CN112926983A - 一种基于区块链的存证交易加密***及方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于区块链的存证交易加密***及方法，涉及区块链领域，应用层为发起存证交易的客户端并产生存证信息，应用层将存证信息传输至中间件层；中间件层的api接口用于接收存证信息并对存证信息进行加密处理生成交易请求，api接口将交易请求传输至底层区块链***；底层区块链***节点接收交易请求，并对所交易请求进行解析处理后再进行加密处理生成交易hash值，节点通过去中心化***达成共识后将交易数据存储于数据库中，存储成功后返回至应用层存证交易结果。通过加密算法使得底层区块链***在进行数据交换上更有效率，整体提升了加密***性能和安全。

Description

一种基于区块链的存证交易加密***及方法
技术领域
本发明涉及区块链数据存储领域，尤其涉及一种基于区块链的存证交易加密***及方法。
背景技术
现有的分布式***，在对数据、通信进行加密等方面都是使用国际加密算法来实现的数据的安全性。如利用公开密钥的加密技术RSA来作为用户端与服务器端传送机密材料时的加密通信协议；使用MD5、SHA等摘要算法来校验加密数据的完整性；还有其他对称加密算法如AES、DES等。但是随着计算机算力的发展,相关加密算法如MD5、SHA等易受冲撞攻击,逐渐不能满足我国对数字化经济中数据的安全保密问题等要求。本发明针对***中存在加密的方法存在的不足的提供一种加密的方法。
发明内容
为解决基于区块链的存证交易***中加密方法的不足，本发明提供以下技术方案。
一种基于区块链的存证交易加密***，包括应用层、中间件层、底层区块链***；
应用层为发起存证交易的客户端，客户端产生存证信息后与中间件层进行数据交互，将存证信息传输至中间件层；
中间件层用于提供与应用层和底层之间进行数据交互的api接口，api接口用于接收存证信息并对存证信息进行加密处理生成交易请求，api接口将交易请求传输至底层区块链***；
底层区块链***包括多个节点以及去中心化***，每一个节点包括一个数据库，节点用于接收交易请求，并对所交易请求进行解析处理后再进行加密处理生成交易hash值，节点还用于对存证信息进行校验，节点通过去中心化***达成共识后将交易数据存储于数据库中，存储成功后返回存证交易结果。
具体的，api接口对存证信息进行加密处理生成交易请求的过程为：api接口接收存证信息后，通过sm2算法生成此次交易的账户公私钥、用户账号地址，交易请求包括账户公私钥、用户账号地址、存证信息。通过使用sm2算法对api接口与底层区块链***交互进行加密处理，保证了api接口的安全性。
具体的，节点对交易请求进行解析处理的过程为：节点将交易请求中的存证信息按照json格式进行解析，获取存证数据交易详情信息。
具体的，底层区块链***的每个节点之间通过sm2算法进行通信交互连接。这样保证节点与节点之间数据传输的安全性。
具体的，节点对存证请求信息通过sm3加密算法处理生成交易账本hash值。保证了生成的账本hash值的安全性。
具体的，节点对存证信息进行校验的过程为：节点通过sm2签名和验签算法对存证数据进行校验验证。在校验的时，通过提供账户公私钥，私钥对数据进行签名，公钥来验证数据实现存证数据的校验。通过对交易数据进行的校验，能有效保证传输的交易数据的完整性，保证数据不被篡改破坏。
具体的，节点通过去中心化***达成共识并将交易数据存储于数据库的过程为：节点通过基于pbft算法的去中心化***，对交易是否存储入数据库中进行投票，如果大于等于2/3的节点同意存储，交易数据存储入数据库中，如果少于2/3的节点同意存储，则会保留5个账本时间，如果依然没有通过2/3的节点同意，则该笔交易的交易数据不存储入数据库中。
具体的，交易数据包括交易ID、交易账户、账本序列化、交易序列化、存证信息。
