質數 p及一相異於該第一質數的第二質數 q，獲得一乘積值

，其中

，

，若該串接值與該乘積值

互質，則該串接值為該私鑰 d，若該串接值與該乘積值

不互質時，則慢慢增加該串接值直到該串接值與該乘積值

互質(例如每次該串接值增加1，直到該串接值與該乘積值

互質)，以將與該乘積值

互質的值作為該私鑰 d，且該公鑰 e以下式獲得： d× e≡1 (mod ( p-1)( q-1))，其中， d為該私鑰， e為該公鑰，該公鑰 e與該乘積值

互質，且該公鑰 e小於該乘積值

，該公私鑰產生資料包括該第一質數 p、該第二質數 q，及該乘積值

。

在步驟22中，該使用端12根據該簽名資料，利用一第一雜湊演算法產生一驗證碼。值得注意的是，在本實施例中，該第一雜湊演算法例如為安全雜湊演算法(Secure Hash Algorithm, SHA），但不以此為限。

在步驟23中，該使用端12利用該私鑰將該簽名資料、該驗證碼，及一相關於該公鑰及該私鑰的有效期限的短憑證加密，以產生一加密且具有該簽名資料、該驗證碼及短該憑證的簽署資料。

在步驟24中，該使用端12根據該公鑰、該私鑰、該公私鑰產生資料，及該簽署資料，產生並傳送一驗證資料至該伺服端11，該驗證資料包括該公鑰、該私鑰、該簽署資料，及該公私鑰產生資料。

在步驟25中，該伺服端11根據該公鑰及該簽署資料，利用該第一雜湊演算法產生一雜湊值。

在步驟26中，該伺服端11根據該雜湊值驗證該簽署資料。當驗證該簽署資料失敗時，流程進行步驟27；而當驗證該簽署資料成功時，流程進行步驟28。

搭配參閱圖4，步驟26包括子步驟261~263，以下說明步驟26所包括的子步驟。

在步驟261中，該伺服端11利用該公鑰解密該簽署資料，以獲得該驗證碼及該簽名資料。

在步驟262中，該伺服端11根據該簽名資料，利用該第一雜湊演算法產生該雜湊值。

在步驟263中，該伺服端11判斷該雜湊值是否等於該驗證碼，以驗證該簽署資料。當判斷出該雜湊值不等於該驗證碼時，表示驗證失敗，流程進行步驟27；而當判斷出該雜湊值等於該驗證碼時，表示驗證成功，流程進行步驟28。

在步驟27中，該伺服端11產生並傳送一錯誤訊息至該使用端12。

在步驟28中，該伺服端11傳送該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料至該區塊鏈系統13。

在步驟29中，該區塊鏈系統13根據該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料，產生一對應該區塊鏈系統13且包括該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料的目標區塊。

在步驟30中，該區塊鏈系統13將該目標區塊加入該區塊鏈系統13所對應之一區塊鏈，以產生一相關於該目標區塊的交易識別碼及一紀錄該目標區塊加入該區塊鏈時間的時戳(time stamp)，並將該交易識別碼及該時戳傳送至該伺服端11。值得注意的是，在本實施例中，該時戳可表示該簽署資料已在該時戳的時間公證，該短憑證會在短時間失效以確保該簽署資料僅在該時戳附近的時間使用，以使得該私鑰只使用於該簽署資料，在其他實施方式中，該區塊鏈系統13可僅產生並傳送該交易識別碼至該伺服端11，不以此為限。

在步驟31中，該伺服端11產生並傳送一包括該交易識別碼的資料請求至該區塊鏈系統13。

在步驟32中，該區塊鏈系統13根據該資料請求的該交易識別碼，傳送該目標區塊的該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料至該伺服端11。

在步驟33中，該伺服端11根據該目標區塊的該驗證資料之該公鑰及該公私鑰產生資料，驗證該驗證資料的該私鑰，以驗證該驗證資料的該私鑰是否是由步驟21的該預定值及該等隨機鍵值所產生。當驗證該驗證資料的該私鑰失敗時，流程進行步驟27；而當驗證該驗證資料的該私鑰成功時，流程結束。

搭配參閱圖5，步驟33包括子步驟331~332，以下說明步驟25所包括的子步驟。

在步驟331中，該伺服端11根據該公私鑰產生資料及該公鑰產生一驗證私鑰。

詳細而言，該伺服端11根據該公私鑰產生資料的該第一質數 p及該第二質數 q，與該公鑰 e，計算出該驗證私鑰 d’。

在步驟332中，該伺服端11判斷該驗證私鑰是否等於該私鑰，以驗證該私鑰。當判斷出該驗證私鑰不等於該私鑰時，表示該驗證資料的該私鑰不是由步驟21的該預定值及該等隨機鍵值所產生，驗證失敗，流程進行步驟26；而當判斷出該驗證私鑰等於該私鑰時，表示該驗證資料的該私鑰是由步驟21的該預定值及該等隨機鍵值所產生，驗證成功，流程結束。

