CN107094077A - 一种不限制签名算法的许可链账户*** - Google Patents

一种不限制签名算法的许可链账户*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种不限制签名算法的许可链账户***，该***舍弃去中心化的哈希地址生成算法，改用有权限的分配生成方法，以解耦账户地址和账户公钥的密码学对应关系，***定义几种签名算法，每个用户可以从中选择适合自己的算法。

Description

一种不限制签名算法的许可链账户***
技术领域
本发明涉及区块链模型中账户地址、公私钥生成和签名算法等相关的领域，改进了原有区块链模型中***需使用固定的签名算法和地址生成算法的问题。
背景技术
区块链是一种新的分布式技术，由一个个顺序排列而成的交易组成块，再由一个个顺序排列而成的块组成链，每个块包含一个自增的高度作为编号，还有一个时间戳用于记载打包时间。用户数据的安全性依赖公私钥体系，只有用户私钥签名的交易才是合法的交易，故他人无法代为发起，且每个交易只存在唯一哈希，以确保无法重复发起。同时为了去中心化地生成唯一的用户地址，需要对用户公钥进行哈希。
公有链是指没有准入机制，全世界任何人都可以根据公开协议，生成合法账户，参与读取，发送交易，交易确认，甚至参与共识的区块链。
许可链是指节点和用户有准入机制的区块链，由若干个机构组成共同体，每个机构都运行着一个节点，为了使每个区块生效需要获得其中多数机构的确认。区块链上用户的身份也经过审核，大多为实名制，与现实世界的身份关系对应。
目前的公有链协议中事先规定了使用的公私钥生成算法、地址生成算法、以及私钥签名算法。用户在本地客户端按照这些算法，依次进行如下运算，1：生成随机的私钥；2：由私钥推导出公钥；3：由公钥计算出地址，4：使用该地址生成交易，5：使用私钥签名该交易，6：广播该签名后的交易。节点在接收到用户的交易后，依次进行如下运算，1：从签名推导出公钥；2：用公钥验证签名；3：用公钥推导出地址；4：用推导出的地址验证是否和发送者地址一致，如果都验证通过则为合法签名交易。
这些算法的流程导致了***运行之前就需要选定密码学算法和参数，但密码学算法是个博大精深的领域，一个固定的签名算法不能满足不同***的特殊需求，甚至不同的用户都需要使用不同的算法和参数，而且例如SM2之类的签名算法生成的签名恢复不出公钥，因此区块链需要灵活配置的密码学算法账户模型。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种不限制签名算法的许可链账户***。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种不限制签名算法的许可链账户***，包含多个数字签名算法，并分配编号S1、S2、……、Si，还包含许可链***的用户注册规则，包含如下内容：
用户账户数据users，结构为map(账户地址addr＝>[公钥pk，算法编号Si])
注册函数，包含参数：公钥pk、算法编号Si。
修改函数，包含参数：新公钥pk’、新算法编号Si’、新私钥对数字0的签名sign’。
账户的注册方法如下：
(1)在创世块中为用户注册规则，生成调用地址addr_regi,许可链从创世块启动，并准备接受用户的注册交易和普通交易。
(2)用户选择***规定的几种算法之一的Si,根据算法生成私钥sk和公钥pk。
(3)用户调用注册规则的注册函数，传入参数：公钥pk、算法编号Si，并生成交易tx0，其中交易的来源地址为空，目标地址为addr_regi，然后用私钥sk生成签名sign0，并广播。
(4)出块节点接收到目标地址为addr_regi的用户注册交易tx0后，如果验证通过，则为用户分配唯一性地址addr，并将公钥pk和算法编号Si加入users中。验证条件如下：
条件1:公钥pk和算法编号Si的组合不在users中。
条件2:使用算法编号Si和公钥pk验证签名sign0合法。
进一步的，所述***的账户交易发送方法如下：
(1)用户监听到许可链***的变更，得知自己的注册交易通过后，既可以使用addr发起后续的普通交易，并可以看到其他用户的地址。
(2)如果账户A(地址addr_a)想向账户B(地址addr_b)发起交易tx1，需给交易设定来源地址为addr_a，目标地址为addr_b，附属交易数据，并用用户A注册时选择的算法Sa和私钥ska对交易生成签名sign1，并广播。
(3)出块节点收到目标地址为普通账户地址的交易tx1后，如果验证通过，则为合法交易，执行交易。验证条件如下：
条件1:来源地址addr_a和目标地址addr_b均在users中。
