CN111130795A - 一种基于区块链技术的多级签名方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链的多级签名方法，客户向交易验证机构请求数字证书；交易验证机构向证书颁发机构申请数字证书并颁发给客户；客户通过数字证书将交易信息进行一级数字签名后发送到交易验证机构进行合法性验证；交易验证机构将验证通过的交易信息采用区块链平台颁发的数字证书进行二级数字签名，并对二级签名后的交易信息采用证书颁发机构颁发给交易验证机构的数字证书进行三级数字签名，将三级签名后的交易信息发送到区块链平台应用层；区块链平台应用层对三级签名后的交易信息进行验签，得到二级签名后的交易信息并发送到区块链节点，区块链节点完成验签后进行共识。本发明采用多级签名机制，提升了交易的可信性、安全性及可追溯性。

Description

一种基于区块链技术的多级签名方法
技术领域
本发明涉及区块链、数字签名技术，特别涉及一种基于区块链技术的多级签名方法。
背景技术
区块链通过技术手段，保证了信息传递的不可篡改性、可信性、高安全性、可追溯性，区块链的特性决定了它在金融行为中身份识别、数据确权、信用管理、价值流转、交易清结算等方面的价值，利用区块链解决金融场景中的信任问题。为确保身份可信、交易安全、交易可追溯，一套证书、签名、验签机制十分重要，是关系到区块链能否落地金融场景的关键。但目前区块链的签名技术多采用一级签名，签名方式单一，使得交易容易存在安全漏洞，可追溯性差。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于区块链技术的多级签名方法，确保区块链在金融场景应用中各组织身份可信、交易安全、交易可追溯。
为实现上述目的，本发明有如下技术方案：一种基于区块链的多级签名方法，该方法包括以下步骤：
客户向交易验证机构请求数字证书；
交易验证机构向证书颁发机构申请数字证书并颁发给客户；
客户通过数字证书将交易信息进行一级数字签名后，发送到交易验证机构进行合法性验证；
交易验证机构将合法性验证通过的交易信息，采用区块链平台颁发的数字证书进行二级数字签名，并对二级签名后的交易信息采用证书颁发机构颁发给交易验证机构的数字证书进行三级数字签名，将三级签名后的交易信息发送到区块链平台应用层；
区块链平台应用层对三级签名后的交易信息进行验签，得到二级签名后的交易信息并发送到区块链节点，区块链节点完成验签后进行共识。
进一步地，所述交易验证机构可以为金融机构(例如银行、证券等)；所述证书颁发机构可以为金融机构或第三方电子认证服务机构(例如CFCA等第三方机构)；所述交易验证机构向客户颁发的数字证书可以为Ukey、文件证书等。
进一步地，客户在客户端发起交易请求，并在客户端利用数字证书进行一级数字签名后，将交易信息发送到交易验证机构。
进一步地，所述一级数字签名用于实现客户的权限控制和身份准入，一级数字签名可以采用非对称密钥加密和数字摘要技术。
进一步地，所述二级数字签名通过多个区块链节点背书验签机制，提高交易的不可篡改与可追溯性。
进一步地，所述三级数字签名用于实现交易验证机构的权限控制和身份准入，并且确保二级签名数据不会被篡改。
进一步地，多级签名过程中，客户用证书颁发机构颁发的私钥对交易信息进行一级签名，交易验证机构用客户的公钥进行验签；
交易验证机构用区块链平台颁发给客户的私钥对交易信息进行二级签名，并采用证书颁发机构颁发给交易验证机构的私钥对二级签名后的交易信息进行三级签名；
区块链平台应用层采用交易验证机构的公钥对三级签名后的交易信息进行验签，得到二级签名后的交易信息发送到区块链节点，并由区块链平台颁发的客户公钥对二级签名后的交易信息进行验签；
其中，证书颁发机构颁发的公钥由全网络共享；区块链平台颁发的公钥随着交易信息传递。
进一步地，所述区块链平台通过CA体系签名认证方式实现联盟成员的准入控制，支持自建CA和CFCA两种模式。
进一步地，所述区块链节点的验签、共识流程如下：
