CN110502905B - 一种隐私保护的分布式账本交易方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隐私保护的分布式账本交易方法和系统，所述方法包括：生成交易密钥，该密钥仅对参与用户、代理节点和监管节点公开；创建原始交易，并对交易进行加密处理；交易参与方选择代理节点；交易参与方向代理节点发送加密交易；代理节点基于加密交易创建公开交易；将公开交易向全网发布并参与共识验证，通过后纳入区块链分布式账本永久存储。本发明的优点在于：(1)隐私性高：用户自主选择公开数据和隐私数据，隐私数据将严格保密不公开。(2)性能高：整体分布式占比性能不受影响。(3)灵活度高：灵活调整代理节点和公开交易生成间隔，避免因节点占用过多资源导致交易无法正常运转的问题。

Description

一种隐私保护的分布式账本交易方法和系统

技术领域

本发明属于区块链技术领域，具体涉及一种隐私保护的分布式账本交易方法和系统。

背景技术

当前，以区块链技术为基础的分布式账本飞速发展，交易隐私问题也得到越来越多的关注。传统的分布式账本中，由于共识机制、验证流程等因素，决定了交易信息必须公开，由全网共同记账，从而保证交易的公平性和不可篡改。

然而，虽然大部分分布式账本技术可以实现匿名交易，如果交易信息公开，还是可以通过交易历史和交易分析追溯到交易规律，泄露交易内容。这是大部分用户不希望看到的。因此，交易隐私保护成为分布式账本面临的重要问题。

目前已经有一些相关专利和技术提出，比较典型的是CN106549749A一种基于加法同态加密的区块链隐私保护方法。该方法在账本中存储的是交易密文，明文信息仅在交易节点本地和监管节点存储，验证节点仅进行基于同态加密的交易余额验证。由于余额验证并不能充分保证交易安全，因此具有交易查询需求时需要通过监管节点查询。该专利存在的问题是，全网节点的查询需求都由监管节点来满足，造成一定程度的集中化，从处理性能和安全性角度，均与区块链体系有一定冲突。其他专利，比如CN106845960B基于区块链的安全交易方法及系统有效专利等，通过密钥权限进行隐私保护，但是也存在过于依赖监管节点的问题。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提出一种隐私保护的分布式账本交易方法和系统，创新性地将交易隐私信息隐藏，并设立代理节点，代理节点可由用户自主灵活选择和替换，代理节点将用户隐私交易转换为公开交易，参与到分布式账本共识中。本发明可以在保证分布式账本原有处理性能和共识体系的前提下，实现交易数据的隐私保护，并且可以实现交易公开与交易隐私的共存。

具体的，根据本发明的第一个方面，提供了一种隐私保护的分布式账本交易方法，用于代理节点，包括：接收交易参与方发送的加密交易；基于所述加密交易创建公开交易；将所述公开交易向全网发布并参与共识验证，通过后纳入区块链分布式账本存储。

优选的，在接收交易参与方发送的加密交易之前，进一步包括：接收交易参与方发送的代理请求信息，根据所述代理请求信息向交易参与方发送响应信息，当所述响应信息为确认接受时，确定该代理节点作为此次交易的代理节点。

优选的，所述基于加密交易创建公开交易，包括：解密所述加密交易，得到原始交易数据；判断所述原始交易的合法性，如果合法则进入下一步，否则拒绝此次交易；归并处理所述原始交易，将所述原始交易归并为交易参与方与所述代理节点的最终交易信息；在所述最终交易信息中附上原始交易数据，形成公开交易数据。

优选的，根据发起方余额、和/或交易参与方信誉度判断所述原始交易的合法性。

根据本发明的第二个方面，提供了一种隐私保护的分布式账本交易方法，用于交易参与方，包括：向密钥创建节点发送密钥创建请求；接收密钥创建节点发送的密钥信息；创建原始交易并利用公钥对所述原始交易进行加密；选择代理节点，并向代理节点发送加密交易，所述加密交易由所述原始交易经加密后获得。