条件2:读取addr_a对应的用户公钥pka和签名算法编号Sa，验证tx1的签名sign1合法。
进一步的，所述***的账户修改方法如下
(1)用户如果需要修改自己的签名算法或者公钥，可以选择新的算法Si’,生成新私钥sk’和新公钥pk’，并用sk’对数字0签名后生成sign’。
(2)然后调用注册规则的修改函数，传入参数：新公钥pk’、新算法编号Si’，新签名sign’,并生成交易tx2，其中交易的来源地址为addr，目标地址为addr_regi，然后用老私钥sk生成签名sign2，并广播。
(3)出块节点接收到目标地址为addr_regi的用户修改交易tx2后，如果验证通过，则在users中将用户的公钥pk和算法编号Si，替换为新公钥pk’和新算法编号Si’。验证条件如下：
条件1：验证该交易发起者在users中。
条件2：使用users中的算法编号Si，通过公钥pk验证签名sign2合法。
条件3：使用交易中的算法编号Si’,用pk’验证对数字0的签名sign’合法。
本发明的有益效果在于：本发明舍弃了去中心化的哈希地址生成算法，解耦了账户地址和账户公钥的密码学对应关系，使用户可以灵活选择公私钥生成算法和私钥签名算法，例如RSA、ECC、Elgamal、SM2等非对称加密体系，或者在同一体系内采用不同的参数。
具体实施方式
一种不限制签名算法的许可链账户***，所述***包含多个数字签名算法，并分配编号S1、S2、……、Si，例如RSA、ECC、Elgamal、SM2等体系，以及对应的不同参数。还包括许可链***的用户注册规则，包含如下内容：
用户账户数据users，结构为map(账户地址addr＝>[公钥pk，算法编号Si])
注册函数，包含参数：公钥pk、算法编号Si。
修改函数，包含参数：新公钥pk’、新算法编号Si’、新私钥对数字0的签名sign’。
本发明不限定用户注册规则的实现方式，可以使用VM上的智能合约，也可以在许可链底层直接使用原生代码实现。
账户的注册方法如下：
(1)在创世块中为用户注册规则，生成调用地址addr_regi,许可链从创世块启动，并准备接受用户的注册交易和普通交易。
(2)用户选择***规定的几种算法之一的Si,根据算法生成私钥sk和公钥pk。
(3)用户调用注册规则的注册函数，传入参数：公钥pk、算法编号Si，并生成交易tx0，其中交易的来源地址为空，目标地址为addr_regi，然后用私钥sk生成签名sign0，并广播。
(4)出块节点接收到目标地址为addr_regi的用户注册交易tx0后，如果验证通过，则为用户分配唯一性地址addr，并将公钥pk和算法编号Si加入users中。验证条件如下：
条件1:公钥pk和算法编号Si的组合不在users中。
条件2:使用算法编号Si和公钥pk验证签名sign0合法。
本发明不限定地址addr的生成方法，可以采用不重复的字符串或简单采用自增的数字编号等。
所述***的账户交易发送方法如下：
(1)用户监听到许可链***的变更，得知自己的注册交易通过后，既可以使用addr发起后续的普通交易，并可以看到其他用户的地址。
(2)如果账户A(地址addr_a)想向账户B(地址addr_b)发起交易tx1，需给交易设定来源地址为addr_a，目标地址为addr_b，附属交易数据，并用用户A注册时选择的算法Sa和私钥ska对交易生成签名sign1，并广播。
(3)出块节点收到目标地址为普通账户地址的交易tx1后，如果验证通过，则为合法交易，执行交易。验证条件如下：
条件1:来源地址addr_a和目标地址addr_b均在users中。
条件2:读取addr_a对应的用户公钥pka和签名算法编号Sa，验证tx1的签名sign1合法。
所述***的账户修改方法如下：
(1)用户如果需要修改自己的签名算法或者公钥，可以选择新的算法Si’,生成新私钥sk’和新公钥pk’，并用sk’对数字0签名后生成sign’。
(2)然后调用注册规则的修改函数，传入参数：新公钥pk’、新算法编号Si’，新签名sign’,并生成交易tx2，其中交易的来源地址为addr，目标地址为addr_regi，然后用老私钥sk生成签名sign2，并广播。
(3)出块节点接收到目标地址为addr_regi的用户修改交易tx2后，如果验证通过，则在users中将用户的公钥pk和算法编号Si，替换为新公钥pk’和新算法编号Si’。验证条件如下：
条件1：验证该交易发起者在users中。
条件2：使用users中的算法编号Si，通过公钥pk验证签名sign2合法。
条件3：使用交易中的算法编号Si’,用pk’验证对数字0的签名sign’合法。

