[发明专利]一种基于量子密钥分发的区块链系统的签名方法及装置

说明书

本发明实施例公开了一种基于量子密钥分发的区块链系统的签名方法及装置。该方法包括：区块链节点生成交易信息；区块链节点从密钥池中选择出密钥生成Toeplitz矩阵，采用Toeplitz矩阵对交易信息签名，密钥池中的密钥通过量子密钥分发技术产生；区块链节点将签名后的交易信息发送给区块链中的其他节点，通过本发明的技术方案，以提高区块链系统的透明性、高效性、安全性和可靠性。

技术领域

本发明实施例涉及区块链技术，尤其涉及一种基于量子密钥分发的区块链系统的签名方法及装置。

背景技术

传统供应链中各参与方之间的信息高度不对称，往往只有自身的数据可以进行查询，即便是上下游企业，或者同一个供应链节点的上下级企业之间，也不能做到信息的及时交流、传递和共享。这使得企业在进行决策时，很难做出正确的决定，结果造成了供应链上各主体的成本提高，利润降低甚至出现亏损的状况，同时也降低了整个供应链系统的效率。对于消费者来说，当需要对某个商品的详细信息进行查询时，一方面不能确定商品信息的真假，因为供应链系统中各主体之间信息不透明，而且由于各自记录在自己的管理系统中，随时可以对数据进行更改；另一方面，整个追溯过程效率低下，如在食品供应链中出现安全问题，从发现问题通知消费者到最终召回供应链上的问题产品，整个过程耗时耗力，不仅会直接给供应链商家带来巨大损失，同时也会因为失去消费者的信赖从而间接影响到企业未来的发展前景。

区块链技术以其公开透明、不可篡改、多方参与共同维护的分布式记账技术，天然地适用于供应链管理系统。然而目前区块链系统中使用的数字签名算法安全性是基于对固定数学问题的计算复杂性的猜想上，一个通用的量子计算机将使得区块链中使用的数字签名算法不再安全，比如当攻击者掌握了量子计算机之后就会聚集全网绝大部分的算力，就可能会出现51％攻击的问题。

因此，如何既能高效的管理区块链系统，降低区块链成本的同时又能提高区块链效率，又能保证系统的安全性使其免受量子计算机的攻击，随着量子计算机的快速发展，是同行研究人员需共同考虑并且需快速解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种基于量子密钥分发的区块链系统的签名方法及装置，以实现提高区块链的透明性、高效性、安全性和可靠性。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于量子密钥分发的区块链系统的签名方法，包括：

区块链节点生成交易信息；

所述区块链节点从密钥池中选择出密钥生成Toeplitz矩阵，采用Toeplitz矩阵对所述交易信息签名，所述密钥池中的密钥通过量子密钥分发技术产生；

所述区块链节点将签名后的交易信息发送给区块链中的其他节点。

进一步的，在所述区块链节点从密钥池中选择出密钥生成Toeplitz矩阵，采用Toeplitz矩阵对所述交易信息签名之前，还包括：

区块链中的节点采用量子密钥分发技术产生密钥；

所述区块链中的节点将产生的密钥保存到本地密钥池。

进一步的，所述区块链节点从密钥池中选择出密钥生成Toeplitz矩阵，采用Toeplitz矩阵对所述交易信息签名，所述密钥池中的密钥通过量子密钥分发技术产生包括：

所述区块链节点从密钥池中随机选择出长度为Toeplitz矩阵行列之和减1的第一密钥并将选择方式发送至区块链中的其他节点，所述密钥池中的密钥通过量子密钥分发技术产生；

所述区块链节点根据所述第一密钥生成Toeplitz矩阵；所述区块链节点采用所述Toeplitz矩阵对所述交易信息进行散列操作；

所述区块链节点从所述密钥池中随机选取出与散列操作后的交易信息长度相同的第二密钥并将选择方式发送至区块链中的其他节点；