綜上所述，本發明數位簽章私鑰驗證方法，藉由該伺服端11根據該雜湊值驗證該簽署資料，以驗證該簽署資料與該私鑰的關聯性，並在驗證成功後，傳送該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料至該區塊鏈系統13，該區塊鏈系統13產生包括該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料的該目標區塊，並將該目標區塊加入該區塊鏈系統13所對應之該區塊鏈，該伺服端11從該區塊鏈系統13獲得並驗證該目標區塊的該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料，以確保傳送至該區塊鏈系統13的途中資料並未遭到竄改，當驗證驗證成功時，即表示該私鑰與該簽署資料的關聯性並未遭到竄改，且基於區塊鏈的特性，該私鑰與該簽署資料的關聯性無法被惡意竄改，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

11:伺服端 12:使用端 13:區塊鏈系統 100:通訊網路 21~33:步驟 211~213:步驟 261~263:步驟 331~332:步驟

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊圖，說明用以實施本發明數位簽章私鑰驗證方法的一實施例的一伺服端、一使用端，及一區塊鏈系統之連接關係；圖2是一流程圖，說明本發明數位簽章私鑰驗證方法的該實施例；圖3是一流程圖，輔助說明圖2之步驟21所包括的子步驟；圖4是一流程圖，輔助說明圖2之步驟25所包括的子步驟；及圖5是一流程圖，輔助說明圖2之步驟32所包括的子步驟。

