CN108282334B - 一种基于区块链的多方密钥协商装置、方法及*** - Google Patents
一种基于区块链的多方密钥协商装置、方法及*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种基于区块链的多方密钥协商装置、方法及***,该装置包括:至少两个参与节点和验证节点;其中,每一个参与节点,用于向外部的BaaS平台发送区块链服务申请;获取BaaS平台根据区块链服务申请分配的区块链;根据域参数和生成元以及自身生成的随机数,生成第一智能合约,并将第一智能合约发送到区块链中;从区块链中获取其他参与节点发布的第二智能合约,根据第一智能合约和第二智能合约生成第三智能合约,并将第三智能合约发布到所述区块链中;验证节点,用于执行区块链中的当前智能合约,以使各个参与节点达成共识;其中,当前智能合约包括:第一智能合约、第二智能合约和第三智能合约中的任意一个。本方案能提高多方密钥协商的效率。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域,特别涉及一种基于区块链的多方密钥协商装置、方法及***。
背景技术
密钥协商是一种密钥建立技术,通过***中的两个或多个参与方共同提供信息,然后各个参与方可根据其他参与方提供的信息,推导出一个任何一个参与方不能预先确定结果的共享密钥,然后各个参与方根据共享密钥共享数据,以保证数据安全性。
目前,在进行多方协商时,每一个参与方均需在获取到所有其他参与方提供的信息之后,才能计算出对应的共享密钥。例如,当***中的参与方为 A、B和C时,A需获取到B和C两方提供的信息,才能确定出其对应的共享密钥,同时A需将其对应的信息分别提供给B和C,以使B和C能计算出共享密钥。
当参与密钥协商的参与方数量较大时,采用上述方式进行密钥协商时,每个参与方需进行大量的信息交换和计算过程,从而使得多方密钥协商的效率较低。
发明内容
本发明实施例提供了一种基于区块链的多方密钥协商装置、方法及***,能提高多方密钥协商的效率。
第一方面,本发明实施例提供了一种基于区块链的多方密钥协商装置,包括:至少两个参与节点和验证节点;其中,
每一个所述参与节点,用于向外部的区块链即服务BaaS平台发送区块链服务申请;获取所述BaaS平台根据所述区块链服务申请分配的区块链;根据预设的域参数和生成元以及自身生成的随机数,生成第一智能合约,并将所述第一智能合约发送到所述区块链中;从所述区块链中获取所述至少两个参与节点中的其他参与节点发布的第二智能合约,根据所述第一智能合约和所述第二智能合约生成第三智能合约,并将所述第三智能合约发布到所述区块链中;
所述验证节点,用于执行所述区块链中的当前智能合约,以使各个所述参与节点达成共识;其中,所述当前智能合约包括:所述第一智能合约、第二智能合约和所述第三智能合约中的任意一个。
优选地,
每一个所述参与节点,用于利用下述计算公式计算所述第一智能合约;
其中,Ni表征第i个所述参与节点对应的第一智能合约;g表征所述生成元,ri表征第i个所述参与节点产生的随机数,a表征所述域参数;
优选地,
每一个所述参与节点,用于利用下述计算公式计算所述第三智能合约;
其中,Mij表征第i个所述参与节点对应的第三智能合约,g表征所述生成元,ri表征第i个所述参与节点产生的随机数,tj表征第j个所述其他参与节点发送的第二智能合约,i≠j,a表征所述域参数。
优选地,
每一个所述参与节点,用于确定所述区块链中是否存在未获取过的所述第二智能合约,如果是,从所述区块链中获取未获取过的所述第二智能合约,并根据获取的所述第二智能合约以及所述第一智能合约生成第三智能合约,否则,将所述第三智能合约作为协商密钥发布到所述区块链中。
优选地,
每一个所述参与节点,进一步用于从所述区块链中获取所述协商密钥,并利用所述协商密钥进行数据传输。
第二方面,本发明实施例提供了一种利用上述任一实施例提供的基于区块链的多方密钥协商装置进行密钥协商的方法,包括:
向外部的区块链即服务BaaS平台发送区块链服务申请;
获取所述BaaS平台根据所述区块链服务申请分配的区块链;
利用每一个参与节点根据预设的域参数和生成元以及自身生成的随机数,生成第一智能合约,并将所述第一智能合约发送到所述区块链中;
利用每一个所述参与节点从所述区块链中获取其他参与节点发布的第二智能合约;
利用每一个所述参与节点根据所述第一智能合约和所述第二智能合约生成第三智能合约,并将所述第三智能合约发布到所述区块链中;
