CN112926031A - 一种安全的区块链电子证照使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种安全的区块链电子证照使用方法。证照颁发部门生成原始电子证照数据，计算其哈希值，生成原始电子证照数据的CES签名，把原始电子证照数据、哈希值、CES签名整合成电子证照数据存储至电子证照资源库，把哈希值、电子证照编号上传至区块链存证；持证者下载电子证照数据，根据电子证照编号通过区块链验证原始电子证照数据的完整性，并根据验证结果向业务服务部门发送业务所需数据申请业务服务；业务服务部门接收并验证业务所需数据的真实性；若对业务所需数据的验证通过，则向持证者提供业务服务，并将业务许可凭证、SDVS签名上传至区块链中存证；若对业务所需数据的验证不通过，则拒绝向持证者提供服务。

Description

一种安全的区块链电子证照使用方法

技术领域

本发明申请涉及数据安全领域，尤其涉及一种安全的区块链电子证照使用方法。

背景技术

传统的电子证照使用方法，使用电子证照办理业务时，都是把一份完整的证照数据进行提交，某些需要证照数据的业务，电子证照中的部分数据是业务办理不需要的，如果对整个证照数据完全提交用于业务办理，就会造成多余电子证照数据的提交。在如今数据信息化不断深化的社会里，个人的数据隐私变得愈发重要，每个人都应该有自己控制自己所有数据和隐私的权力，如果把一个完整的电子证照数据进行上传提交，容易导致个人不必要的数据的泄露。

现有的电子证照处理***，对个人的证照数据和数据的使用记录都保存在中心化的服务器上，这样一来，即使此中心机构是个权威机构，也难以让用户不对中心化的数据库中数据的真实性产生怀疑，一是如今黑客盗窃数据的行为屡见不鲜，二是颁证单位的工作人员或者电子证照资源库的管理员可能会有失误的操作而不小心更改了证照数据。

发明内容

基于上述提出的证照数据泄露、数据被篡改问题，本发明提供了一种基于内容抽取签名数字签名算法、强指定验证者签名算法和区块链技术电子证照的使用方式，实现了证照所有者对电子证照数据的细粒度控制。

步骤1：证照颁发部门使用电子证照生成工具生成原始电子证照数据，并使用电子证照生成工具哈希模块计算电子证照哈希值，使用电子证照生成工具签名模块对原始电子证照数据进行可抽取签名的相关处理并生成证照CES签名。使用电子证照存档工具资源库模块把原始电子证照数据、电子证照的哈希值、电子证照的CES签名整合成电子证照数据存储至电子证照资源库。使用电子证照存档工具区块链模块把电子证照的哈希值、电子证照的编号上传至区块链存证；

步骤2：持证者使用持证者工具下载模块下载电子证照数据，根据原始电子证照数据中电子证照的编号使用持证者工具区块链模块查询区块链上对应的电子证照的哈希值用来验证原始电子证照数据的完整性，持证者根据原始电子证照数据的完整性验证结果向业务服务部门申请服务；

步骤3：业务服务部门使用业务部门工具验证模块验证接收到的业务所需数据的真实性；若业务对所需数据的验证通过，则向持证者提供业务服务，并使用业务部门工具区块链模块将业务许可凭证、SDVS签名使用业务部门工具上传至区块链中存证；若对业务所需数据的验证不通过，则拒绝向持证者提供服务；

优选的，步骤1所述电子证照生成工具根据电子证照六项国家标准规范电子证照的生成，使生成的电子证照符合六项国家标准。

优选的，步骤1所述电子证照生成工具哈希模块实现SM3密码杂凑算法，根据SM3密码杂凑算法生成原始电子证照数据的哈希值。

优选的，步骤1所述电子证照生成工具签名模块实现内容抽取签名算法中的签名生成，可对一份原始电子证照数据进行处理，包括定义子消息结构跟内容抽取访问结构、合成子消息描述文件、抽取签名的生成等。

优选的，步骤1所述电子证照资源库保存相关地区内所有电子证照，管理证照上传、下载、更新、删除的相关用户操作权限，按照国家标准对电子证照进行分类整理。

优选的，步骤1所述电子证照存档工具资源库模块与电子证照资源库进行通信，一是对原始电子证照数据、电子证照的哈希值、电子证照的CES签名进行整合和规范化处理，生成电子证照数据。二是处理电子证照数据，对电子证照资源库上进行交互，包括上传、更新和删除电子证照资源库上的数据。

