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专利号: 2019107680776
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种面向区块链交易监管的交易记录外包方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)系统初始化;

交易记录信息的传输格式为,m是指一条交易记录,IDm是指基于交易记录m生成的区块号,HSm是指能够重构出IDm区块中MHT根节点哈希值的最小哈希值集合;交易记录信息的密文存储格式为,ComTm是交易记录m的完整密文;可信第三方TTP调用CP‑ABE法中的初始化算法计算系统公钥pk和主密钥mk;

(2)用户属性私钥生成;可信第三方TTP将监管者Bob的身份属性集合、初始化后产生的系统公钥pk和主密钥mk作为输入,然后使用CP‑ABE法的密钥生成算法为该监管者Bob生成属性私钥SKu;最后可信第三方再将该属性私钥SKu安全地发送给该用户u;

(3)离线加密;首先交易拥有者Alice确定访问策略树T并虚构一条交易记录m’,然后设置一个对称密钥k和辅助私钥R,并基于访问策略树T对交易记录m’进行加密产生交易记录密文ComTm’=;最后将完整的交易记录密文ComTm’=上传到云端进行存储;

其中,Cc为公共密文元素,即该交易拥有者后来基于同一套访问策略树T加密的所有交易记录都有密文元素Cc;Cm’为特有密文元素,因为每条交易记录的密文中都有一个特有的密文元素Cm’;

(4)离线解密;监管者使用属性私钥SKu来解密公有密文元素Cc;若该监管者的属性集合满足访问策略树T,则该监管者能够解得对称密钥k和辅助私钥R;否则,该监管者无法成功解密,返回空值null;

(5)传输交易记录数据;在有新的交易记录mi产生时,基于区块链的交易平台将该交易记录mi、所处的区块号 及其必要的最小哈希值集合 发送给相应的交易拥有者;

(6)在线加密;交易拥有者接收到新交易记录mi后,使用密文Cm’以及对称密钥k和辅助私钥R为新交易记录实时计算密文Cmi;新交易记录mi的密文在云服务器中的存储格式为

在线加密的具体过程为:

(6.1)交易拥有者Alice从云服务器端获得密文元素Cm′的成员 并使用在离线加密时设置的对称密钥k来解密 得到 其中Dk(·)是和对称加密算法Ek(·)对应的对称解密算法;

(6.2)交易拥有者Alice首先选择一个随机数△s∈Zp,并计算α·△s

△Ri=e(g,g)

然后使用△Ri更新R1′为 并加密为 如下式所示:

接着交易拥有者Alice计算下式

之后将 和 发送给云服务器;

(6.3)云服务器接收到 和 之后,为新交易记录mi计算密文元素 如下式所示:其中 取自虚拟交易记录m’的密文元素Cm′;

至此新交易记录mi的完整密文计算完成,即

(7)在线解密;监管者从云服务器中下载交易记录的特有密文元素Cmi,然后采用所解得的对称密钥k和辅助私钥R对该交易记录密文Cmi进行解密可得到交易记录mi;

(8)验证交易记录真实性;监管者首先从云端下载相应的IDmi和HSmi,然后结合步骤(7)解得的交易记录mi重构出MHT的根节点哈希值,记为hash′root;接着在区块链中查找到区块IDmi,取得其中所存储的MHT根哈希值,记为hashroot;最后判断hash′root与hashroot是否相等;

若两者相等,则说明步骤(7)解得的交易记录mi是原封不动地来自于基于区块链的交易平台的;若不相等,则说明mi不是真实的,不可作为监管的依据。

2.根据权利要求1所述的面向区块链交易监管的交易记录外包方法,其特征在于:所述步骤(3)中,使用对称密钥k和辅助私钥R对交易记录mi进行加密时,引入相应随机数,然后与对称加密机制一起来为交易记录mi产生密文Cmi。

3.根据权利要求2所述的面向区块链交易监管的交易记录外包方法,其特征在于:所述随机数为 然后按照下式计算两个随机参数R′1、R′2和一个辅助私钥RR′1和R′2是两个随机参数,R是辅助私钥;然后交易拥有者Alice随机虚构一条交易记录m’,随机选择一个对称密钥k∈GT,再根据相关监管部门设定的访问策略树T来加密m’得到其完整密文信息ComTm′=:其中Ek(·)是基于对称密钥k的对称加密算法,CPABE.Encrypt(·)是指调用传统密文策略属性基加密CP‑ABE方案中的加密算法。

4.根据权利要求1所述的面向区块链交易监管的交易记录外包方法,其特征在于:所述步骤(4)的离线解密过程中,k=CPABE.Decrypt(pk,Ck,SKu),R=CPABE.Decrypt(pk,CR,SKu);

其中,Ck=CPABE.Encrypt(T,k,pk),CR=CPABE.Encrypt(T,R,pk);

CPABE.Encrypt(·)是指调用传统密文策略属性基加密CP‑ABE方案中的加密算法。

5.根据权利要求1所述的面向区块链交易监管的交易记录外包方法,其特征在于:所述步骤(7)中在线解密的具体过程为:监管者Bob首先从云服务器下载交易记录mi的特有密文元素 然后使用从离线解密中得到的对称密钥k和辅助私钥R依次解密得到 和