CN113452701A - 跨链***、面向跨链***的分布式用户身份认证模型 - Google Patents
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Abstract
一种跨链***,该***包括,用户标识注册模块、用户标识更新模块和用户标识认证模块。所述用户标识注册模块,用于为接入所述跨链***的区块链上的用户颁发跨链***统一身份标识C‑BUID。用户标识更新模块,用于为在跨链***中注册过的用户更新其在各个独立区块链上的身份信息,实现在跨链***中进行身份互联,这里独立区块链指不同的区块链***。用户标识认证模块,用于所述跨链***中各个独立区块链上的用户身份验证。
Description
技术领域
本发明属于区块链技术领域,特别涉及一种面向跨链***的分布式用户身份认证方法和模型。
背景技术
随着区块链技术和经济的发展,作为数字经济的重要信任基础设施,区块链之间的数据流通、应用协同需求日益显现。在不同的区块链***中,每个用户/节点都有一套自己的身份***,由于业务需求往来,用户往往需要在多个区块链***中注册账号,且各账户在不同的区块链上身份是不互通的,形成了一个个身份信息管理“孤岛”。
因此,在跨链交互过程中,用户身份的统一管理是需要解决的关键技术方向。面对海量异构区块链的跨链身份管理、跨链互联互通和身份隐私保护需求,传统中心化的身份管理体系存在互通性差、可信评价难、隐私信息易泄露等诸多问题,很难满足区块链跨链交互场景的需求。
发明内容
本发明实施例之一,一种跨链***,包括,用户标识注册模块、用户标识更新模块和用户标识认证模块。
所述用户标识注册模块,用于为接入所述跨链***的第一独立区块链上的用户颁发跨链***统一身份标识UID。
用户标识更新模块,用于为在跨链***中注册过的用户更新其在各个独立区块链上的身份信息。
用户标识认证模块,用于所述跨链***中各个独立区块链上的用户身份验证。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述,本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中,以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式,其中:
图1根据本发明实施例之一的跨链***用户标识基础架构示意图。
图2根据本发明实施例之一的跨链***用户跨链认证模型示意图。
具体实施方式
为解决异构区块链***之间的统一身份标识以及异构区块链***在跨链***中的信任传递、跨链访问、隐私保护等问题,本发明提出了一种面向跨链***中分布式用户的身份标识设计。统一身份标识(Unified Identity,UID)是用户在异跨链***中的全局标识,由跨链***负责维护管理,在中继链中进行存储,并实现与各个独立区块链的身份交换。如图1所示,在跨链架构模型中,各个独立区块链的用户身份与跨链***进行关联,跨链***在中继链中进行统一身份标识的存储。为了实现链联网,跨链技术作为连接同构/异构区块链的桥梁,为区块链之间的互联互通提供可靠的基础设施。
本发明实施例之一,一种面向跨链***的分布式用户身份认证模型,该模型包括多个独立的区块链以及多个链上用户,所述用户身份认证模型用于在不同区块链***在跨链***中的身份认证。
所述用户身份模型独立区块链用户身份信息和跨链***统一用户身份标识定义,用来规范跨链身份信息。
所述用户身份模型包括跨链身份注册和更新,通过独立区块链中的身份与跨链***身份进行关系映射,实现同一用户在不同区块链***中身份对齐。
所述用户身份认证,基于椭圆曲线算法和零知识证明进行设计,实现用户的跨链访问功能以及保障用户在跨链***身份隐私。
根据一个或者多个实施例,一种面向跨链***的分布式用户身份认证***,该***包括:用户标识注册模块、用户标识更新模块和用户标识认证模块。
用户标识注册模块,用于为接入跨链***中的独立区块链上的用户颁发跨链身份标识,独立区块链指不同的区块链***。用户标识更新模块,用于为在跨链***中注册过的用户更新其在多个区块链***上的身份信息。用户标识认证模块,用于跨链***中各个独立区块链上用户的身份验证。
所述的用户身份标识,包括:独立区块链用户身份标识和跨链***统一用户身份标识。
所述独立区块链用户身份标识,为独立区块链节点信息作为用户在跨链***中申请身份标识时的注册信息。
所述跨链***统一用户身份标识,为跨链***统一用户身份标识,同一实体用户在不同区块链***中有不同的身份信息结构和标识,跨链***的中继链通过映射可以将用户在不同***中的身份标识关联在一起,并建立跨链***中的唯一标识。一个跨链身份标识可关联多个独立区块链上的身份信息,表示该用户在多个区块链***中均有注册节点。
进一步的,独立区块链接入跨链***后,链上用户需要在跨链***中的用户标识注册模块注册跨链身份标识后才能进行跨链操作。
