CN109104444B - 一种基于区块链的电子签章方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了本发明的一种基于区块链的电子签章方法，基于区块链的概念和设计以及***构架，将区块链去中心化，透明性，开放性，自治性，信息不可篡改，匿名性和智能合约的特性应用于特有的电子签章***应用场景，这是在现有电子签章***的创新。将现有集中式/分布式电子签章***进化为了100％可信任的信息不可篡改，组织内成员接收通知，完全透明开放去中心化的自组织电子签章***。

Description

一种基于区块链的电子签章方法
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种基于区块链的电子签章方法。
背景技术
本发明公开了一种基于区块链的电子签章***的技术实现方法，传统的电子签章签章及其管理***均是数据中心化的集中化存储，每个节点的认证，均需要中心端的许可，每次用印记录必须实时上传中心，这种模式天然存在两个弊端：1、中心端的服务存储造成单点不可靠性。2、***中心化建设，必然的造成认证体系在互联互通方便存在不可逾越的短板，比如现实中不同部门不同行的身份均不能互认，均不能实现互联互通，造成签章之后的电子文档数据很难共享供认，降低了办事效率，如果需要互联互认，需增加巨大的数据转换成本。除此之外，电子文件签章均是不校验真实的用印人身份，仅仅凭用户名密码确定用印人身份，这在现实中存在巨大的安全隐患。
随着互联网金融浪潮兴起，交易行为已经大面积在线上开展，传统的面签合同已不能满足借款人、台、投资人、担保人线上交易的要求。因此合同广泛使用无纸化，电子签名的应用场景与日俱增，对于网络借贷、消费金融、支付等行业都有深刻的意义。
但是，若电子合同由平台自主完成开发、制作、签署和管理的整个流程，那么技术上存在一定的不稳定性。且电子数据自身可能被无痕篡改、容易灭失、原始性无法保障等给法律适用带来很多困扰。投资人在维权中，一旦法院判定一份电子合同存在操作不规范、易篡改、易丢失、电子签名人身份难以认定等情况，投资者的权益就无法得到保障。因此确保借款合同的有效和真实，愈发重要。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于区块链的电子签章方法，本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种基于区块链的电子签章方法，包括以下步骤：
第一步、提供21台服务器共识节点和N个的计算节点，保证节点的正常运行；
第二步、提交新的电子签章广播到全网的共识节点，其中一个客户端共识节点会收到有新签章消息；
第三步、节点服务器收集网络里的交易，收到新签章信息的区块链电子签章***独立客户端将新电子签章信息广播到其它共识节点；
第四步、其他节点验证后把区块添加到自己的数据库，区块链电子签章***的独立客户端其中一个共识节点会生成出块节点，出块节点执行交易轮流出块并按顺序广播到计算节点，同时为该块生成工作量证明，把有效的区块链数据向各个共识节点广播，并获得通证奖励，返回可验证证明；
第五步、共识节点广播区块：该个共识节点广播区块给全网其他共识节点，包含交易执行结果以及计算证明，当且仅当包含在该区块中的交易都是有效的，并验证其完成的工作量，证明其他节点才认同该区块的有效性，即产生了一个新的电子签章；
第六步、带领并促进区块链项目的发展：其他电子签章***独立客户端的某一个共识节点验证计算证明，表示接受该区块，并在该区块的末尾制造新的情况，以延长整个区块的链条。
更进一步的方案是：
所述第四步中根据所述交易信息及交易过程信息生成区块链数据，并广播到区块链中的所有共识节点。
更进一步的方案是：
所述计算节点仅负责在电子签章***中进行运算，不储存区块，其为区块生成工作量证明，把有效的区块链数据向当个共识节点广播。
更进一步的方案是：
所述共识节点和计算节点之间没有一一对应的关系，每个共识节点和计算节点之间都是随机映射的过程，但是一旦有共识节点把工作量证明的部分发送给某一台计算节点，在该台计算节点返回计算证明和交易执行结果之前，此台共识节点和计算节点存在一一对应的关系，在共识节点得到工作量证明以后，本次共识节点和计算节点的映射关系结束。
本发明的有益效果在于：
本发明的一种基于区块链的电子签章方法，从整体构架方面看，基于区块链***构架，彻底抛弃现有的集中式服务器或者数据库保存电子签章的模式。将区块链去中心化，信息不可篡改的特性应用于特有的电子签章场景，而现有电子签章***未采纳这种模式，将现有通用的集中式数据库或服务器解耦为去中心化的分布式节点存储，便于对外服务的灵活性。区块链是去中心化的分布式数据库(帐本)技术，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。
