基于格密码的联盟链多重签名交易方法及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115883099A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202211490943.8(22)申请日2022.11.25(71)申请人北京邮电大学地址100876北京市海淀区西土城路10号(72)发明人陈秀波解亦杨陈玉玲徐刚曹艺博(74)专利代理机构北京金咨知识产权代理有限公司11612专利代理师薛海波(51)Int.Cl.H04L9/32(2006.01)H04L9/08(2006.01)H04L9/30(2006.01)权利要求书3页说明书13页附图3页(54)发明名称基于格密码的联盟链多重签名交易方法及装置(57)摘要本发明提供一种基于格密码的联盟链多重签名交易方法及装置，包括：初始化联盟链网络，利用格基陷门生成算法生成主密钥及公共参数，利用格基高斯采样算法生成背书节点的用户公私钥对。用户发起交易，客户端节点构建交易提案并发送至背书节点进行模拟，背书节点利用格基拒绝采样定理生成签名背书；客户端节点收集各背书节点的模拟结果和签名背书，生成多重签名；客户端将有效的交易及其多重签名发送至排序节点；排序节点对交易集合排序并打包成数据区块广播至验证节点，验证节点验证数据区块并同步更新账本，以实现交易。本发明采用格密码技术和生成树结构，使得联盟链网络具备较高的后量子安全性、高效性和可扩展性。CN115883099ACN115883099A权利要求书1/3页1.一种基于格密码的联盟链多重签名交易方法，其特征在于，所述方法在联盟链网络上运行，所述联盟链网络包括用户、可信密钥生成中心、客户端节点、预设背书策略指定的背书节点、排序节点和验证节点；所述方法包括以下步骤：所述用户基于预设置的联盟链网络通过所述客户端节点发起交易；其中，所述预设置包括：所述可信密钥生成中心采用第一预设格密码算法生成系统主密钥以及公共参数，所述公共参数包括所述背书节点的数量、NTRU环多项式和多个哈希函数；根据各背书节点的身份标识信息利用所述哈希函数计算哈希值，作为各背书节点的用户公钥；根据所述用户公钥和所述主密钥采用第二预设格密码算法计算得到第一环多项式向量和第二环多项式向量，并将所述第一环多项式向量和所述第二环多项式向量作为各背书节点的用户私钥；所述客户端节点作为根节点、所述背书节点作为子节点构建多层生成树，各背书节点根据所述用户公钥和所述NTRU环多项式计算部分承诺值，自下而上地向上层节点发送各背书节点的部分承诺值和用户公钥，并计算部分聚合承诺值集合和部分聚合用户公钥集合；所述客户端节点根据所述部分聚合承诺值集合、所述部分聚合用户公钥集合、相应的交易内容以及各背书节点的身份标识信息计算最终聚合承诺值和最终聚合用户公钥，并根据所述最终聚合承诺值、所述最终聚合用户公钥以及相应的交易内容构建交易提案，发送至各背书节点；各背书节点模拟执行所述交易提案得到模拟交易结果，并根据各自的用户私钥以及所述最终聚合承诺值计算部分签名响应值，采用第三预设格密码算法根据所述部分签名响应值计算各背书节点的签名能够正确输出的概率值，自下而上地向上层节点发送各背书节点的部分签名响应值以及签名，并计算部分聚合签名响应值集合；所述客户端根据所述部分聚合签名响应值集合计算最终聚合签名响应值，并得到各背书节点签名构成的多重签名；所述多重签名包括所述交易提案、所述最终聚合签名响应值以及所述最终聚合承诺值；所述客户端节点利用所述交易提案、所述最终聚合用户公钥和各背书节点的身份标识信息对所述多重签名中的最终聚合签名响应值以及最终聚合承诺值进行验证，验证通过的情况下，将所述交易提案和所述多重签名打包发送至所述排序节点；所述排序节点按照预设规则将在预设时间内接收到的交易进行排序，将排序后的批量交易打包成数据区块全网广播至所述验证节点；在所述验证节点对所述数据区块中每个交易的交易提案和多重签名中的最终聚合签名响应值以及最终聚合承诺值进行验证，验证通过的情况下，所述联盟链网络更新账本，完成交易。2.根据权利要求1所述的基于格密码的联盟链多重签名交易方法，其特征在于，所述可信密钥生成中心采用第一预设格密码算法生成系统主密钥以及公共参数，还包括以下步骤：所述联盟链网络设置系统安全参数、所述背书节点的数量以及两个哈希函数；初始化一个NTRU格，基于所述第一预设格密码算法生成NTRU环多项式和NTRU优质短格基；将所述NTRU优质短格基作为所述主密钥，将所述NTRU格的参数、所述背书节点的数量、两个哈希函数以及所述NTRU环多项式作为所述公共参数；其中，所述第一预设格密码算法为格基陷门生成算法，计算式为：2CN115883099A权利要求书2/3页TrapGenNTRU(n,q,σ)；其中，TrapGenNTRU表示NTRU格基陷门生成算法；