利用验证节点执行所述区块链中的当前智能合约,以使各个所述参与节点达成共识;其中,所述当前智能合约包括:所述第一智能合约、第二智能合约和所述第三智能合约中的任意一个。
优选地,
所述利用每一个参与节点根据预设的域参数和生成元以及自身生成的随机数,生成第一智能合约,包括:
利用下述计算公式计算所述第一智能合约;
其中,Ni表征第i个所述参与节点对应的第一智能合约;g表征所述生成元,ri表征第i个所述参与节点产生的随机数,a表征所述域参数;
优选地,
所述根据所述第一智能合约和所述第二智能合约生成第三智能合约,包括:
利用下述计算公式计算所述第三智能合约;
其中,Mij表征第i个所述参与节点对应的第三智能合约,g表征所述生成元,ri表征第i个所述参与节点产生的随机数,tj表征第j个所述其他参与节点发送的第二智能合约,i≠j,a表征所述域参数。
优选地,
在所述利用每一个所述参与节点从所述区块链中获取其他参与节点发布的第二智能合约之后,进一步包括:
确定所述区块链中是否存在未获取过的所述第二智能合约,如果是,从所述区块链中获取未获取过的所述第二智能合约,并根据获取的所述第二智能合约以及所述第一智能合约生成第三智能合约,否则,将所述第三智能合约作为协商密钥发布到所述区块链中。
优选地,
在所述将所述第三智能合约作为协商密钥发布到所述区块链中之后,进一步包括:
利用各个所述参与节点从所述区块链中获取所述协商密钥;
利用所述协商密钥进行数据传输。
第三方面,本发明实施例提供了一种基于区块链的多方密钥协商***,包括:本发明上述任一实施例提供的多方密钥协商装置,以及区块链即服务 BaaS平台;其中,
所述BaaS平台,用于根据所述多方密钥协商装置发送的区块链服务申请,为所述多方密钥协商装置分配区块链。
优选地,
所述多方密钥协商装置,用于从所述区块链中获取协商密钥;
所述BaaS平台,进一步用于在所述多方密钥协商装置获取到所述协商密钥之后,释放所述区块链。
本发明实施例提供了一种基于区块链的多方密钥协商装置、方法及***,各个参与节点先获得区块链即服务(Blockchain as a Service,BaaS)平台分配的区块链,然后各个参与节点将自身对应的中间结果(第一智能合约或第三智能合约)发布到区块链中,并能从区块链中获取其他参与节点发布的中间结果(第二智能合约)。例如,当参与节点为A、B和C时,A、B和C 分别计算出其对应的第一智能合约(分别为a1、b1和c1)后,将第一智能合约发布至区块链中,B可从区块链中获取C发布的c1,根据c1以及b1计算出第三智能合约b1c1,并将计算出的b1c1发布至区块链中,则A可从区块链中获取b1c1,再结合a1计算出其对应的第三智能合约a1b1c1,并将发布至区块链中。由此可以看出,参与节点无需分别从每个其他参与节点分别获取信息,而可直接从区块链中获取中间结果,在此例中,参与节点A无需分别从B和C获取b1和c1,而是直接从区块链中获取中间结果b1c1,减少了密钥协商过程中的信息交换和计算过程,从而提高了多方密钥协商的效率。
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是本发明一个实施例提供的一种基于区块链的多方密钥协商装置的结构示意图;
图2是本发明一个实施例提供的一种基于区块链的多方密钥协商方法的流程图;
图3是本发明一个实施例提供的一种基于区块链的多方密钥协商***的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明实施例提供了一种基于区块链的多方密钥协商装置,该装置可以包括:至少两个参与节点101和验证节点102;其中,
每一个所述参与节点101,用于向外部的区块链即服务BaaS平台发送区块链服务申请;获取所述BaaS平台根据所述区块链服务申请分配的区块链;根据预设的域参数和生成元以及自身生成的随机数,生成第一智能合约,并将所述第一智能合约发送到所述区块链中;从所述区块链中获取所述至少两个参与节点中的其他参与节点发布的第二智能合约,根据所述第一智能合约和所述第二智能合约生成第三智能合约,并将所述第三智能合约发布到所述区块链中;
所述验证节点102,用于执行所述区块链中的当前智能合约,以使各个所述参与节点达成共识;其中,所述当前智能合约包括:所述第一智能合约、第二智能合约和所述第三智能合约中的任意一个。