优选的，所述分布式账本密钥创建节点为监管节点。

优选的，所述选择代理节点，包括：对代理节点候选列表中的代理节点进行投票，将得票最高者作为此次交易的代理节点；向代理节点发送代理请求信息；接收代理节点的响应信息，如果所述响应信息为确认接受，则确定该代理节点作为此次交易的代理节点，如果所述响应信息为拒绝接受，则按照上述流程重新选择代理节点。

优选的，所述投票的方法为以下方式的至少一种：权重投票、根据资产总量投票、根据信誉度投票。

优选的，所述代理请求信息包括以下信息的至少一种：交易参与方信息、奖金分成信息。

根据本发明的第三个方面，提供了一种隐私保护的分布式账本交易系统，包括：代理节点，用于接收交易参与方发送的加密交易，基于所述加密交易创建公开交易，将所述公开交易向全网发布并参与共识验证，通过后纳入区块链分布式账本存储。

优选的，所述系统进一步包括：监管节点，用于接收密钥创建节点发送的密钥信息和交易参与方信息，接收所述交易参与方的申诉请求，基于交易明文和所述密钥信息、交易参与方信息进行交易监管，响应所述申诉请求。

根据本发明的第四个方面，提供了一种隐私保护的分布式账本交易设备，包括：一个或多个处理器、存储一个或多个程序的存储装置；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，所述一个或多个处理器实现如上所述的方法。

根据本发明的第五个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法。

本发明的优点在于：(1)隐私性高：用户自主选择公开数据和隐私数据，隐私数据将严格保密不公开。(2)性能高：整体分布式占比性能不受影响。(3)灵活度高：灵活调整代理节点和公开交易生成间隔，避免因节点占用过多资源导致交易无法正常运转的问题。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

附图1示出了根据本发明实施方式的一种隐私保护的分布式账本交易方法和系统整体架构图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

下面通过一个实例说明本发明的主要步骤流程：

如图1所示，用户A、用户B、用户C是分布式账本的普通用户，三者之间想要进行一些隐私交易，这些交易仅对三位参与用户以及部分节点公开。具体的交易比如为(A->C，10),(A->B，20)，(B->C,10)。(A->C，10)意思是A向C发送10元人民币，(A->B，20)意思是A向B发送20元人民币，(B->C,10)意思是B向C发送10元人民币。上述信息将利用密钥进行加密处理为E(A->C，10),E(A->B，20)，E(B->C,10)。加密后信息仅对三位参与用户、代理节点P和监管节点公开。用户A、用户B首先选择代理节点P，代理节点P从代理节点备选列表中选取得到。选择完成后，将加密交易发送给代理节点P。代理节点P收到交易后，进行解密，并同时创建公开交易。公开交易数量与接收节点数量相同。比如上述交易将变化为：(A->P，30)，(P->C,20),(P->B,10)[E(A->C，10),E(A->B，20)，E(B->C,10)]。其中[]部分为加密内容，出现在分布式账本中，但是除了相关节点，其他节点无法读取，从而实现了交易隐私保护。对外公开的信息为(A->P，30)，(P->C,20),(P->B,10)。该部分公开信息已经经过归并等处理，无法追溯原始的交易行为。而当纠纷出现时，原始加密信息可以提供给监管节点等，用于进行纠纷处理。

