[发明专利]基于区块链的抗量子计算公钥池更新方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于区块链的抗量子计算公钥池更新方法和系统，区块链的每个节点均配置有密钥卡，密钥卡内存储有私钥和公钥池，公钥池包含数量与区块链的节点数量相同的公钥池单元，各公钥池单元内存储有与节点对应的一个公钥、与该公钥对应的交易序列号；本发明中成员将公钥及签名信息传递给其他成员的过程中，使用公钥池中的公钥作为偏移量对公钥及签名信息进行加密，则量子计算机无法通过公钥及签名信息破解出私钥，为更优的抗量子计算方式，且对于交易序列号的安全存储和使用方法，节省了区块链交易过程中交易序列号的传输量和区块链存储时交易序列号的存储量；由于交易序列号从未公开，从而进一步提高了安全性。

技术领域

本发明涉及安全通信领域，尤其是一种基于区块链的抗量子计算公钥池更新方法和系统。

背景技术

国际互联网的广泛应用使得远在世界各个角落的互不相识的人们可以快速交换信息，共享信息资源。在交换的过程中，人们并不总是希望自己发出的信息被所有人获悉，处于种种考虑，发出信息的人只希望所发出的信息被与此有关的人获悉。为此人们使用密码对自己所发出的信息进行加密，只有配有相同密码的人才能解密信息。另外，在通过互联网把全球连接在一个如此广泛的网络世界的时代，出于全球电子商务和电子贸易的目的，人们需要使用统一的密码进行信息加密。因此在1975年公布的美国数据加密标准DES。作为传统密码体制的DES算法，使用时通信双方必须预先分配相同的密钥并妥善保管，在没有专门的密钥管理机构时，互不认识的通信双方如何预先得到所需的密钥，如何识别对方的身份，是一个非常重要的问题。这个问题可以归结到如何授权对方成为自己本次通信的唯一合法的通信伙伴，使其具有合法的权利和能力解密自己所发出去的密文。、

区块链是一种全新的分布式基础架构与计算范式，利用有序的链式数据结构存储数据，利用共识算法更新数据，利用密码学技术保障数据安全。在基于区块链的交易中，确保交易的数据安全和客户的隐私是区块链能够进一步发展的必要条件。为此，密码学技术尤其是公钥密钥学在区块链中得到了广泛的应用。

密钥卡是结合了密码学技术、硬件安全隔离技术、量子物理学技术(搭载量子随机数发生器的情况下)的身份认证和加解密产品。密钥卡的内嵌芯片和操作系统可以提供密钥的安全存储和密码算法等功能。由于其具有独立的数据处理能力和良好的安全性，密钥卡成为私钥和密钥池的安全载体。每一个密钥卡可以有硬件PIN码保护，PIN码和硬件构成了用户使用密钥卡的两个必要因素，即所谓“双因子认证”，用户只有同时取得保存了相关认证信息的密钥卡和用户PIN码，才可以登录系统。即使用户的PIN码被泄露，只要用户持有的密钥卡不被盗取，合法用户的身份就不会被仿冒；如果用户的密钥卡遗失，拾到者由于不知道用户PIN码，也无法仿冒合法用户的身份。总之，密钥卡使得密钥等绝密信息不以明文形式出现在主机的磁盘及内存中，从而能有效保证绝密信息的安全。

现有技术存在的问题：

1、当前公钥池技术，有公钥更新的需求。此时，用户必须以一种安全的方式将他的公钥信息传递给可信第三方机构。但是，因为没有安全的通信信道，用户将公钥信息传递给可信机构的过程中极易被攻击者拦截，则用户发出的公钥极有可能被量子计算机攻击者破解出私钥。怎样保证用户公钥信息传递过程的安全是当前亟待解决的一个问题。

2、公钥更新后，一般通知公钥池颁发机构，其余通信方为了解公钥更新的信息，必须向公钥池颁发机构进行查询并下载公钥更新。而公钥池颁发机构的数据处理量又是有限的，极端情况可能发生网络问题而导致公钥池颁发机构通信功能丧失；另外，攻击者在获取公钥池颁发机构真实网络位置的情况下，可以发动拒绝服务式攻击。因此，公钥池颁发机构的中心化设计是导致整个系统出现系统性风险的软肋。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于区块链的抗量子计算公钥池更新方法和系统。

本申请提供一种基于区块链的抗量子计算公钥池更新方法，实施在第一客户端，所述的抗量子计算公钥池更新方法，包括：