一种基于区块链的存证交易加密方法，方法运用于上述一种基于区块链的存证交易加密***，方法包括以下步骤：
步骤S1：应用层为发起存证交易并产生存证信息，并将存证信息传输至中间件层；
步骤S2：中间件层通过api接口接收存证信息，api接口对存证信息进行加密处理生成交易请求，api接口将交易请求传输至底层***区块链***；
步骤S3：底层区块链***的每个节点之间通过sm2算法建立可信的通信交互网络***；
步骤S4：节点通过websocket协议接收到api接口传输的交易请求，对交易请求进行解析，节点通过sm3算法对解析后的数据生成本次交易的hash值；
步骤S5：节点通过sm2签名算法和sm2验签算法对存证数据进行校验验证，如果验证成功，则进行步骤S6，如果验证失败则节点直接反回至上层应用失败结果，提示是非法的交易；
步骤S6：节点之间通过去基于pbft算法的中心化***来达到共识，若节点之间达成共识，则将对交易数据存储至数据库中，并通过中间件层返回交易数据至应用层，若节点之间未达成共识，则将失败结果通过中间件层返回至应用层，失败结果提示为交易失败；
步骤S7：用户可以在应用层输入交易ID和交易账户发起查询交易请求，应用层将查询请求发送至api接口，节点通过websocket协议与api接口进行信息交互接收查询请求，节点调用数据库进行查询，查询完成后节点将查询结果返回至中间件层，再由中间件层返回查询结果至应用层。
从上述描述中可以得出该发明的优点：
1.sm2算法具有抗攻击性强，CPU占用少，网络消耗低，加密速度快等优点，节点之间通过sm2算法建立通信交互连接，有效增强节点之间的安全性。除此之外，单节点还通过sm2算法对存证信息进行数据校验，保证存证数据的准确性以及不被篡改，在使得底层区块链***在进行数据交换上更有效率。
2.底层区块链***通过sm3算法对存证信息生成交易hash值，有效的提高了
hash值的安全性。
3.配合使用sm2和sm3算法整体提升了基于区块链的存证交易加密***的加密***性能和安全性。
附图说明
图1为一种基于区块链的存证交易加密***中节点之间建立可信的通信交互网络***的示意图；
图2为一种基于区块链的存证交易加密***中节点对解析后的数据节点通过sm3算法生成本次交易的hash值的示意图；
图3为一种基于区块链的存证交易加密方法的流程图。
具体实施方式
本发明的技术方案提供了一种智能合约虚拟机接口，如图1至图3所示，其技术方案如下：
一种基于区块链的存证交易加密***，包括应用层、中间件层、底层区块链***；
应用层为发起存证交易的客户端，客户在客户端根据自身的需求产生存证信息，应用层与中间件层进行数据交互，并将存证信息传输至中间件层；
中间件层用于提供与应用层和底层之间进行数据交互的api接口，api接口用于接收存证信息并对存证信息进行加密处理生成交易请求，其中加密处理的过程为：api接口通过sm2算法生成此次交易的账户公私钥和用户账号地址，所以交易请求包括账户公私钥、用户账号地址、存证信息。api接口将交易请求传输至底层区块链***；
底层区块链***包括多个节点以及去中心化***，每一节点通过sm2算法建立可信的通信交互网络***，如节点A和节点B互相作为对方的客户端，同时作为对方的服务器端，作为服务器端的一方接受客户发来的建立链接请求，双方使用sm2椭圆曲线加密算法进行握手，通过后即可建立可信的链接，同时节点A，节点B还接收其他节点的链接申请，重复上述过程，直到建立链接。