本发明基于区块链的概念和设计以及***构架，将区块链去中心化，透明性，开放性，自治性，信息不可篡改，匿名性和智能合约的特性应用于特有的电子签章***应用场景，这是在现有电子签章***的创新。将现有集中式/分布式电子签章***进化为了100％可信任的信息不可篡改，组织内成员接收通知，完全透明开放去中心化的自组织电子签章***。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实施例的一些实施例，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是本发明的步骤示意图；
图2是本发明的有效算力共识DPOS示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅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得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
如图1-2所示，一种基于区块链的电子签章方法，包括以下步骤：
第一步、提供21台服务器共识节点和N个的计算节点，保证节点的正常运行；
第二步、提交新的电子签章广播到全网的共识节点，其中一个客户端共识节点会收到有新签章消息；
第三步、节点服务器收集网络里的交易，收到新签章信息的区块链电子签章***独立客户端将新电子签章信息广播到其它共识节点；
第四步、其他节点验证后把区块添加到自己的数据库，区块链电子签章***的独立客户端其中一个共识节点会生成出块节点，出块节点执行交易轮流出块并按顺序广播到计算节点，同时为该块生成工作量证明，把有效的区块链数据向各个共识节点广播，并获得通证奖励，返回可验证证明；
第五步、共识节点广播区块：该个共识节点广播区块给全网其他共识节点，包含交易执行结果以及计算证明，当且仅当包含在该区块中的交易都是有效的，并验证其完成的工作量，证明其他节点才认同该区块的有效性，即产生了一个新的电子签章；
第六步、带领并促进区块链项目的发展：其他电子签章***独立客户端的某一个共识节点验证计算证明，表示接受该区块，并在该区块的末尾制造新的情况，以延长整个区块的链条。
所述第四步中根据所述交易信息及交易过程信息生成区块链数据，并广播到区块链中的所有共识节点。所述计算节点仅负责在电子签章***中进行运算，不储存区块，其为区块生成工作量证明，把有效的区块链数据向当个共识节点广播。所述共识节点和计算节点之间没有一一对应的关系，每个共识节点和计算节点之间都是随机映射的过程，但是一旦有共识节点把工作量证明的部分发送给某一台计算节点，在该台计算节点返回计算证明和交易执行结果之前，此台共识节点和计算节点存在一一对应的关系，在共识节点得到工作量证明以后，本次共识节点和计算节点的映射关系结束。
电子签章***区块链中的区块是由块头和块身组成，块头存储时间戳、哈希值等参数，通过块头存储上一个区块的哈希值。当前块的哈希值相当于一个人指纹，能够唯一标识一个区块，一旦区块的数据有任何微小改动，其区块的哈希值会发生很大的变化。那为什么还需要包括前一个区块的哈希值呢？因为当前区块的哈希值的计算不但包括了当前的区块的数据，也把前一个区块的哈希值也包括在其计算的输入里面，这样一旦有一个区块链的数据被黑客恶意篡改了之后，其区块链后面的所有的链上哈希值都会发生变化，而且是很大的变化，这样节点中的每一台设备就非常容易的知道了新传播过来的区块是非法无效的，从而在一定程度上防止了对历史交易数据的修改。而块身存储具体的交易的数据：就是说当前区块记录了在一个固定时间内。例如在我们电子签章***里面该个块身存储所有的电子签章签发和使用记录。
其次，哈希算法是区块链中保证交易信息不可篡改的单向密码体制。该算法的思想是接收一段明文，以一种不可逆的方式将它转化成一段长度较短、位数固定的输出散列。这个加密过程是不可逆的，这就意味着无法通过输出散列的内容推断出任何与原文有关的信息。任何输入信息的变化，哪怕仅仅是一位数字的更改，都将导致散列结果的明显变化。基于输出散列与输入原文一一对应的特性，哈希算法可以被用于验证信息是否被修改。
通过哈希算法可对一个交易区块的所有交易信息进行加密，并把记账内容压缩成一串数字和字母组成的字符串，这个字符串无法反推出原来的内容。区块链的哈希值可以唯一、准确地标识一个区块，并且任何节点通过简单地对区块头进行哈希计算都可以独立地获取该区块哈希值。如果想要确认区块的内容是否被篡改，那么利用哈希算法重新进行计算，记账信息没有变化，计算出的哈希值也将不会产生变化。