本发明中，各类角色定义如下：

·普通节点

参与分布式账本存储或验证的节点，并不具备交易代理功能。

·代理节点

可以接收用户加密交易请求，并转换为公开交易的节点。在申请成为一个新的代理节点时候，需要缴押金，代理功能完成后会获得奖励。

·监管节点

属于独立的第三方监控者，它们同步区块状态，具备解密加密信息的权限，当交易纠纷等发生时，负责处理。同时，发现和处理恶意用户行为。

·交易参与方

交易的发起方和/或接收方。

本发明所提出的隐私保护的交易方法主要包括如下步骤：

步骤S10，生成交易密钥，该密钥仅对参与用户、代理节点和监管节点公开；

步骤S20，创建原始交易，并对交易进行加密处理；

步骤S30，交易参与方选择代理节点；

步骤S40，交易参与方向代理节点发送加密交易；

步骤S50，代理节点基于加密交易创建公开交易；

步骤S60，将公开交易向全网发布并参与共识验证，通过后纳入区块链分布式账本永久存储。

下面详细描述步骤S10，生成交易密钥的过程，包括如下步骤：

步骤S101，交易参与方(用户A、用户B、用户C)代表(比如用户A)向分布式账本密钥创建节点(可以是监管节点，也可以是专门节点，不限制)发送密钥创建请求。

步骤S102，密钥创建节点对交易参与方进行用户身份验证，如果存在恶意用户、黑名单用户等，将拒绝生成密钥。

步骤S103，密钥创建节点将公私钥信息发送给各交易参与方(用户A、用户B、用户C)。

步骤S104,密钥创建节点将公私钥信息发送给监管节点，并提供交易参与方信息。

下面详细描述步骤S20，创建原始交易，并对交易进行加密处理的过程，包括如下步骤：

步骤S201，交易参与方(用户A、用户B、用户C)中，发送资产用户创建原始交易，比如(A->C，10),(A->B，20)，(B->C,10)。A->C意思是A向C发送10元人民币。

步骤S202，交易参与方选择交易类型，交易可以为加密交易，或者公开交易。

步骤S203，根据不同交易类型进行处理。

步骤S2031，如果为公开交易，发起方无需选择代理节点，直接进行全网共识验证流程即可，通过验证后将进行分布式存储；

步骤S2032，如果为加密交易，利用公钥进行加密，将交易(A->C，10),(A->B，20)，(B->C,10)加密为E(A->C，10),E(A->B，20)，E(B->C,10)。加密算法包括但不限于各类非对称加密算法、加密算法、同态加密算法等。

下面详细描述步骤S30，交易参与方选择代理节点的过程，包括如下步骤：

步骤S301，任意节点均可以申请成为代理节点，但需缴纳质押金，如果出现恶意行为、不作为行为，将受到处罚，相应地，在完成代理任务后，可以得到奖励。

步骤S302，交易参与方对代理节点候选列表中的代理节点进行投票，得票最高者成为此次交易的代理节点，投票方法包括但不限于权重投票、根据资产总量投票、根据信誉度投票等方式。

步骤S303，代理节点选择完成后，交易参与方(交易参与方用户A、用户B、用户C中的子集)向代理节点发送代理请求信息，请求信息包括但不限于交易参与方信息、奖金分成信息等。

步骤S304，代理节点收到代理请求信息后，根据提供的奖金分成等信息，确定是否接受代理请求，如果确认接受，则成为此次交易代理节点。否则，拒绝该请求并通知交易参与方，交易参与方重新将进行代理节点选择。

下面详细描述步骤S40，交易参与方向代理节点发送加密交易的过程，包括如下步骤：

步骤S401，代理节点选择完成后，交易参与方(交易参与方用户A、用户B、用户C中的子集)向代理节点发送此次交易处理的密钥信息，以便于代理节点进行解密处理；

步骤S402，交易参与方(交易参与方用户A、用户B、用户C中的子集)向代理节点发送交易处理请求，即E(A->C，10),E(A->B，20)，E(B->C,10)信息；

步骤S403，代理节点对于接收到的交易进行周期性或实时处理，处理时间和周期不做限定，但一般推荐周期性处理，以增强隐私保密效果，因为交易参与者越多、交易越负责，越便于进行交易隐藏。

下面详细描述步骤S50，代理节点基于加密交易创建公开交易的过程，包括如下步骤：

步骤S501，代理节点接收到交易后，首先进行解密，对加密交易解密后得到原始交易数据。

步骤S502，代理节点判断原始交易的合法性，包括发起方余额判断、交易参与方信誉度判断等，如果合法则进入下一步，否则拒绝此次交易。

步骤S503，代理节点进行原始交易归并处理，将各种交易归并为与代理节点的最终交易状态，比如将(A->C，10),(A->B，20)，(B->C,10)。变化为：(A->P，30)，(P->C,20),(P->B,10)。