除此之外，每一个节点内设有一个数据库，数据库用于存储交易数据。单节点通过websocket协议接收到api接口传输的交易请求，并将交易请求中的存证信息按照json格式进行解析，获取存证数据交易详情信息，并将解析完成后的存证信息通过sm3加密处理生成交易账本hash值，并同时对存证数据进行的校验。其中sm3加密处理的过程为：区块链的账本是一个链式结构，每一个账本都通过父hash字段来指向上一个账本，依此类推，形成一个链表。每个账本包含了账本序列号、父hash(前一个账本hash)、币的总数、timestamp(账本关闭时间)、交易hash(当前账本中所有交易的hash值)、账号hash、父timestamp(前一个账本的关闭时间)等数据信息。每次账本要关闭的时候，会把这些数据信息进行序列化，再使用sm3算法，生成该账本的hash。等到该账本关闭完成，把该账本的hash值，加入到新打开的账本的父hash字段，完成账本的链式结构。其中对存证数据进行校验的过程为：节点通过sm2签名算法和sm2验签算法对存证数据进行校验验证，在校验的时候，节点提供账户公私钥对，私钥对数据进行签名，公钥来校验数据。
去中心化***用于对节点之间达成共识后将交易数据存储于数据库中。其中节点通过去中心化***达成共识并将交易数据存储于数据库的过程为：节点通过基于pbft算法的去中心化***，对交易是否存储入数据库中进行投票，如果多于等于2/3的节点同意存储，交易数据存储入数据库中，如果少于2/3的节点同意存储，则会保留5个账本时间，每个账本时间为10秒，在账本时间结束后如果依然没有大于等于2/3的节点同意，则该笔交易的交易数据不存储入数据库中。其中，交易数据包括交易ID、交易账户、账本序列化、交易序列化、存证信息。
一种基于区块链的存证交易加密方法，该方法运用于上述一种基于区块链的存证交易加密***，该方法具体包括以下步骤：
步骤S1：应用层为发起存证交易并产生存证信息，并将存证信息传输至中间件层；
步骤S2：中间件层通过api接口接收存证信息，api接口对存证信息进行加密处理生成交易请求，api接口将交易请求传输至底层***区块链***；
步骤S3：底层区块链***的每个节点之间通过sm2算法建立可信的通信交互网络***；
步骤S4：节点通过websocket协议接收到api接口传输的交易请求，对交易请求进行解析，对解析后的数据节点通过sm3算法生成本次交易的hash值；
步骤S5：节点通过sm2签名算法和sm2验签算法对存证数据进行校验验证，如果验证成功，则将交易数据通过广播的形式发送到其他节点进行验证；如果验证失败则该节点返回至中间件层，然后通过中间件层再返回至应用层失败结果，提示是非法的交易；
步骤S6：节点之间通过去基于pbft算法的中心化***来达到共识，若节点之间达成共识，则将交易数据存储至数据库中，并返回的交易数据至应用层，若节点之间未达成共识，则返回至应用层交易失败结果，提示为交易失败；
步骤S7：用户还可以通过上次反馈的交易数据信息输入至应用层发起查询请求，将查询请求发送至api接口，节点通过websocket协议与api接口接收查询请求，节点将查询结果反馈至api接口，再由api接口返回至应用层。
从发明内容中可以得出，该方法具有以下优点：
1.sm2算法具有抗攻击性强，CPU占用少，网络消耗低，加密速度快等优点，节点之间通过sm2算法建立通信交互连接，有效增强节点之间的安全性。除此之外，单节点还通过sm2算法对存证信息进行数据校验，保证存证数据的准确性以及不被篡改，在使得底层区块链***在进行数据交换上更有效率。
2.底层区块链***通过sm3算法对存证信息生成交易hash值，有效的提高了hash值的安全性。
3.配合使用sm2和sm3算法整体提升了基于区块链的存证交易加密***的加密***性能和安全性。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于区块链的存证交易加密***，其特征在于，包括应用层、中间件层、底层区块链***；
所述应用层为发起存证交易的客户端，所述客户端产生存证信息后与所述中间件层进行数据交互，将所述存证信息传输至中间件层；
所述中间件层用于提供与所述应用层和所述底层之间进行数据交互的api接口，所述api接口用于接收所述存证信息并对所述存证信息进行加密处理生成交易请求，所述api接口将所述交易请求传输至所述底层区块链***；
