[发明专利]一种基于联盟链的抗量子计算IKE系统和协商通信方法

权利要求书

1.一种基于联盟链的抗量子计算IKE系统，联盟链由区块链服务端和区块链客户端组成，其特征在于：所述服务端和客户端配备独立的密钥卡，所述密钥卡内存储私钥和公钥池，所述服务端密钥卡公钥池内存储所有联盟链服务端和客户端的身份ID，客户端密钥卡公钥池内存储自身的身份ID和所有服务端的身份ID。

2.根据权利要求1所述的基于联盟链的抗量子计算IKE系统，其特征在于：所述密钥卡内还存储系统管理公钥。

3.根据权利要求1所述的基于联盟链的抗量子计算IKE系统，其特征在于：所述私钥由公钥和私钥生成服务器的私钥计算得到。

4.根据权利要求1所述的基于联盟链的抗量子计算IKE系统，其特征在于：所述密钥卡统一颁发，每个客户端持有独立的密钥卡，所述密钥卡内私钥永不公开。

5.基于权利要求1所述的基于联盟链的抗量子计算IKE系统的协商通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：客户端A和客户端B之间进行IKE SA协商；

客户端A将带有相关协商策略算法的SA载荷、加密后的信息CookieA和客户端A的第二身份标识发送到客户端B；

客户端B接收到客户端A的信息后，选择己方同意的相关协商策略算法组成SA载荷，并将客户端B的第二身份标识、己方的SA载荷、加密后的信息CookieB和CookieA一同发送到客户端A，完成第一阶段的协商任务；

步骤2：客户端A和客户端B获取会话密钥；

（1）客户端A用己方私钥SKA对由第二身份信息PIDA、CookieA、链码chaincodeID、函数的参数和时间戳组成的proposal进行签名，得到签名clientSig，将包含clientSig在内的交易tx发送到Endorser；

（2）Endorser收到交易tx， Endorser在密钥卡中寻找客户端A的身份信息IDA并确认，通过IDA计算得到公钥PKA从而验证签名clientSig，再判断客户端A是否具有生成会话密钥的权限；判断通过后，Endorser选取随机数Ki作为会话密钥的秘密共享分量，随机数xi为参数，组成（xi，Ki），并对（xi，Ki）进行加密和偏移计算得到偏移密文，将偏移密文和其他信息赋值给readset和writeset；

Endorser运算得到己方的的第二身份标识，同时采用己方的的私钥SKE对包含该第二身份标识、readset和writeset在内的tran-proposal进行签名得到epSig，将签名epSig和tran-proposal组合起来作为交易应答rtx，并将rtx发送到A；

（3）A接收到交易应答rtx后，取出rtx的各个部分，在密钥卡中寻找Endorser身份信息IDE并确认，并根据IDE对签名epSig进行验证，验证成功，则接受该rtx；当接受的rtx达到秘密共享的要求后，将恢复偏移后的密文保存在本地；

同时将所有接受的rtx组成背书etx，然后用Orderer的公钥PKO对etx加密得到密文AC，并将AC发送到Orderer；

（4）Orderer接收到AC后，取出私钥SKO，并计算解密得到背书etx，累计一定数量的etx后，Orderer对etx进行排序，并将所有的etx组合，连同Orderer序列号和和上一个联盟链区块的哈希值组合起来得到etx集合；将etx集合用所有Committer的公钥PKC分别进行加密，得到密文OC并发送到所有的Committer；

（5）每个Committer接收到OC后，取出OC各个部分，通过私钥SKC计算解密得到每个etx集合，并对取出的etx中的rtx进行验证，验证通过的rtx值达到秘密共享的要求后，将验证结果通过私钥SKC签名，并得到的签名和验证结果共同组成ntx发送到客户端A和客户端B；

（6）客户端A接收到ntx，确认验证通过后，将（3）中保存在本地的恢复偏移后的密文进行解密，得到多组（xi，Ki），通过秘密共享分量Ki和参数xi的计算恢复会话密钥K；

（7）客户端B接收到ntx，确认验证通过后，客户端B采用（1）中的方式发出交易请求到Endorser；Endorser接收到交易请求后进行验证，验证通过后，读取本地世界状态，获得本地对应于客户端B的秘密共享分量密文，进行签名并组成交易应答发送到客户端B；

（8）客户端B接收到交易应答后，验证签名，验证通过多组交易应答后，根据多组（xi，Ki），通过秘密共享分量Ki和参数xi的计算恢复会话密钥K；

步骤3：客户端A和客户端B进行身份认证；

客户端B通过会话密钥K对自己的身份信息IDB进行加密，并发送到客户端A，客户端A接收到信息后通过会话密钥K解密并认证客户端B的身份信息；

验证通过后， 客户端A通过会话密钥K对自己的身份信息IDA进行加密，并发送到客户端B，客户端B接收到信息后通过会话密钥K解密并认证客户端A的身份信息；

验证通过后，客户端A和客户端B之间通过会话密钥K进行通信。