各个参与节点先获得BaaS平台分配的区块链,然后各个参与节点将自身对应的中间结果(第一智能合约或第三智能合约)发布到区块链中,并能从区块链中获取其他参与节点发布的中间结果(第二智能合约)。然后验证节点自动执行当前智能合约,以使对应的参与节点达成共识。例如,当参与节点为A、B和C时,A、B和C分别计算出其对应的第一智能合约(分别为a1、b1和c1)后,将第一智能合约发布至区块链中,B可从区块链中获取C发布的c1,根据c1以及b1计算出第三智能合约b1c1,并将计算出的 b1c1发布至区块链中,则A可从区块链中获取b1c1,再结合a1计算出其对应的第三智能合约a1b1c1,并将发布至区块链中。由此可以看出,参与节点无需分别从每个其他参与节点分别获取信息,而可直接从区块链中获取中间结果,在此例中,参与节点A无需分别从B和C获取b1和c1,而是直接从区块链中获取中间结果b1c1,减少了密钥协商过程中的信息交换和计算过程,从而提高了多方密钥协商的效率。
本发明一个实施例中,每一个所述参与节点101,用于确定所述区块链中是否存在未获取过的所述第二智能合约,如果是,从所述区块链中获取未获取过的所述第二智能合约,并根据获取的所述第二智能合约以及所述第一智能合约生成第三智能合约,否则,将所述第三智能合约作为协商密钥发布到所述区块链中。
在这里,在BaaS平台分配并提供区块链服务之后,参与密钥协商的参与节点公开域参数和生成元,产生智能合约并发布到区块链中。然后每个参与节点Pi(假设有n个参与节点,i<n)产生随机数ri,然后根据公式计算出其对应的第一智能合约,其中,Ni表征Pi对应的第一智能合约;g表征所述生成元,ri表征Pi产生的随机数,a表征域参数,并将第一智能合约发布到区块链中。参与节点Pi可根据区块链中其他参与节点Pj发布的中间结果rj(i≠j),利用公式 计算第三智能合约,其中,Mij表征第i个所述参与节点对应的第三智能合约,g表征所述生成元,ri表征第i个所述参与节点产生的随机数,tj表征第j个所述其他参与节点发送的第二智能合约,i≠j,a表征所述域参数。
将确定的第三智能合约发布至区块链中,验证节点自动执行该智能合约,则Pi和Pj达成共识。在Pi计算的同时,其他参与节点也在根据区块链中发布的中间结果进行相同的计算,并将计算结果发布到区块链中,则Pi可利用区块链中发布的中间结果继续计算。在此过程中,Pi先确定区块链中是否存在其他参与节点发布的中间结果(第二智能合约)Mxy(1≤x<y≤n),如果有,则根据Mxy重新计算第三智能合约并将其发布到区块链中。循环执行该计算过程,直至区块链中不存在Pi未获取过的中间结果,即Pi得到Mx…y,其中,x…y包括1至n中除i以外的n-1个值,再结合ri计算出得到最终的协商密钥,并将该协商密钥发布到区块链中。
例如,当参与节点为A、B、C和D时,D也将自身计算出的第一智能合约d1发布到区块链中,A在获取到B发布的中间结果b1c1后,计算出a1b1c1,然后确定出区块链中还存在其未获取过的d1,此时A继续获取d1,然后根据获取到的d1重新计算出第三智能合约a1b1c1d1,此时区块链中不存在A未获取过的中间结果,则a1b1c1d1即为最终的协商密钥。由此,各个参与节点通过从区块链中获取其他参与节点计算出的中间结果,并利用中间结果继续计算,从而减少了密钥协商过程中的信息交换和计算过程,从而提高了多方密钥协商的效率。同时利用区块链技术,有效保证了数据的安全性。
综上所述,各个参与密钥协商的参与节点通过P2P共识网络共同维护一份账本(区块链),账本中记录了密钥协商公开参数、密钥协商中间结果,通过执行智能合约实现各个参与节点间的相互协作,完成密钥协商任务。其中,各个参与节点通过提供基础区块链基础服务的BaaS平台,通过共识网络将智能合约写入区块链中,并由共识网络中的验证节点来执行智能合约。各个参与节点使用Diffie-Hellman算法,产生中间数据,产生智能合约并发布到区块链中,验证节点负责执行智能合同,并将执行结果反馈给各个参与节点,BaaS平台提供区块链基础服务,不需要提供可信服务,只需要提供区块链基础设施。
另外,在验证节点执行智能合约的过程中,若出现异常,则其终止智能合约,并发送交易失败通知,更新执行状态,否则,在智能合约执行完成后,更新执行状态。
本发明一个实施例中,每一个所述参与节点,进一步用于从所述区块链中获取所述协商密钥,并利用所述协商密钥进行数据传输。当各个参与节点确定出相同的协商密钥之后,则可根据该协商密钥进行后续的数据传输,以保证数据安全性。
如图2所示,本发明实施例提供了一种利用上述任一实施例提供的基于区块链的多方密钥协商装置进行密钥协商的方法,该方法可以包括以下步骤:
步骤201:向外部的区块链即服务BaaS平台发送区块链服务申请;