所述底层区块链***包括多个节点以及去中心化***，每一个所述节点包括一个数据库，所述节点用于接收所述交易请求，并对所交易请求进行解析处理后再进行加密处理生成交易hash值，所述节点还用于对所述存证信息进行校验，所述节点通过所述去中心化***达成共识后将交易数据存储于所述数据库中，存储成功后返回存证交易结果。
2.根据权利要求1所述一种基于区块链的存证交易加密***，其特征在于，所述api接口对所述存证信息进行加密处理生成交易请求的过程为：所述api接口接收所述存证信息后，通过sm2算法生成此次交易的账户公私钥、用户账号地址，所述交易请求包括所述账户公私钥、所述用户账号地址、所述存证信息。
3.根据权利要求1或2所述一种基于区块链的存证交易加密***，其特征在于，所述节点对所述交易请求进行解析处理的过程为：所述节点将所述交易请求中的存证信息按照json格式进行解析，获取存证数据交易详情信息。
4.根据权利要求1所述一种基于区块链的存证交易加密***，其特征在于，所述底层区块链***的每个节点之间通过sm2算法进行通信交互连接。
5.根据权利要求1所述一种基于区块链的存证交易加密***，其特征在于，所述节点对所述存证请求信息通过sm3加密算法处理生成交易账本hash值。
6.根据权利要求1或2所述一种基于区块链的存证交易加密***，其特征在于，所述节点对所述存证信息进行校验的过程为：节点将所述账户公私钥通过sm2签名和验签算法实现对所述存证数据进行校验验证。
7.根据权利要求1所述一种基于区块链的存证交易加密***，其特征在于，所述节点通过所述去中心化***达成共识并将交易数据存储于数据库的过程为：所述节点通过基于pbft算法的去中心化***，对交易是否存储入所述数据库中进行投票，如果大于等于2/3的节点同意存储，交易数据存储入数据库中，如果少于2/3的节点同意存储，则会保留5个账本时间，如果依然没有通过2/3的节点同意，则该笔交易的交易数据不存储入数据库中。
8.根据权利要求1一种基于区块链的存证交易加密***，其特征在于，所述交易数据包括交易ID、交易账户、账本序列化、交易序列化、所述存证信息。
9.一种基于区块链的存证交易加密方法，其特征在于，所述方法运用于上述权利要求1至8中所述的一种基于区块链的存证交易加密***，所述方法包括以下步骤：
步骤S1：所述应用层为发起存证交易并产生存证信息，并将所述存证信息传输至中间件层；
步骤S2：所述中间件层通过所述api接口接收所述存证信息，所述api接口对所述存证信息进行加密处理生成交易请求，所述api接口将所述交易请求传输至所述底层***区块链***；
步骤S3：所述底层区块链***的每个节点之间通过sm2算法建立可信的通信交互网络***；
步骤S4：所述节点通过websocket协议接收到所述api接口传输的所述交易请求，对所述交易请求进行解析，所述节点通过sm3算法对解析后的数据生成本次交易的hash值；
步骤S5：所述节点通过sm2签名算法和sm2验签算法对所述存证数据进行校验验证，如果验证成功，则进行步骤S6，如果验证失败则所述节点直接反回至上层应用失败结果，提示是非法的交易；
步骤S6：所述节点之间通过去基于pbft算法的中心化***来达到共识，若所述节点之间达成共识，则将对交易数据存储至数据库中，并通过中间件层返回交易数据至所述应用层，若所述节点之间未达成共识，则将失败结果通过中间件层返回至应用层，所述失败结果提示为交易失败；
步骤S7：用户可以在应用层输入所述交易ID和所述交易账户发起查询交易请求，所述应用层将所述查询请求发送至所述api接口，所述节点通过websocket协议与所述api接口进行信息交互接收所述查询请求，所述节点调用所述数据库进行查询，查询完成后所述节点将查询结果返回至所述中间件层，再由所述中间件层返回所述查询结果至应用层。
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