区块链主节点和区块链背书节点均对二级签名后的交易信息进行验签，验签通过后进行共识验证，共识通过后生成区块，分区内进行区块广播，并将交易结果写入账本。
进一步地，所述共识验证采用PBFT共识算法，当区块链节点收到其他2f个节点的合法性确认后，在合约虚拟机中运行交易，f为容错节点个数，总节点为3f+1。
进一步地，区块链节点的签名验签采用国密算法SM2、SM3和SM4。
本发明的有益效果是：本发明采用多级签名机制，一级数字签名用于实现客户的权限控制和身份准入，二级数字签名通过多个区块链节点背书验签机制，提高交易的不可篡改与可追溯性，三级数字签名用于实现交易验证机构的权限控制和身份准入，并且确保二级签名数据不会被篡改。本发明通过三级签名的配合，提升了交易的可信性、安全性及可追溯性。
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为本发明基于区块链技术的多级签名方法流程图；
图2为本发明一实施例中区块链节点的验签、共识流程图；
图3为本发明一实施例中区块链数字签名流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，本申请提出了一种基于区块链技术的多级签名方法，包括：
客户向交易验证机构请求数字证书；
交易验证机构向证书颁发机构申请数字证书并颁发给客户；
客户通过数字证书将交易信息进行一级数字签名后，发送到交易验证机构进行合法性验证；
交易验证机构将合法性验证通过的交易信息，采用区块链平台颁发的数字证书进行二级数字签名，并对二级签名后的交易信息采用证书颁发机构颁发给交易验证机构的数字证书进行三级数字签名，将三级签名后的交易信息发送到区块链平台应用层；
区块链平台应用层对三级签名后的交易信息进行验签，得到二级签名后的交易信息并发送到区块链节点，区块链节点完成验签后进行共识。
其中，一级数字签名用于实现客户的权限控制和身份准入，一级数字签名可以采用非对称密钥加密和数字摘要技术。二级数字签名通过多个区块链节点背书验签机制，提高交易的不可篡改与可追溯性。三级数字签名用于实现交易验证机构的权限控制和身份准入，并且确保二级签名数据不会被篡改。
在本申请实施例中，所述交易验证机构可以为金融机构，例如银行、证券等；所述证书颁发机构可以为金融机构或第三方电子认证服务机构，例如CFCA等第三方机构；所述交易验证机构向客户颁发的数字证书可以为Ukey、文件证书等。
在一些实施例中，交易验证机构和证书颁发机构均为银行，建立客户端、银行网络服务器节点、区块链节点的多级签名机制。银行向客户颁发Ukey数字证书，客户在客户端发起交易请求，并在客户端利用Ukey进行一级数字签名后，将交易信息发送到银行网络服务器节点进行合法性验证。
在本申请实施例中，多级签名过程中，客户用证书颁发机构颁发的私钥对交易信息进行一级签名，交易验证机构用客户的公钥进行验签；
交易验证机构用区块链平台颁发给客户的私钥对交易信息进行二级签名，并采用证书颁发机构颁发给交易验证机构的私钥对二级签名后的交易信息进行三级签名；
区块链平台应用层采用交易验证机构的公钥对三级签名后的交易信息进行验签，得到二级签名后的交易信息发送到区块链节点，并由区块链平台颁发的客户公钥对二级签名后的交易信息进行验签；
其中，证书颁发机构颁发的公钥由全网络共享；区块链平台颁发的公钥随着交易信息传递。
在本申请实施例中，区块链平台通过CA体系签名认证方式实现联盟成员的准入控制，支持自建CA和CFCA两种模式。
如图2所示，区块链节点的验签、共识流程如下：区块链主节点和区块链背书节点均对二级签名后的交易信息进行验签，验签通过后进行共识验证，共识通过后生成区块，分区内进行区块广播，并将交易结果写入账本。
可选地，共识验证采用PBFT共识算法，当区块链节点收到其他2f个节点的合法性确认后，在合约虚拟机中运行交易，f为容错节点个数，总节点为3f+1。
