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专利号: 2024118040524
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于双区块链的元宇宙跨场景匿名无缝身份认证方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、注册中心初始化;

S2、将场景服务器在注册中心注册获得的各场景服务器的数字凭证上传到注册区块链;

S3、将用户使用连接元宇宙的智能设备在注册中心注册获得的用户的数字凭证上传到注册区块链;

S4、用户通过智能设备向场景服务器发送携带用户在元宇宙中的化身信息的登录请求,场景服务器中不存在用户在该场景服务器中的化身身份时,根据化身信息新建一个用户在该场景服务器中的化身身份并将其上传到数据交互区块链;

S5、用户跨场景服务器认证:

目标场景服务器SSm收到用户的跨域请求后通过注册区块链获得用户的数字凭证;

用户的数字凭证通过验证后,当前场景服务器SSn通过注册区块链获得SSm的数字凭证;

SSm的数字凭证通过验证后,SSm通过注册区块链获得SSn的数字凭证;

SSn的数字凭证通过验证后,SSn与SSm建立安全连接,将数据交互区块链中用户在SSn中的化身身份对应的化身信息发送给SSm,SSm在其存在用户在SSm中的化身身份时提取该化身身份,不存在时根据对应的化身信息新建一个用户在SSm中的化身身份并将其上传到数据交互区块链;

SSm根据用户的数字凭证、SSm的数字凭证、用户在SSm中的化身身份三者计算会话密钥,再根据所述三者和会话密钥计算通信信息摘要;智能设备对所述通信信息摘要进行验证,完成跨场景身份认证。

2.根据权利要求1所述的一种基于双区块链的元宇宙跨场景匿名无缝身份认证方法,其特征在于,步骤S1具体为:注册中心RC选择 作为其私钥,并计算公钥PubRC=k·Q;

其中,初始化阶段使用的是全局公共参数{E,p,q,G,Q,H},其中E是在非奇异有限域Fp上的

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椭圆曲线,E:y=x+ax+b(mod p),p和q是两个大素数;G是由椭圆曲线E上的点和无穷远点O* l组成的椭圆曲线加法群,其阶为q,Q是G群的生成元;H是将{0,1} 映射到{0,1}的抗碰撞单向哈希函数。

3.根据权利要求2所述的一种基于双区块链的元宇宙跨场景匿名无缝身份认证方法,其特征在于,步骤S2包括以下子步骤:S2.1、场景服务器SSn使用唯一身份码IDSSn,选择 作为其私钥,计算场景服务器SSn的公钥为 然后将注册请求信息 通过安全信道发送给注册中心RC;其中,IDSSn是场景服务器唯一身份码;

S2.2、注册中心RC收到注册请求信息后,在注册区块链中和注册中心的数据库中检查IDSSn的存在性和唯一性,如果IDSSn存在或不唯一,则终止场景服务器注册,否则注册中心RC计算数字凭证 ||表示连接操作,利用交易在注册区块链中生成注册块索引 最后注册中心RC计算信息摘要并将 通过安全信道发送给场景服务器SSn,场景服务器SSn在注册中心RC成功注册;

S2.3、场景服务器SSn计算 验证 是否

成立,如果成立就终止过程,否则场景服务器SSn计算密文 并将{D1}存储在其数据库中, 存储在安全存储器中, 为异或运算。

4.根据权利要求3所述的一种基于双区块链的元宇宙跨场景匿名无缝身份认证方法,其特征在于,步骤S3包括以下子步骤:S3.1、用户Ui在连接元宇宙的智能设备输入唯一用户账号 密码PWi、生物信息Bioi,设备中的模糊提取器对用户的生物信息进行加密(δi,τi)=Gen(Bioi),其中δi为模糊提取器产生的加密数值,τi为辅助参数,Gen()为模糊提取器,同时选择 作为私钥,作为秘密数值,计算用户公钥 用户身份 将注册信息 通过安全信道发送给注册中心RC;