优选的，步骤1所述电子证照存档工具区块链模块负责与区块链进行交互，实现区块链相关接口，包括对区块链的数据的上传、相关数据的查询和下载以及履行相关区块链节点职责等。

优选的，步骤2所述持证者根据原始电子证照数据完整性的验证结果向业务服务部门申请服务为：

若原始电子证照数据完整，则持证者根据持证者的业务需求使用持证者工具凭证模块生成不带有持证者信息和业务服务方信息的业务许可凭证，同时对业务许可凭证生成SDVS签名，持证者使用持证者工具CES签名模块抽取原始电子证照数据中部分数据从而生成抽取数据，并生成抽取签名，持证者将抽取数据、抽取签名、业务许可凭证、SDVS签名通过持证者工具业务模块处理成业务所需数据，发给业务服务部门；

若原始电子证照数据不完整，则持证者向该电子证照颁发部门反映，请求证照颁发部门吊销旧证照，颁发新证照；

所述持证者工具凭证模块，用于辅助持证者生成规范的、带有指定格式的业务许可凭证，业务许可凭证上有持证者对业务服务提供方对抽取数据的使用要求，不存在持证者的身份信息和业务服务提供方的个人或企业信息。同时此模块实现强指定验证者签名算法，用于对业务许可凭证进行SDVS签名。

所述持证者工具CES模块支持对可抽取签名算法中的的相关操作，包括提供可视化界面方便对原始证照数据进行数据抽取，对数据进行抽取后计算生成抽取签名。

所述持证者工具业务模块可抽取数据、抽取签名、业务许可凭证、SDVS签名进行打包、整理，以规定格式与业务服务部门进行交互，方便业务部门进行处理；

优选的，步骤3所述验证业务所需数据的真实性为：

步骤3.1，对抽取数据进行验证，依照可抽取签名算法对抽取签名进行验证，验证抽取数据的来源是否为合法的权威部门。

步骤3.2，对业务许可凭证进行验证，验证SDVS签名的签发对象是否为持证者，指定验证对象是否为业务服务部门。

本发明的有益效果是：

基于内容抽取签名的可按需抽取数据的特性，实现了持证者对自身的原始电子证照数据的细粒度控制，达到了隐私保护的目的。内容抽取签名具备强大的认证功能，可以有效解决虚假证照和过期证照问题。

由证照颁发部门在CES签名中定义的子消息描述文件规定了哪些数据为可抽取项，哪些数据为必抽取项，确保了原始电子证照数据经过数据抽取后，不改变原有的意思，实现了一种安全、有效、实用的数据使用方式。

区块链的可溯源、去中心化、不可篡改特性极大加强了原始电子证照数据被篡改的风险。改变了原有的中心化电子证照资源库和颁证部门对电子证照数据的绝对控制，保证了电子证照数据的安全性、可信性、可靠性。业务许可凭证和其SDVS的上链，保证了业务办理的不可抵赖性。使用电子证照办理业务时，更加可靠、更加安全。

业务许可凭证上不具有任何身份信息，保证了该业务信息的隐私，同时，强指定验证签名又保证了该业务相关的双方对于该业务的不可抵赖性。保证了即使电子证照的抽取数据、、业务许可凭证、SDVS签名被泄漏，获密的第三方由于不是指定验证者而不能验证业务许可凭证的SDVD签名，从而不能办理其它恶意业务，有效防止了证照数据的滥用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1：是本发明实施例中基于CES和区块链电子证照***流程图。

图2：是本发明实施例中***的运行过程示意图。

图3：是本发明实施例中技术使用说明图。

图4：是本发明实施例中业务许可凭证示例图。

具体实施方式

以下将结合实施例以及附图对本发明以更加详细的说明，旨在加深对本发明的理解，并不构成本发明的局限。

请参见图1，本实施例提供了一种安全的区块链电子证照使用方法。具体对象包括电子证照资源库、颁证部门、持证者、业务部门、区块链。

本发明第一实施例如下：

步骤1：证照颁发部门使用电子证照生成工具生成原始电子证照数据，并使用电子证照生成工具哈希模块计算电子证照哈希值，使用电子证照生成工具签名模块对原始电子证照数据进行可抽取签名的相关处理并生成证照CES签名。使用电子证照存档工具资源库模块把原始电子证照数据、电子证照的哈希值、电子证照的CES签名整合成电子证照数据存储至电子证照资源库。使用电子证照存档工具区块链模块把电子证照的哈希值、电子证照的编号上传至区块链存证；