Claims (3)

1.一种不限制签名算法的许可链账户***，其特征在于，包含多个数字签名算法，并分配编号S1、S2、……、Si，还包含许可链***的用户注册规则，包含如下内容：
用户账户数据users，结构为map(账户地址addr＝>[公钥pk，算法编号Si])
注册函数，包含参数：公钥pk、算法编号Si。
修改函数，包含参数：新公钥pk’、新算法编号Si’、新私钥对数字0的签名sign’。
账户的注册方法如下：
(1)在创世块中为用户注册规则，生成调用地址addr_regi,许可链从创世块启动，并准备接受用户的注册交易和普通交易。
(2)用户选择***规定的几种算法之一的Si,根据算法生成私钥sk和公钥pk。
(3)用户调用注册规则的注册函数，传入参数：公钥pk、算法编号Si，并生成交易tx0，其中交易的来源地址为空，目标地址为addr_regi，然后用私钥sk生成签名sign0，并广播。
(4)出块节点接收到目标地址为addr_regi的用户注册交易tx0后，如果验证通过，则为用户分配唯一性地址addr，并将公钥pk和算法编号Si加入users中。验证条件如下：
条件1:公钥pk和算法编号Si的组合不在users中。
条件2:使用算法编号Si和公钥pk验证签名sign0合法。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***的账户交易发送方法如下：
(1)用户监听到许可链***的变更，得知自己的注册交易通过后，既可以使用addr发起后续的普通交易，并可以看到其他用户的地址。
(2)如果账户A(地址addr_a)想向账户B(地址addr_b)发起交易tx1，需给交易设定来源地址为addr_a，目标地址为addr_b，附属交易数据，并用用户A注册时选择的算法Sa和私钥ska对交易生成签名sign1，并广播。
(3)出块节点收到目标地址为普通账户地址的交易tx1后，如果验证通过，则为合法交易，执行交易。验证条件如下：
条件1:来源地址addr_a和目标地址addr_b均在users中。
条件2:读取addr_a对应的用户公钥pka和签名算法编号Sa，验证tx1的签名sign1合法。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***的账户修改方法如下：
(1)用户如果需要修改自己的签名算法或者公钥，可以选择新的算法Si’,生成新私钥sk’和新公钥pk’，并用sk’对数字0签名后生成sign’。
(2)然后调用注册规则的修改函数，传入参数：新公钥pk’、新算法编号Si’，新签名sign’,并生成交易tx2，其中交易的来源地址为addr，目标地址为addr_regi，然后用老私钥sk生成签名sign2，并广播。
(3)出块节点接收到目标地址为addr_regi的用户修改交易tx2后，如果验证通过，则在users中将用户的公钥pk和算法编号Si，替换为新公钥pk’和新算法编号Si’。验证条件如下：
条件1：验证该交易发起者在users中。
条件2：使用users中的算法编号Si，通过公钥pk验证签名sign2合法。
条件3：使用交易中的算法编号Si’,用pk’验证对数字0的签名sign’合法。
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