S3.2、注册中心RC收到用户Ui的注册信息后,检查用户Ui的DIDi在注册中心RC数据库和注册区块链上的唯一性,如果DIDi存在或不唯一,则终止用户注册,否则注册中心RC计算数字凭证 之后利用交易在注册区块链中生成注册块 并保存在注册中心RC数据库中,接着计算信息摘要并将 通过安全信道发送给用户Ui;

S3.3、用户Ui计算 验证 是否成立,如果

不成 立 则终 止 用户 注 册,否 则用 户U i 计算 密 文为异或运算,计算信息摘

要 并将{D3,D4,D5,D6}存储在智能设备的数据库中,{bi}保存在安全存储器中。

5.根据权利要求4所述的一种基于双区块链的元宇宙跨场景匿名无缝身份认证方法,其特征在于,步骤S4包括以下子步骤:S4.1、用户Ui在接入元宇宙的智能设备中输入 PWi、Bioi,计算δi=Rep(Bioi,τi),验证 是否成立,如果不成立就过程终止程序,否则选择随机数 作为临时秘钥,时间戳T1,计算临时公钥C1=n1·Q,场景服务器的临时对称密钥用户公钥 如果在智能设备中有保存当前场景服务器的化身身份,就提取化身身份,没有保存当前场景服务器的化身身份则选择一个新的用户化身Avati,计算通信摘要 通过临时对称密钥C2对重要信息加密产生通信密文 其中

Infoi是用户在元宇宙中的化身信息,用户使用智能设备将{C1,EN1,T1}通过公开信道发送给场景服务器SSn;该化身信息为用户个性化化身信息;

S4.2、场景服务器SSn在接收到用户Ui的登录请求后,先验证时间戳 是否成立,保证数据的新鲜,如果不成立就返回执行步骤S4.1,否则计算 通过计算出的临时对称密钥 解密通信密文获得计算通信摘要 验证 是否成立,

如果不成立就终止程序,否则,场景服务器SSn就通过 在其数据库和注册区块链中检索出交易,验证数字凭证 是否成立,如果不成立就终止过程,否则就保存用户在元宇宙中的个性化化身信息Infoi,并根据用户的DIDi检索数据库中是否存在用户在场景服务器SSn的化身身份 是则提取化身,否则就新建一个化身,计算 将 作为交易记录上传到数据交互区块链并产生数据交互区块索引 之后选择随机数 作为其临时秘钥,时间戳T2,计算其临时公钥C3=n2·Q,临时对称密钥 计算用户Ui和场景服务器SSn之间的会话密钥通信信息摘要 通

过临时对称密钥C4将信息{C3,EN2,T2}通过公共信息发送给用户的智能设备;EN2为通信密文;

S4.3、用户Ui收到响应信息后先验证时间戳 是否成立,以保证数据的新鲜,如果不成立就丢弃,否则计算 通过计算出的临时对称密钥 解密通信密文获得 用户的智能设备通过注册块索引 在区块链中检索出交易,验证SSn的数字凭证

是否成立,如果不成立就终止过程,否则就计算用户Ui和场景服务器SSn之间的是数据交互区块索引, 是用户在场景服务器中的化身身份, 是注册块索引, 是场景服务器唯一身份码;验证 是否成立,如果不成立就终止程序,否则完成身份认证和密钥交换。

6.根据权利要求1所述的一种基于双区块链的元宇宙跨场景匿名无缝身份认证方法,其特征在于,步骤S5包括以下子步骤:S5.1、用户Ui从当前的元宇宙场景服务切换到另一个服务时,向目标场景服务器SSm发送跨域请求,选择随机数 作为其临时秘钥,时间戳T3,计算临时公钥C5=n3·Q,临时对称密钥 通信信息摘要 通过临时对称密钥C6对重要信息加密产生通信密文:

用户使用智能设备将通信密文通过公共信

道发送给目标场景服务器SSm;