步骤1所述电子证照生成工具根据电子证照六项国家标准规范电子证照的生成，使生成的电子证照符合六项国家标准。

步骤1所述电子证照生成工具哈希模块实现SM3密码杂凑算法，根据SM3密码杂凑算法生成原始电子证照数据的哈希值。

步骤1所述电子证照生成工具签名模块实现内容抽取签名算法中的签名生成，可对一份原始电子证照数据进行处理，包括定义子消息结构跟内容抽取访问结构、合成子消息描述文件、抽取签名的生成等。

步骤1所述电子证照资源库保存相关地区内所有电子证照，管理证照上传、下载、更新、删除的相关用户操作权限，按照国家标准对电子证照进行分类整理。

步骤1所述电子证照存档工具资源库模块与电子证照资源库进行通信，一是对原始电子证照数据、电子证照的哈希值、电子证照的CES签名进行整合和规范化处理，生成电子证照数据。二是处理电子证照数据，与电子证照资源库交互，包括上传、更新和删除电子证照资源库上的数据。

步骤1所述电子证照存档工具区块链模块负责与区块链进行交互，实现区块链相关接口，包括对区块链的数据的上传、相关数据的查询和下载以及履行相关区块链节点职责等。

步骤2：持证者使用电子证照下载工具下载电子证照数据，根据原始电子证照数据中电子证照的编号使用区块链查询工具查询区块链上对应的电子证照的哈希值用来验证原始电子证照数据的完整性，持证者根据原始电子证照数据的完整性验证结果向业务服务部门申请服务；

步骤2所述持证者根据原始电子证照数据完整性的验证结果向业务服务部门申请服务为：

若原始电子证照数据完整，则持证者根据持证者的业务需求使用持证者电子证照处理工具凭证模块生成不带有持证者信息和业务服务方信息的业务许可凭证，同时对业务许可凭证生成SDVS签名，持证者使用电子证照处理工具CES模块抽取原始电子证照数据中部分数据从而生成抽取数据，并生成抽取签名，持证者将抽取数据、抽取签名、业务许可凭证、SDVS签名通过持证者电子证照处理工具业务模块处理成业务所需数据，发给业务服务部门；

若原始电子证照数据不完整，则持证者向该电子证照颁发部门反映，请求证照颁发部门吊销旧证照，颁发新证照；

所述电子证照处理工具凭证模块，用于辅助持证者生成规范的、带有指定格式的业务许可凭证，业务许可凭证上有持证者对业务服务提供方对抽取数据的使用要求，不存在持证者的身份信息和业务服务提供方的个人或企业信息。同时此模块实现强指定验证者签名算法，用于对业务许可凭证进行SDVS签名。

所述电子证照处理工具CES模块支持对可抽取签名算法中的的相关操作，包括提供可视化界面方便对原数据进行数据抽取，对数据进行抽取后生成抽取签名。

所述电子证照处理工具业务模块可抽取数据、抽取签名、业务许可凭证、SDVS签名进行打包、整理，以规定格式与业务服务部门进行交互，方便业务部门进行处理；

步骤3：业务服务部门使用业务部门工具验证模块验证接收到的业务所需数据真实性；若业务对所需数据的验证通过，则向持证者提供业务服务，并使用业务部门工具区块链模块将业务许可凭证、SDVS签名上传至区块链中存证；若对业务所需数据的验证不通过，则拒绝向持证者提供服务；

步骤3所述验证业务所需数据的真实性为：

步骤3.1，对抽取数据进行验证，依照可抽取签名算法对抽取签名进行验证，验证抽取数据的来源是否为合法的权威部门。

步骤3.2，对业务许可凭证进行验证，验证SDVS签名的签发对象是否为持证者，指定验证对象是否为业务服务部门。

本发明第二实施例如下：

图2是本发明实施例中***的运行过程示意图。包含了办理一个业务的具体步骤。

如图2所示，具体过程如下：

1.颁证部门把电子证照电子化，为了方便不同地区证照共享、互通互认，颁证部门把电子证照数据上传到证照资源库，值得说明的是，证照资源库并不只是一个单一的服务器，是由多地数个服务器联合而成。

