一种安全多跳交互的区块链状态通道方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116015661A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202210613960.X(22)申请日2022.06.01(71)申请人中国电子科技集团公司第五十四研究所地址050081河北省石家庄市中山西路589号第五十四所航天部(72)发明人文义红王士成卢天孙康梁硕韩续陈金勇(74)专利代理机构河北东尚律师事务所13124专利代理师王文庆曲佳颖(51)Int.Cl.H04L9/32(2006.01)G06Q40/04(2012.01)权利要求书4页说明书8页(54)发明名称一种安全多跳交互的区块链状态通道方法(57)摘要本发明涉及信息安全技术领域，特别涉及一种安全多跳交互的区块链状态通道方法。包括以下过程：用户、监管者和第三方监察服务提供商WSP将自己的公钥进行广播，所有角色均在本地保留对应的公钥信息；用户之间进行交互确定双方初始状态，并联系WSP，构建初始化交易和退款交易，建立通道；用户之间进行交互，对建立的通道状态进行更新，同时第三方监察服务提供商WSP为用户记录中间状态；用户之间交互结束后根据最终的通道状态来关闭通道；关闭通道分为正常关闭和争议关闭。在多跳过程中，本发明设计了多秘密式交互方式，打破了原有方案的哈希同一性，使得敌手无法更新哈希值推断出多跳交互路径，实现了抗虫洞攻击。CN116015661ACN116015661A权利要求书1/4页1.一种安全多跳交互的区块链状态通道方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)用户、监管者和第三方监察服务提供商WSP分别通过网络将自己的公钥进行广播，告知其余角色，所有角色均在本地保留对应的公钥信息；(2)用户之间进行交互确定双方初始状态，并联系WSP，构建初始化交易和退款交易，建立通道；(3)用户之间进行交互，对建立的通道状态进行更新，同时第三方监察服务提供商WSP为用户记录中间状态；其中，更新阶段基于用户交易目标角色不同分为单跳更新和多跳更新；(4)用户之间交互结束后根据最终的通道状态来关闭通道；关闭通道分为正常关闭和争议关闭，正常关闭是正常情况下通道用户商定达成关闭约定后进行关闭，争议关闭是其中一方用户发起关闭后，另一方或WSP提出异议后进行关闭。2.根据权利要求1所述的安全多跳交互的区块链状态通道方法，其特征在于，步骤(2)具体包括以下步骤：步骤201：参与WSP交互的用户u和用户l，协商双方的通道初始资金状态和步骤202：协商成功后，用户u生成随机数Nonce代表交易版本号，生成随机数cid代表状态通道唯一标识，然后创建初始化交易状态创建退款交易状态wspu,wspl分别表示用户u和用户l的WSP，feeu,feel分别表示用户u和用户l的路由费用，分别表示状态通道在关闭时，用户u和用户l的通道资金状态；步骤203：用户u将退款交易状态Strefund进行签名生成σu(Strefund)发送给用户l；步骤204：用户l收到并验证对方的签名σu(Strefund)后，将退款交易状态Strefund进行签名生成σl(Strefund)发送给用户u；步骤205：用户u收到并验证对方的签名σl(Strefund)后，将初始化交易状态Stfunding进行签名生成σu(Stfunding)并发送给用户l；步骤206：用户l收到并验证对方的签名σu(Stfunding)后，将初始化交易状态Stfunding进行签名生成σl(Stfunding)发送给用户u；用户l将初始化交易状态Stfunding、签名σu(Stfunding)和σl(Stfunding)发送给wspl；步骤207：用户u收到并验证对方的签名σl(Stfunding)后，将初始化交易状态Stfunding、签名σu(Stfunding)和σl(Stfunding)发送给wspu；步骤208：wspl收到并验证签名后，生成并发送给用户l；wspu收到并验证签名后，生成并发送给用户u；步骤209：用户l收到并验证签名后发送给用户u；步骤210：用户u收到并验证签名和后，向区块链提交通道合约CC及初始化交易构建通道，此时通道状态2CN116015661A权利要求书2/4页步骤211：wspu据通道状态构建交易提交瞭望塔合约，其中deposit是wspu失责时的罚金；步骤212：wspl根据通道状态构建交易提交瞭望塔合约，其中deposit是wspl失责时的罚金。3.根据权利要求2所述的安全多跳交互的区块链状态通道方法，其特征在于，步骤(3)具体包括以下步骤：单跳更新过程：步骤301：用户u和用户l链下交互，商定通道状态i表示用户u和用户l第i次链下交互，表示第i次链下交互时用户u在通道内的资金状态，表示第i次链下交互时用户l在通道内的资金状态；步