21~33:步驟

Claims

一種數位簽章私鑰驗證方法，由一伺服端、一使用端，及一區塊鏈系統來實施，該伺服端經由一通訊網路連接該使用端及該區塊鏈系統，該數位簽章私鑰驗證方法包含以下步驟：(A)藉由該使用端，根據一預定值及多個隨機鍵值，獲得一公鑰、一私鑰，及一具有產生該公鑰及該私鑰所需參數的公私鑰產生資料；(B)藉由該使用端，根據一簽名資料，利用一第一雜湊演算法產生一驗證碼；(C)藉由該使用端，利用該私鑰將該簽名資料及該驗證碼加密，以產生一具有該簽名資料及該驗證碼的簽署資料；(D)藉由該使用端，根據該公鑰、該私鑰、該公私鑰產生資料，及該簽署資料，產生並傳送一具有該驗證碼及該簽名資料的驗證資料至該伺服端；(E)藉由該伺服端，在接收到來自該使用端的該驗證資料後，該驗證資料包括該公鑰、該私鑰、該簽署資料，及該公私鑰產生資料，根據該公鑰及該簽署資料，利用該第一雜湊演算法產生一雜湊值，並根據該雜湊值驗證該簽署資料；(F)藉由該伺服端，當驗證該簽署資料成功時，傳送該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料至該區塊鏈系統； (G)藉由該區塊鏈系統，根據該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料，產生一對應該區塊鏈系統且包括該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料的目標區塊；(H)藉由該區塊鏈系統，將該目標區塊加入該區塊鏈系統所對應之一區塊鏈，以產生一相關於該目標區塊的交易識別碼，並將該交易識別碼傳送至該伺服端；(I)藉由該伺服端，產生並傳送一包括該交易識別碼的資料請求至該區塊鏈系統；(J)藉由該區塊鏈系統，根據該資料請求的該交易識別碼，傳送該目標區塊的該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料至該伺服端；及(K)藉由該伺服端，根據該目標區塊的該驗證資料之該公鑰及該公私鑰產生資料，驗證該驗證資料的該私鑰。
如請求項1所述的數位簽章私鑰驗證方法，其中，步驟(H)包括以下子步驟：(A-1)藉由該使用端，根據該預定值及該等隨機鍵值，利用一第二雜湊演算法，獲得多個分別對應該等隨機鍵值的摘要值；(A-2)藉由該使用端，串接該等摘要值，以獲得一串接值；及(A-3)藉由該使用端，根據該串接值獲得該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料。
如請求項2所述的數位簽章私鑰驗證方法，其中，在步驟 (E)中，該第一雜湊演算法為安全雜湊演算法，在步驟(A-1)中，該第二雜湊演算法為雜湊運算訊息認證碼演算法。
如請求項2所述的數位簽章私鑰驗證方法，其中，在步驟(D)及步驟(E)中，該簽署資料還具有一文件，在步驟(A-1)中，該預定值為一人臉特徵值、一一次性密碼，及一關於該文件的文件雜湊值之其中一者。
如請求項2所述的數位簽章私鑰驗證方法，其中，在步驟(A-3)中該使用端根據一第一質數p及一相異於該第一質數的第二質數q獲得一乘積值φ(N)，其中φ(N)=(p-1)(q-1)，N=pq，若該串接值與該乘積值φ(N)不互質時，則增加該串接值直到該串接值與該乘積值φ(N)互質，且該公鑰e以下式獲得：d×e≡1(mod(p-1)(q-1))，其中，d為該私鑰，e為該公鑰，該公鑰e與該乘積值φ(N)互質，且該公鑰e小於該乘積值φ(N)，該公私鑰產生資料包括該第一質數p、該第二質數q，及該乘積值φ(N)。
如請求項1所述的數位簽章私鑰驗證方法，其中，在步驟(B)中，該簽名資料包括一相關於一簽署人的簽署人影像、一相關於該簽署人之簽署過程的簽署影片、一相關於該簽署人之簽名的簽名影像，及一相關於該簽署人之簽名的簽名手寫軌跡之其中至少一者。
如請求項2所述的數位簽章私鑰驗證方法，其中，在步驟(C)中，該使用端還將一相關於該公鑰及該私鑰的有效期限的短憑證加密，該簽署資料還具有該短憑證，在步驟(H)中，該區塊鏈系統還產生一紀錄該目標區塊加入該區塊鏈時間的時戳，且還將該時戳傳送至該伺服端。
一種數位簽章私鑰驗證方法，由一伺服端、一使用端，及一區塊鏈系統來實施，該伺服端經由一通訊網路連接該使用端及該區塊鏈系統，該數位簽章私鑰驗證方法包含以下步驟：(A)藉由該伺服端，在接收到一來自該使用端的驗證資料後，該驗證資料包括一公鑰、一私鑰、一簽署資料，及一具有產生該公鑰及該私鑰所需參數的公私鑰產生資料，根據該公鑰及該簽署資料，利用一第一雜湊演算法產生一雜湊值，並根據該雜湊值驗證該簽署資料，步驟(A)包括以下子步驟：(A-1)利用該公鑰解密該簽署資料，以獲得該驗證碼及該簽名資料，(A-2)根據該簽名資料，利用該第一雜湊演算法產生該雜湊值，及(A-3)判斷該雜湊值是否等於該驗證碼，以驗證該簽署資料；(B)藉由該伺服端，當驗證該簽署資料成功時，傳送該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料至該區塊鏈系統；(C)藉由該區塊鏈系統，根據該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料，產生一對應該區塊鏈系統且包括該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料的目標區塊；(D)藉由該區塊鏈系統，將該目標區塊加入該區塊鏈系統所對應之一區塊鏈，以產生一相關於該目標區塊的交易識別碼，並將該交易識別碼傳送至該伺服端；(E)藉由該伺服端，產生並傳送一包括該交易識別碼的資料請求至該區塊鏈系統；(F)藉由該區塊鏈系統，根據該資料請求的該交易識別碼，傳送該目標區塊的該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料至該伺服端；及(G)藉由該伺服端，根據該目標區塊的該驗證資料之該公鑰及該公私鑰產生資料，驗證該驗證資料的該私鑰。
一種數位簽章私鑰驗證方法，由一伺服端、一使用端，及一區塊鏈系統來實施，該伺服端經由一通訊網路連接該使用端及該區塊鏈系統，該數位簽章私鑰驗證方法包含以下步驟：(A)藉由該伺服端，在接收到一來自該使用端的驗證資料後，該驗證資料包括一公鑰、一私鑰、一簽署資料，及一具有產生該公鑰及該私鑰所需參數的公私鑰產生資料，根據該公鑰及該簽署資料，利用一第一雜湊演算法產生一雜湊值，並根據該雜湊值驗證該簽署資料；(B)藉由該伺服端，當驗證該簽署資料成功時，傳送該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料至該區塊鏈系統； (C)藉由該區塊鏈系統，根據該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料，產生一對應該區塊鏈系統且包括該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料的目標區塊；(D)藉由該區塊鏈系統，將該目標區塊加入該區塊鏈系統所對應之一區塊鏈，以產生一相關於該目標區塊的交易識別碼，並將該交易識別碼傳送至該伺服端；(E)藉由該伺服端，產生並傳送一包括該交易識別碼的資料請求至該區塊鏈系統；(F)藉由該區塊鏈系統，根據該資料請求的該交易識別碼，傳送該目標區塊的該雜湊值及該驗證資料的該公鑰、該私鑰，及該公私鑰產生資料至該伺服端；及(G)藉由該伺服端，根據該目標區塊的該驗證資料之該公鑰及該公私鑰產生資料，驗證該驗證資料的該私鑰，步驟(G)包括以下子步驟：(G-1)藉由該伺服端，根據該公私鑰產生資料及該公鑰產生一驗證私鑰，及(G-2)藉由該伺服端，判斷該驗證私鑰是否等於該私鑰，以驗證該私鑰。