2.为了使电子证照变得可信，颁证部门还需要把电子证照的编号和原始电子证照数据的哈希值上传到区块链进行存证，保证了原始电子证照数据不会被篡改。

3.电子证照上传到证照资源库和区块链后，持证者便可下载电子证照数据，包括原始电子证照数据，电子证照的CES签名等。

4.持证者首先由CES签名验证原始电子证照数据是否是权威部门签发，确认是由权威部门颁发后，再计算原始证照编号的哈希值，根据该证照编号从区块链上查找对应的原始证照的哈希值，若哈希值一致，则证明原始证照数据未被篡改，即说明原始证照数据是权威的且可信的。

5.持证者证明原始电子证照数据无误后，根据业务所需数据，抽取原始电子证照数据中的部分数据，生成抽取数据和对应的抽取签名，同时生成业务许可凭证和其对应的SDVS签名。一同发给业务服务部门。

6.业务服务部门验证所需的数据是为真实可信后，便可为持证者提供相应的服务。同时把业务许可凭证和SDVS签名上链存证。

图3是本发明实施例中技术使用说明图。

主要存在三种工具、两种技术和一个证照资源库。三种分别为电子证照生成工具、持证者工具、业务部门工具；两种技术分别为可抽取签名技术和区块链技术。

电子证照生成工具为证照颁发部门所使用的工具，主要由四大模块，CES签名模块主要用于实现CES签名的签名生成部分；哈希模块使用SM3摘要算法计算原始电子证照的哈希值；资源库模块与证照资源库进行交互，负责上传、更新电子证照数据；区块链模块负责与区块链交互，执行区块链相关功能，比如上传数据进行存证。

持证者工具为持证者所使用的工具，主要由五大模块组成。CES签名模块用于对颁证部门颁发的电子证照数据进行处理，支持对原始电子证照数据进行抽取，以及生成相应的抽取签名；凭证模块负责业务许可凭证的生成和SDVS签名的签署，下载模块与证照资源库进行交互，根据持证者权限下载相关的电子证照数据交予CES签名模块进行解析和处理；查验模块一是验证CES签名是由权威部门签署的，二是使用区块链技术验证原始电子证照数据未经篡改，保证电子证照数据的可信性。

业务部门工具为业务部门所使用的工具，主要包括验证模块和区块链模块，验证模块实现了可抽取签名算法的验证算法部分，用于验证抽取数据和抽取签名的权威性。区块链模块可把业务许可声明和SDVS签名上传到区块链上进行存证。

可抽取签名技术的使用对象为颁证部门、持证者、业务服务部门。分别由电子证照生成工具、持证者工具、业务部门工具实现CES签名的生成、数据的抽取与抽取签名生成、抽取签名的验证三个部分。

区块链技术基于可溯源、不可篡改特性，主要进行数据的存证，实现一个去中心化的信任环境，确保业务办理过程的可信性，保证数据安全，是最为可靠的维权工具。

证照资源库用于保存电子证照数据，其资源库接口根据国家电子证照标准GB/T36906-2018共享服务接口规范实现，实现全国各地区电子证照数据的共享使用。颁证部门根据权限上传电子证照数据、持证者根据权限下载电子证照数据，根据国家标准对电子证照进行分类整理，使电子证照的使用更加方便快捷。比如实现电子证照资源库可根据地区、证照主体标识、证照类别、颁证单位、证照级别等多种信息进行证照的检索。

图4是本发明实施例中业务许可凭证示例图。

如图4所示，持证者根据业务生成一份业务许可凭证，业务许可凭证上指明持证者授权业务部门办理相关业务，说明了业务服务部门拿到持证者的数据信息后的对数据使用的有关限制，同时也记载了持证者所抽取数据的哈希值。为保证业务数据的保密性，业务许可凭证上只记载了业务相关的信息，而不记载有业务服务部门跟业务受理方双方的信息。为了保证业务办理的真实性，业务服务部门把业务许可凭证上传到区块链上，由于业务许可凭证没有记载业务办理双方的信息，确保了在区块链上业务办理的双方的隐私。业务服务部门对业务许可凭证进行SDVS签名，强指定验证签名中的签名者和指定验证者确保了业务办理双方不可否认参与了业务的办理。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种安全的区块链电子证照使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：证照颁发部门使用电子证照生成工具生成原始电子证照数据，并使用电子证照生成工具哈希模块计算电子证照哈希值，使用电子证照生成工具签名模块对原始电子证照数据进行可抽取签名的相关处理并生成证照CES签名；使用电子证照存档工具资源库模块把原始电子证照数据、电子证照的哈希值、电子证照的CES签名整合成电子证照数据存储至电子证照资源库；使用电子证照存档工具区块链模块把电子证照的哈希值、电子证照的编号上传至区块链存证；