步骤202:获取所述BaaS平台根据所述区块链服务申请分配的区块链;
步骤203:利用每一个参与节点根据预设的域参数和生成元以及自身生成的随机数,生成第一智能合约,并将所述第一智能合约发送到所述区块链中;
步骤204:利用每一个所述参与节点从所述区块链中获取其他参与节点发布的第二智能合约;
步骤205:利用每一个所述参与节点根据所述第一智能合约和所述第二智能合约生成第三智能合约,并将所述第三智能合约发布到所述区块链中;
步骤206:利用验证节点执行所述区块链中的当前智能合约,以使各个所述参与节点达成共识;其中,所述当前智能合约包括:所述第一智能合约、第二智能合约和所述第三智能合约中的任意一个。
本发明一个实施例中,步骤203的具体实施方式,可以包括:
利用下述计算公式计算所述第一智能合约;
其中,Ni表征第i个所述参与节点对应的第一智能合约;g表征所述生成元,ri表征第i个所述参与节点产生的随机数,a表征所述域参数;
本发明一个实施例中,步骤205的具体实施方式,可以包括:
利用下述计算公式计算所述第三智能合约;
其中,Mij表征第i个所述参与节点对应的第三智能合约,g表征所述生成元,ri表征第i个所述参与节点产生的随机数,tj表征第j个所述其他参与节点发送的第二智能合约,i≠j,a表征所述域参数。
本发明一个实施例中,在步骤204之后,可以进一步包括:
确定所述区块链中是否存在未获取过的所述第二智能合约,如果是,从所述区块链中获取未获取过的所述第二智能合约,并根据获取的所述第二智能合约以及所述第一智能合约生成第三智能合约,否则,将所述第三智能合约作为协商密钥发布到所述区块链中。
本发明一个实施例中,在步骤205之后,可以进一步包括:
利用各个所述参与节点从所述区块链中获取所述协商密钥;
利用所述协商密钥进行数据传输。
上述方法中的各步骤之间的信息交互、执行过程等内容,由于与本发明装置实施例基于同一构思,具体内容可参见本发明装置实施例中的叙述,此处不再赘述。
如图3所示,本发明实施例提供了一种基于区块链的多方密钥协商***,包括:本发明上述任一实施例提供的多方密钥协商装置301,以及区块链即服务BaaS平台302;其中,
所述BaaS平台302,用于根据所述多方密钥协商装置301发送的区块链服务申请,为所述多方密钥协商装置分配区块链。
本发明一个实施例中,所述多方密钥协商装置301,用于从所述区块链中获取协商密钥;
所述BaaS平台302,进一步用于在所述多方密钥协商装置获取到所述协商密钥之后,释放所述区块链。
在密钥协商过程结束后,BaaS平台释放申请的区块链服务基础设施资源,使得区块链在密钥协商过程后被回收,有利于有效利用资源。
本发明实施例提供了一种可读介质,包括执行指令,当存储控制器的处理器执行所述执行指令时,所述存储控制器执行本发明上述任一实施例提供的方法。
本发明实施例还提供了一种存储控制器,包括:处理器、存储器和总线;所述存储器用于存储执行指令,所述处理器与所述存储器通过所述总线连接,当所述存储控制器运行时,所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令,以使所述存储控制器执行本发明上述任一实施例提供的视频处理方法。
综上所述,本发明以上各个实施例至少具有如下有益效果:
1、在本发明实施例中,各个参与节点先获得BaaS平台分配的区块链,然后各个参与节点将自身对应的中间结果(第一智能合约或第三智能合约) 发布到区块链中,并能从区块链中获取其他参与节点发布的中间结果(第二智能合约),根据获取到的中间结果确定第三智能合约,由此减少了密钥协商过程中的信息交换和计算过程,从而提高了多方密钥协商的效率。
2、在本发明实施例中,各个参与密钥协商的参与节点通过P2P共识网络共同维护一份区块链,通过区块链记录密钥协商公开参数和密钥协商中间结果,通过执行智能合约实现各个参与节点间的相互协作,完成密钥协商任务。通过利用区块链技术,有效保证了数据的安全性。
3、在本发明实施例中,当各个参与节点确定出相同的协商密钥之后,则各个参与节点可根据该协商密钥进行后续的数据传输,以保证数据安全性。
4、在本发明实施例中,在密钥协商过程结束后,BaaS平台释放申请的区块链服务基础设施资源,使得区块链在密钥协商过程后被回收,有利于有效利用资源。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个······”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。