在本申请实施例中，区块链节点的签名验签采用国密算法SM2、SM3和SM4，其中SM2为基于椭圆曲线密码的公钥密码算法标准，包含数字签名、密钥交换和公钥加密，用于替换RSA/DiffieHellman/ECDSA/ECDH等国际算法；SM3为密码杂凑算法，用于替代MD5/SHA-1/SHA-256等国际哈希算法；SM4为分组密码算法，用于替代AES/DES/3DES等国际对称加密算法。椭圆曲线密码体制的安全性基于椭圆曲线离散对数问题的难解性，由于该问题没有亚指数时间的解决方法，椭圆曲线密码***(EllipticCurveCryptography，简称ECC)的单位比特强度要远高于传统的离散对数***，因此计算参数更小，密钥更短，运算速度更快，签名也更加短小。区块链数字签名流程如图3所示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种基于区块链的多级签名方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
客户向交易验证机构请求数字证书；
交易验证机构向证书颁发机构申请数字证书并颁发给客户；
客户通过数字证书将交易信息进行一级数字签名后，发送到交易验证机构进行合法性验证。
交易验证机构将合法性验证通过的交易信息，采用区块链平台颁发的数字证书进行二级数字签名，并对二级签名后的交易信息采用证书颁发机构颁发给交易验证机构的数字证书进行三级数字签名，将三级签名后的交易信息发送到区块链平台应用层。
区块链平台应用层对三级签名后的交易信息进行验签，得到二级签名后的交易信息并发送到区块链节点，区块链节点完成验签后进行共识。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的多级签名方法，其特征在于，所述交易验证机构为金融机构；所述证书颁发机构为金融机构或第三方电子认证服务机构；所述交易验证机构向客户颁发的数字证书采用Ukey、文件证书等。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的多级签名方法，其特征在于，客户在客户端发起交易请求，并在客户端利用数字证书进行一级数字签名后，将交易信息发送到交易验证机构。
4.根据权利要求1所述的一种基于区块链的多级签名方法，其特征在于，所述一级数字签名用于实现客户的权限控制和身份准入。
5.根据权利要求1所述的一种基于区块链的多级签名方法，其特征在于，所述二级数字签名通过多个区块链节点背书验签机制，提高交易的不可篡改与可追溯性。
6.根据权利要求1所述的一种基于区块链的多级签名方法，其特征在于，所述三级数字签名用于实现交易验证机构的权限控制和身份准入，并且确保二级签名数据不会被篡改。
7.根据权利要求1所述的一种基于区块链的多级签名方法，其特征在于，多级签名过程中，客户用证书颁发机构颁发的私钥对交易信息进行一级签名，交易验证机构用客户的公钥进行验签；
交易验证机构用区块链平台颁发给客户的私钥对交易信息进行二级签名，并采用证书颁发机构颁发给交易验证机构的私钥对二级签名后的交易信息进行三级签名；
区块链平台应用层采用交易验证机构的公钥对三级签名后的交易信息进行验签，得到二级签名后的交易信息发送到区块链节点，并由区块链平台颁发的客户公钥对二级签名后的交易信息进行验签；
其中，证书颁发机构颁发的公钥由全网络共享；区块链平台颁发的公钥随着交易信息传递。
8.根据权利要求1所述的一种基于区块链的多级签名方法，其特征在于，所述区块链平台通过CA体系签名认证方式实现联盟成员的准入控制，支持自建CA和CFCA两种模式。
9.根据权利要求1所述的一种基于区块链的多级签名方法，其特征在于，所述区块链节点的验签、共识流程如下：
区块链主节点和区块链背书节点均对二级签名后的交易信息进行验签，验签通过后进行共识验证，共识通过后生成区块，分区内进行区块广播，并将交易结果写入账本。
10.根据权利要求1所述的一种基于区块链的多级签名方法，其特征在于，所述共识验证采用PBFT共识算法，当区块链节点收到其他2f个节点的合法性确认后，在合约虚拟机中运行交易，f为容错节点个数，总节点为3f+1。
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