步骤2：持证者使用持证者工具下载模块下载电子证照数据，根据原始电子证照数据中电子证照的编号使用持证者工具区块链模块查询区块链上对应的电子证照的哈希值用来验证原始电子证照数据的完整性，持证者根据原始电子证照数据的完整性验证结果向业务服务部门申请服务；

步骤3：业务服务部门使用业务部门工具验证模块验证接收到的业务所需数据的真实性；若业务对所需数据的验证通过，则向持证者提供业务服务，并使用业务部门工具区块链模块将业务许可凭证、SDVS签名使用业务部门工具上传至区块链中存证；若对业务所需数据的验证不通过，则拒绝向持证者提供服务。

2.根据权利要求1所述的安全的区块链电子证照使用方法，其特征在于，

步骤1所述电子证照生成工具根据电子证照六项国家标准规范电子证照的生成，使生成的电子证照符合六项国家标准；

步骤1所述电子证照生成工具哈希模块实现SM3密码杂凑算法，根据SM3密码杂凑算法生成原始电子证照数据的哈希值；

步骤1所述电子证照生成工具签名模块实现内容抽取签名算法中的签名生成，可对一份原始电子证照数据进行处理，包括定义子消息结构跟内容抽取访问结构、合成子消息描述文件、抽取签名的生成等；

步骤1所述电子证照资源库保存相关地区内所有电子证照，管理证照上传、下载、更新、删除的相关用户操作权限，按照国家标准对电子证照进行分类整理；

步骤1所述电子证照存档工具资源库模块与电子证照资源库进行通信，一是对原始电子证照数据、电子证照的哈希值、电子证照的CES签名进行整合和规范化处理，生成电子证照数据；二是处理电子证照数据，对电子证照资源库上进行交互，包括上传、更新和删除电子证照资源库上的数据；

步骤1所述电子证照存档工具区块链模块负责与区块链进行交互，实现区块链相关接口，包括对区块链的数据的上传、相关数据的查询和下载以及履行相关区块链节点职责等。

3.根据权利要求1所述的安全的区块链电子证照使用方法，其特征在于，

步骤2所述持证者根据原始电子证照数据完整性的验证结果向业务服务部门申请服务为：

若原始电子证照数据完整，则持证者根据持证者的业务需求使用持证者工具凭证模块生成不带有持证者信息和业务服务方信息的业务许可凭证，同时对业务许可凭证生成SDVS签名，持证者使用持证者工具CES签名模块抽取原始电子证照数据中部分数据从而生成抽取数据，并生成抽取签名，持证者将抽取数据、抽取签名、业务许可凭证、SDVS签名通过持证者工具业务模块处理成业务所需数据，发给业务服务部门；

若原始电子证照数据不完整，则持证者向该电子证照颁发部门反映，请求证照颁发部门吊销旧证照，颁发新证照；

所述持证者工具凭证模块，用于辅助持证者生成规范的、带有指定格式的业务许可凭证，业务许可凭证上有持证者对业务服务提供方对抽取数据的使用要求，不存在持证者的身份信息和业务服务提供方的个人或企业信息；同时此模块实现强指定验证者签名算法，用于对业务许可凭证进行SDVS签名；

所述持证者工具CES模块支持对可抽取签名算法中的的相关操作，包括提供可视化界面方便对原始证照数据进行数据抽取，对数据进行抽取后计算生成抽取签名；

所述持证者工具业务模块可抽取数据、抽取签名、业务许可凭证、SDVS签名进行打包、整理，以规定格式与业务服务部门进行交互，方便业务部门进行处理。

4.根据权利要求1所述的安全的区块链电子证照使用方法，其特征在于，

步骤3所述验证业务所需数据的真实性为：

步骤3.1，对抽取数据进行验证，依照可抽取签名算法对抽取签名进行验证，验证抽取数据的来源是否为合法的权威部门；

步骤3.2，对业务许可凭证进行验证，验证SDVS签名的签发对象是否为持证者，指定验证对象是否为业务服务部门。

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