如果是已在跨链***中注册过的用户,需要添加用户在其他区块链上的身份信息,可以由所述的用户标识更新模块进行更新身份标识操作,实现多链信息的关联。
所述的用户标识认证模块,在用户认证阶段,为保护用户身份隐私,引入零知识证明协议,即认证阶段是零知识性的。该用户标识认证模块,基于椭圆曲线算法和零知识证明实现区块链跨链身份的认证。
根据一个或者多个实施例,一种面向跨链***的分布式用户身份认证模型,跨链***是一个基于中继链的交互架构,在用户标识基础架构设计中,中继链负责维护接入跨链***中用户的统一身份凭证的分发,并提供跨链的信任传递服务机制;
跨链***负责用户的跨链访问及跨链身份标识验证。
异构区块链***在申请接入跨链***时,须在中继链上注册跨链身份标识,为本链上用户扩展提供跨链的信任服务。
跨链身份标识的注册过程是,用户注册统一身份标识算法的输入为用户在独立区块链***上的身份标识和属性,用于跨链***中身份绑定。输出为跨链***中用户生成的公私钥以及身份标识。具体步骤如下:
步骤S1.用户U将自己的的身份信息(包括所属区块链标识CBID和属性ACBID)通过独立区块链发送到跨链***;
步骤S2.跨链***根据用户上传的信息生成跨链身份标识C-BCID;
步骤S3.跨链***根据椭圆曲线参数产生公钥(PKC-BCID)和私钥(SKC-BCID)。其中,SKC-BCID∈Ep,PKC-BCID=SKC-BCID·G,G为椭圆曲线上的基点;
步骤S4.跨链***生成数字签名S=H(C-BCID,PKC-BCID);
步骤S5.跨链***将区块链用户身份标识、跨链用户身份标识、私钥和数字签名发送给用户U。
如果已在跨链***中注册过的用户,需要添加用户在其他区块链上的身份信息,可以进行更新身份标识操作,实现多链信息的关联。用户更新统一用户标识信息算法的输入为用户在独立区块链***上的身份标识和属性,输出为跨链***中用户的身份标识及更新结果签名。具体步骤如下:
步骤S1.用户U将自己的的身份信息(包括所属区块链标识CBID和属性ACBID)发送给独立区块链;
步骤S2.独立区块链进行统一身份标识的查找,如果找到则执行更新操作;
步骤S3.独立区跨链将用户信息(区块链用户标识BCID、统一用户标识C-BCID、属性信息ACBID、公钥信息PKC-BCID、哈希验证信息H(ABCID))发送到跨链***;
步骤S4.跨链***根据根据用户上传的信息查询跨链身份标识C-BCID,并更新相关属性信息,记录属性映射关系;
步骤S5.跨链***生成数字签名S=H(C-BCID,ABCID,PKC-BCID),
步骤S6.跨链***将更新结果返回给独立区块链;
步骤S7.区块链将区块链身份标识、跨链身份标识和数字签名发送给用户U。
进一步的,区块链跨链身份的认证基于椭圆曲线算法和零知识证明进行设计。假设E为有限域Ep上的椭圆曲线,G为E上的基点,SKC-BCID为用户U的私钥,PKC-BCID∈E作为用户U的公钥,满足PKC-BCID=SKC-BCID·G。具体验证步骤为:
步骤S1.区块链***A将用户U的数字签名发送到区块链***B;
步骤S2.区块链***B验证数字签名S=H(C-BCID,PKC-BCID);
步骤S3.验证通过,表示区块链***B同意零知识身份认证。则区块链***A选取r∈Ep,计算V=rG,V∈E,并将V发送区块链***B;
步骤S4.区块链***B随机数R1∈Ep,并发送给区块链***A;
步骤S5.区块链***A将S=r+R1·SKC-BCID发送给区块链***B;
步骤S6.区块链***B验证SP=V+R1·PKC-BCID是否成立。若成立,则区块链***B接收区块链***A的证明,区块链***A的身份正确;否则,则拒绝区块链***A上的用户身份。如图2所示。
本发明提供的多跳跨链交易方法,与现有的区块链跨链资产交易方式相比,本发明的有益效果是,
本发明针对跨链***中多异构区块链身份管理问题,提出了一种分布式统一身份标识设计方法,该跨链身份标识包含用户在跨链***中的全局标识以及用户在独立区块链***中的身份信息,通过独立区块链中的身份与跨链***身份进行关系映射,实现同一用户在不同区块链***中身份对齐。在该设计基础上通过引入零知识证明协议和数字签名,实现用户的跨链访问功能以及保障用户在跨链***身份隐私。该方法能够为跨链***中的跨链资源访问提供身份认证服务,使得用户在彼此互不信任的环境中完成认证、访问、通信等一系列操作,并在访问过程中通过零知识证明协议和加密算法使得用户身份隐私得到保护,实现用户身份的可信校验以及保护身份隐私。
值得说明的是,虽然前述内容已经参考若干具体实施方式描述了本发明创造的精神和原理,但是应该理解,本发明并不限于所公开的具体实施方式,对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合,这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。