最后需要说明的是:以上所述仅为本发明的较佳实施例,仅用于说明本发明的技术方案,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于区块链的多方密钥协商装置,其特征在于,包括:至少两个参与节点和验证节点;其中,
每一个所述参与节点,用于向外部的区块链即服务BaaS平台发送区块链服务申请;获取所述BaaS平台根据所述区块链服务申请分配的区块链;根据预设的域参数和生成元以及自身生成的随机数,生成第一智能合约,并将所述第一智能合约发送到所述区块链中;从所述区块链中获取所述至少两个参与节点中的其他参与节点发布的第二智能合约,根据所述第一智能合约和所述第二智能合约生成第三智能合约,并将所述第三智能合约发布到所述区块链中;
所述验证节点,用于执行所述区块链中的当前智能合约,以使各个所述参与节点达成共识;其中,所述当前智能合约包括:所述第一智能合约、第二智能合约和所述第三智能合约中的任意一个;
每一个所述参与节点,用于确定所述区块链中是否存在未获取过的所述第二智能合约,如果是,从所述区块链中获取未获取过的所述第二智能合约,并根据获取的所述第二智能合约以及所述第一智能合约生成第三智能合约,否则,将所述第三智能合约作为协商密钥发布到所述区块链中;
每一个所述参与节点,进一步用于从所述区块链中获取所述协商密钥,并利用所述协商密钥进行数据传输。
3.一种利用权利要求1至2任一所述的基于区块链的多方密钥协商装置进行密钥协商的方法,其特征在于,包括:
向外部的区块链即服务BaaS平台发送区块链服务申请;
获取所述BaaS平台根据所述区块链服务申请分配的区块链;
利用每一个参与节点根据预设的域参数和生成元以及自身生成的随机数,生成第一智能合约,并将所述第一智能合约发送到所述区块链中;
利用每一个所述参与节点从所述区块链中获取其他参与节点发布的第二智能合约;
利用每一个所述参与节点根据所述第一智能合约和所述第二智能合约生成第三智能合约,并将所述第三智能合约发布到所述区块链中;
利用验证节点执行所述区块链中的当前智能合约,以使各个所述参与节点达成共识;其中,所述当前智能合约包括:所述第一智能合约、第二智能合约和所述第三智能合约中的任意一个。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,
所述利用每一个参与节点根据预设的域参数和生成元以及自身生成的随机数,生成第一智能合约,包括:
利用下述计算公式计算所述第一智能合约;
其中,Ni表征第i个所述参与节点对应的第一智能合约;g表征所述生成元,ri表征第i个所述参与节点产生的随机数,a表征所述域参数;
和/或,
所述根据所述第一智能合约和所述第二智能合约生成第三智能合约,包括:
利用下述计算公式计算所述第三智能合约;
其中,Mij表征第i个所述参与节点对应的第三智能合约,g表征所述生成元,ri表征第i个所述参与节点产生的随机数,tj表征第j个所述其他参与节点发送的第二智能合约,i≠j,a表征所述域参数。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,
在所述利用每一个所述参与节点从所述区块链中获取其他参与节点发布的第二智能合约之后,进一步包括:
确定所述区块链中是否存在未获取过的所述第二智能合约,如果是,从所述区块链中获取未获取过的所述第二智能合约,并根据获取的所述第二智能合约以及所述第一智能合约生成第三智能合约,否则,将所述第三智能合约作为协商密钥发布到所述区块链中。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,
在所述将所述第三智能合约作为协商密钥发布到所述区块链中之后,进一步包括:利用各个所述参与节点从所述区块链中获取所述协商密钥;
利用所述协商密钥进行数据传输。
7.一种基于区块链的多方密钥协商***,其特征在于,包括:权利要求1至2任一所述的多方密钥协商装置,以及区块链即服务BaaS平台;其中,
所述BaaS平台,用于根据所述多方密钥协商装置发送的区块链服务申请,为所述多方密钥协商装置分配区块链。
8.根据权利要求7所述的***,其特征在于,
所述多方密钥协商装置,用于从所述区块链中获取协商密钥;
所述BaaS平台,进一步用于在所述多方密钥协商装置获取到所述协商密钥之后,释放所述区块链。
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