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一种基于聚合签名的区块链隐私交易方法


技术摘要:
本发明公开了一种基于聚合签名的区块链隐私交易方法,区块链平台使用者向隐私交易相关参与方节点发起一笔隐私交易,随后该节点负责将隐私交易同步到所有指定的参与方节点后,在这几个节点之间进行共识,共识结束后,参数方节点在自身的隐私账本中记录下隐私交易。本发  全部
背景技术:
PBFT是Practical  Byzantine  Fault  Tolerance的缩写,意为实用拜占庭容错算 法。该算法是Miguel  Castro(卡斯特罗)和Barbara  Liskov(利斯科夫)在1999年提出来的, 解决了原始拜占庭容错算法效率不高的问题,将算法复杂度由指数级降低到多项式级,使 得拜占庭容错算法在实际系统应用中变得可行。 聚合签名的基本形式为对于一个(k,n)-聚合签名方案,假定存在一个公钥,而n个 签名者每人都拥有自己的私钥(分片)。只要其中至少k个签名者对消息进行部分签名,那么 由这k个部分签名可以导出对消息的完整签名,并且这个完整签名可以由公钥来验签。通过 聚合签名,可以安全又简单的实现原子交换。聚合签名本质是一个签名的偏移量,一旦与真 实的签名进行组合,即可计算出签名所用的私钥。聚合签名的可信度可以进行验证,同时又 无需暴露任何信息。聚合签名可以保证原子交换的原子性,又可以保证交易双方的安全。 区块链隐私交易不同于普通交易,该交易只在指定的参与方之间进行共识,不希 望暴露交易信息在全网中,一般的区块链隐私交易处理过程通过参与方节点共识交易数 据,其他非参与节点共识交易hash的方式执行隐私数据上链。这样做的问题是仍旧需要涉 及全部节点的共识参与,而且也暴露了部分交易信息,没有做到完全的隐私,同时传统PBFT 共识算法的时间复杂度为o(n2),限制了系统交易的吞吐量,不利于系统扩展。
技术实现要素:
本发明的目的是针对现有技术的不足,提出一种基于聚合签名的区块链隐私交易 方法,可以保证相关参与方的交易完全隐私化,并且能够减少传统BFT协议时间复杂度,增 加其实用性。 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种基于聚合签名的区块链隐私交 易方法,该方法包括以下步骤: S1:客户端先向隐私交易参与方中的某一节点发送交易,并在交易中增加自身的 私钥签名以及公钥证书。 S2:当该隐私交易参与方节点收到隐私交易后,检查签名正确性和公钥正确性,检 查通过后,同步该隐私交易到其本地存储的参与方列表的其他参与方节点,之后执行S3;否 则返回错误消息给客户端。 S3:该隐私交易所有的参与方节点分别用自身私钥对隐私交易hash进行聚合签 名,并将该聚合签名的签名碎片和隐私交易hash转发到隐私交易主节点。 S4:主节点收到足够多的聚合签名后,将签名碎片组合成完整签名,通过该完整签 名对隐私交易hash进行验证,验证通过后执行S5。 3 CN 111582843 A 说 明 书 2/4 页 S5:进行基于聚合签名的PBFT三阶段共识: S501:主节点将准备消息广播给参与方节点; S502:参与方节点收到主节点的准备消息后,对准备消息进行签名验证,验证通过 后对准备消息进行再一次聚合签名,参与方节点将聚合签名后的准备消息提交给主节点; S503:主节点收到足够多的准备消息的签名碎片后,将签名碎片组合成完整签名, 通过该完整签名对准备消息进行签名验证,验证通过后广播确认消息给参与方节点; S504:参与方节点收到主节点的确认消息后,对确认消息进行签名验证,验证通过 后对确认消息进行再一次聚合签名,参与方节点将聚合签名后的确认消息提交给主节点; S505:主节点收到足够多的确认消息的签名碎片后,将签名碎片组合成完整签名, 通过该完整签名对确认消息进行签名验证,验证通过后广播提交消息给参与方节点; S506:参与方节点收到主节点的提交消息后,对提交消息进行签名验证,验证通过 后执行该隐私交易,并将隐私交易存储到该节点的区块链隐私交易域中,完成本次隐私交 易。 进一步地,某个隐私交易的所有参与方节点均共享一份参与方列表,具体为:每个 参与方节点均在本地存有一份具有该隐私交易权限的相同的参与方列表。 进一步地,按顺序轮询选择参与方列表中的参与方节点。 进一步地,发起交易的客户端可以是应用软件或者浏览器,其需要一定的发起交 易权限,由指定机构发布的证书保证。 进一步地,当隐私交易主节点出现异常或者任期结束时,发起主节点迁移流程,由 该隐私交易的其他参与方节点重新选举产生新的主节点。 进一步地,主节点收到2f 1个聚合签名后,其中f为隐私交易共识参与方容错个 数,将签名进行组合并对交易hash进行验证。 本发明的有益效果是:本发明提出的基于聚合签名的区块链隐私交易方法不需要 全部节点对交易进行共识,隐私交易只需在参与方节点间进行共识,保证了交易的隐私性, 并且在共识部分采用聚合签名的方式降低了BFT算法的通信复杂度,提升了BFT协议的性 能,增加了其实用性。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明 的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据 这些附图获得其他的附图。 图1为本发明基于聚合签名的区块链隐私交易方法流程图; 图2为基于聚合签名的隐私交易主节点迁移共识过程。
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