S5.2、目标场景服务器SSm在收到用户Ui的跨域请求时,先验证时间戳 是否成立,以保证数据的新鲜,如果不成立就丢弃,否则,计算 其中,am是目标场景服务器SSm的私钥,通过计算出的临时对称密钥 解密通信密文获得通信信息摘要

验证 是否成立,如果不成立

就终止程序,否则,目标场景服务器SSm通过 在数据库和注册区块链中检索出交易,根据用户的DIDi在数据库中检索用户在目标场景服务器SSm的化身身份 并与场景服务器SSn进行认证获取用户在元宇宙中的个性化化身信息Infoi;

S5.3、目标场景服务器SSm解密出自己在注册区块链上的注册块索引是保存在目标场景服务器中的加密信息;选择随机数

作为其临时秘钥,时间戳T4,计算临时公钥C7=n4·Q,临时对称密钥通信信息摘要 使用临时

对称密钥C8对重要信息加密产生通信密文 将信息

{C7,EN4,T4}通过公共信道发送给场景服务器SSn;

S5.4、场景服务器SSn在收到目标场景服务器SSm的认证请求后,先验证时间戳是否成立,以保证数据的新鲜,如果不成立就终止程序,否则计算通过计算出的临时对称密钥 解密通信密文获得

验证 是否成立,如果不成立就终止程序,否则,场景服务器SSn通过目标场景服务器SSm的注册块索引 在注册区块链中检索出交易,验证目标场景服务器SSm的数字凭证 是否成立,如果不成立就终止过程,否则就计算出场景服务器SSn的注册块索引 选择随机数 作为其临时秘钥,时间戳T5,计算临时公钥C9=n5·Q,临时对称密钥场景服务器SSn和目标场景服务器SSm之间的会话密钥通信信息摘要 通过

临时对称密钥C10对重要信息加密产生通信密文 将信息{C9,EN5,T5}通过公共信道发送给目标场景服务器SSm;

S5.5、目标场景服务器SSm在收到场景服务器SSn的响应后,先验证时间戳是否成立,以保证数据的新鲜,如果不成立就终止程序,否则计算对称密钥通过计算出的临时对称密钥 解密通信密文获得通过场景服务器SSn的注册块索引 在注册区块链上检索出交易,验证场景服务器SSn的数字凭证 是否成立,如果不成立就终止程序,否则计算目标场景服务器SSm和场景服务器SSn之间的会话密钥验证 是否成立,如果不成立就终止程序,成立则完成目标场景服务器SSm和场景服务器SSn之间的身份认证并建立安全连接,根据 将用户Ui在场景服务器SSn中的个性化信息Infoi安全地传送给目标场景服务器SSm,S5.6、目标场景服务器SSm成功获得用户Ui的个性化化身信息后,根据用户的DIDi检索其数据库中是否存在用户在目标场景服务器SSm中的化身身份 如果有则提取化身身份 如果没有就新建化身身份将 作为交易记录上

传到数据交互区块链并产生数据交互区块索引 之后选择随机数 作为临时密钥,时间戳T6,计算临时公钥C11=n6·Q,临时对称密钥 计算目标场景服务器SSm和用户Ui之间的会话密钥通信摘要

通过临时对称密钥C12对重要信息加密产生通信密文

将信息{C11,EN6,T6}通过公共信息发送给用户的智能设备;

S5.7、用户Ui收到信息{C11,EN6,T6}后先验证时间戳 是否成立,以保证数据的新鲜,如果不成立就终止程序,否则计算 通过计算出的临时对称密钥解密通信密文获得 用户的智能设备通过目标场景服务器SSm的注册块索引 在注册区块链中检索出交易,验证目标场景服务器SSm的数字凭证 是否成立,如果不成立就终止程序,否则计算用户和目标场景服务器SSm之间的会话密钥验证 是否成立,如果不成立就终止过程,否则用户就完成跨场景服务器的身份认证和密钥交换。