在我们基础设施构建里面服务器有2个节点角色，一个是共识节点，另外一个是计算节点。每个计算节点都可以作为任何一个共识节点下属的计算节点，而每个共识节点都可以作为任何一个计算节点的上级，因此共识节点和计算节点之间没有一一对应的关系，每个共识节点和计算节点之间都是随机的过程，但是一旦有共识节点把工作量证明的部分发送给某一台计算节点，在该台计算节点返回计算证明和交易执行结果之前，此台共识节点和计算节点存在一一对应的关系。在共识节点得到工作量证明以后，本次共识节点和计算节点的映射关系结束。
共识节点：在电子签章***中具有可信任的节点，整个网络对共识节点的数据表示认同，因此如果在电子签章***中共识节点对签章可以进行查询真伪。在我们的***中，我们在初始状态下会建立21台机器的共识节点服务器作为可信服务器，放在电子签章的发行部门。
共识节点在我们电子签章***中的主要作用是：
可以接受新签章的信息；
可以提供查询签章真伪的作用；
接收新签章后广播向其它共识节点；
共识节点把工作量证明的部分发送给随机的一台计算节点进行运算；
接收该个计算节点的区块链返回，包含交易执行结果以及计算证明。当且仅当包含在该区块中的交易都是有效的，并验证其完成的工作量；
同步所有区块给所有共识节点，带领并促进区块链项目的发展；
所有签章制作、签章信息管理、签章查询、签章发放、签章挂失、签章停用、签章重新制作的步骤都将经过其中某一台共识节点完成，21台共识节点在整个***观念中具有平等的作用。
计算节点：在电子签章***中进行运算的节点，不像共识节点一样能够写入区块链的历史记录，但是具有运算功能计算节点的具体数量在我们***中可以是N台(N为大等于1的正整数)的服务器。计算节点在我们电子签章***中的主要作用是为区块生成工作量证明，把有效的区块链数据向当个共识节点广播，并获得通证奖励，返回可验证证明。
本发明的一种基于区块链的电子签章方法，通过构造一个DPOS的共识机制提供有效算力共识，正常运转依赖于受托人(Delegates)，这些受托人是完全等价的，解决了去中心化记账和统一服务器存储的难题。电子签章***中固定为21台共识节点和N台计算结点(N为大等于1的正整数)。电子签章***借助区块链打造了一个正向循环的经济***，才使得其在没有强大的中心化机构或组织推动的情况下，自然的生长出来并发展壮大，拥有了更快的效率和更高的性能，同时能获得社区代币奖励。这样能够循环的保证所有电子签章隶属于同样的一个组织。DPOS的共识机制比起其他区快链算法来说，电子签章区块链客户端不需要去拼算力，而且也不会浪费太多的算力，这样间接性的就会缩短达成共识的时间。性能上也比挖矿要来的高。用有效算力共识代替挖矿机制，避免交易重复验证，避免算力浪费，提高共识效率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (2)

1.一种基于区块链的电子签章方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、提供21台服务器共识节点和N个的计算节点，保证节点的正常运行；
第二步、提交新的电子签章广播到全网的共识节点，其中一个客户端共识节点会收到有新签章消息；
第三步、节点服务器收集网络里的交易,收到新签章信息的区块链电子签章***独立客户端将新电子签章信息广播到其它共识节点；
第四步、其他节点验证后把区块添加到自己的数据库，区块链电子签章***的独立客户端其中一个共识节点会生成出块节点，出块节点执行交易轮流出块并按顺序广播到计算节点，同时为该块生成工作量证明，把有效的区块链数据向各个共识节点广播，并获得通证奖励，返回可验证证明；
第五步、共识节点广播区块：该个共识节点广播区块给全网其他共识节点，包含交易执行结果以及计算证明，当且仅当包含在该区块中的交易都是有效的，并验证其完成的工作量，证明其他节点才认同该区块的有效性，即产生了一个新的电子签章；
第六步、带领并促进区块链项目的发展：其他电子签章***独立客户端的某一个共识节点验证计算证明，表示接受该区块，并在该区块的末尾制造新的情况，以延长整个区块的链条；
所述计算节点仅负责在电子签章***中进行运算，不储存区块，其为区块生成工作量证明，把有效的区块链数据向当个共识节点广播；
所述共识节点和计算节点之间没有一一对应的关系，每个共识节点和计算节点之间都是随机映射的过程，但是一旦有共识节点把工作量证明的部分发送给某一台计算节点，在该台计算节点返回计算证明和交易执行结果之前，此台共识节点和计算节点存在一一对应的关系，在共识节点得到工作量证明以后，本次共识节点和计算节点的映射关系结束。
2.如权利要求1所述的一种基于区块链的电子签章方法，其特征在于，所述第四步中根据所述交易信息及交易过程信息生成区块链数据，并广播到区块链中的所有共识节点。
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