步骤S504，代理节点在交易信息中附上原始交易数据[E(A->C，10),E(A->B，20)，E(B->C,10)]，形成最终的公开交易数据(A->P，30)，(P->C,20),(P->B,10)[E(A->C，10),E(A->B，20)，E(B->C,10)]。

下面详细描述步骤S60，公开交易全网发布并参与共识验证，通过后纳入区块链分布式账本永久存储的过程，包括如下步骤：

步骤S601，代理节点将公开交易进行全网发布，由于公开数据中存在明文数据，因此普通验证节点即可进行验证。

步骤S602，交易信息进行永久存储后，将不可更改，一旦出现交易纠纷，可以向监管节点提出申诉，监管节点基于交易明文、密文信息进行交易处理。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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。

Claims (7)

1.一种隐私保护的分布式账本交易方法，用于代理节点，其特征在于，包括：

接收交易参与方发送的代理请求信息，根据所述代理请求信息向交易参与方发送响应信息，当所述响应信息为确认接受时，确定该代理节点作为此次交易的代理节点；

接收交易参与方发送的加密交易，包括：解密所述加密交易，得到原始交易数据；根据发起方余额、和/或交易参与方信誉度判断所述原始交易的合法性，如果合法则进入下一步，否则拒绝此次交易；归并处理所述原始交易，将所述原始交易归并为交易参与方与所述代理节点的最终交易信息；在所述最终交易信息中附上原始交易数据，形成公开交易数据；

基于所述加密交易创建公开交易；

将所述公开交易向全网发布并参与共识验证，通过后纳入区块链分布式账本存储。

2.一种隐私保护的分布式账本交易方法，用于交易参与方，其特征在于，包括：

向密钥创建节点发送密钥创建请求，所述分布式账本密钥创建节点为监管节点；

接收密钥创建节点发送的密钥信息；

创建原始交易并利用公钥对所述原始交易进行加密；

选择代理节点，并向代理节点发送所述密钥信息及交易处理请求；所述选择代理节点，包括：对代理节点候选列表中的代理节点进行投票，将得票最高者作为此次交易的代理节点；向此次交易的代理节点发送代理请求信息；接收代理节点的响应信息，如果所述响应信息为确认接受，则确定该代理节点作为此次交易的代理节点，如果所述响应信息为拒绝接受，则按照上述流程重新选择代理节点。

3.根据权利要求2所述的一种隐私保护的分布式账本交易方法，其特征在于，

所述投票的方法为以下方式的至少一种：权重投票、根据资产总量投票、根据信誉度投票。

4.根据权利要求2所述的一种隐私保护的分布式账本交易方法，其特征在于，

所述代理请求信息包括以下信息的至少一种：交易参与方信息、奖金分成信息。

5.一种隐私保护的分布式账本交易系统，其特征在于，包括：

代理节点，用于接收交易参与方发送的加密交易，基于所述加密交易创建公开交易，将所述公开交易向全网发布并参与共识验证，通过后纳入区块链分布式账本存储；所述代理节点还接收交易参与方发送的代理请求信息，根据所述代理请求信息向交易参与方发送响应信息，当所述响应信息为确认接受时，确定该代理节点作为此次交易的代理节点；所述代理节点根据发起方余额、和/或交易参与方信誉度判断原始交易的合法性；

监管节点，用于接收密钥创建节点发送的密钥信息和交易参与方信息，接收所述交易参与方的申诉请求，基于交易明文和所述密钥信息、交易参与方信息进行交易监管，响应所述申诉请求。

6.一种隐私保护的分布式账本交易设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器、存储一个或多个程序的存储装置；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，所述一个或多个处理器实现如权利要求1-4任一所述的方法。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一所述的方法。

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