Claims (8)
1.一种跨链***,其特征在于,该***包括,用户标识注册模块、用户标识更新模块和用户标识认证模块,
所述用户标识注册模块,用于为接入所述跨链***的区块链上的用户颁发跨链***统一身份标识C-BUID;
用户标识更新模块,用于为在跨链***中注册过的用户更新其在各个独立区块链上的身份信息,实现在跨链***中进行身份互联,这里独立区块链指不同的区块链***;
用户标识认证模块,用于所述跨链***中各个独立区块链上的用户身份验证。
2.根据权利要求1所述的跨链***,其特征在于,所述用户的身份标识,包括:独立区块链用户身份标识和跨链***统一用户身份标识,
所述独立区块链用户身份标识,为独立区块链节点信息作为用户在跨链***中申请身份标识时的注册信息;
所述跨链***统一用户身份标识,为跨链***统一用户身份标识;
所述跨链***的中继链通过映射将所述用户在不同区块链***中的身份标识关联在一起,并建立跨链***中的唯一标识——跨链***统一用户身份标识。
3.根据权利要求1所述的跨链***,其特征在于,
所述独立区块链接入所述跨链***后,所述用户在用户标识注册模块注册,获得跨链***统一身份标识UID后才能进行跨链操作。
4.根据权利要求3所述的跨链***,其特征在于,所述跨链***统一身份标识UID的注册过程,包括步骤:
S101,用户U将自己的的身份信息,包括所属区块链标识CBID和属性ACBID,通过独立区块链发送到跨链***;
S102,跨链***根据用户上传的信息生成跨链身份标识C-BCID;
S103,跨链***根据椭圆曲线参数产生公钥(PKC-BCID)和私钥(SKC-BCID)。其中,SKC-BCID∈Ep,PKC-BCID=SKC-BCID·G,G为椭圆曲线上的基点;
S104,跨链***生成数字签名S=H(C-BCID,PKC-BCID);
S105,跨链***将区块链用户身份标识、跨链用户身份标识、私钥和数字签名发送给用户U。
5.根据权利要求3所述的跨链***,其特征在于,
当所述用户添加其在独立区块链上的身份信息时,由所述的用户标识更新模块进行更新身份标识操作,实现多链信息的关联。
6.根据权利要求5所述的跨链***,其特征在于,
所述的用户标识更新模块进行更新身份标识操作,包括步骤:
S201,用户U将自己的的身份信息,包括所属区块链标识CBID和属性ACBID,发送给独立区块链;
S202,独立区块链进行统一身份标识的查找,如果找到则执行更新操作;
S203,独立区跨链将用户信息,包括区块链用户标识BCID、统一用户标识C-BCID、属性信息ACBID、公钥信息PKC-BCID、哈希验证信息H(ABCID),发送到跨链***;
S204,跨链***根据根据用户上传的信息查询跨链身份标识C-BCID,并更新相关属性信息,记录属性映射关系;
S205,跨链***生成数字签名S=H(C-BCID,ABCID,PKC-BCID),
S206,跨链***将更新结果返回给独立区块链;
S207,区块链将区块链身份标识、跨链身份标识和数字签名发送给用户U。
7.根据权利要求1所述的跨链***,其特征在于,
用户标识认证,包括步骤为:
S301,区块链***A将用户U的数字签名发送到区块链***B;
S302,区块链***B验证数字签名S=H(C-BCID,PKC-BCID);
S303,验证通过,表示区块链***B同意零知识身份认证。则区块链***A选取r∈Ep,计算V=rG,V∈E,并将V发送区块链***B;
S304,区块链***B随机数R1∈Ep,并发送给区块链***A;
S305,区块链***A将S=r+R1·SKC-BCID发送给区块链***B;
S306,区块链***B验证SP=V+R1·PKC-BCID是否成立,
若成立,则区块链***B接收区块链***A的证明,区块链***A的身份正确,
否则,则拒绝区块链***A上的用户身份。
8.一种面向跨链***的分布式用户身份认证模型,其特征在于,该用户身份认证模型用于在不同区块链***在跨链***中的身份认证,
该用户身份认证模型包括,用户标识注册模块、用户标识更新模块和用户标识认证模块,
所述用户拥有独立区块链用户身份信息和跨链***统一用户身份标识,用来规范跨链身份信息;
所述用户标识注册模块、用户标识更新模块分别用于所述用户的跨链身份注册和更新,通过独立区块链中的身份与跨链***身份进行关系映射,实现同一用户在不同区块链***中身份对齐;
所述用户身份认证模块,基于椭圆曲线算法和零知识证明进行设计,实现用户的跨链访问以及保障用户在跨链***身份隐私。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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