[发明专利]面向区块链跨链和资产托管的抗量子攻击门限签名方法

说明书

本发明是一种面向区块链跨链和资产托管的抗量子攻击门限签名方法。该方法包括两个协议：(i)分布式密钥生成协议(ii)分布式门限签名生成协议。执行该方法需要3个步骤：(1)区块链网络中的各个节点共同执行协议(i),生成各自的私钥份额并联合生成公钥。(2)对门限值t，选择区块链网络中t个节点共同执行协议(ii)，对消息进行签名。(3)区块链网络中的各个节点将消息、签名、公钥作为输入，调用标准W‑OTS签名验证算法对签名进行验证并输出验证结果true/false。本发明可以用于任何区块链网络中，担当网络中数字签名的角色，应用在区块链网络中具有重要价值：可以应用在区块链中做跨链交易及数字资产托管。

技术领域

本发明涉及一种数字签名技术，更具体的，涉及一种面向区块链跨链和资产托管的抗量子攻击门限签名方法。

背景技术

随着比特币的出现，区块链技术应运而生。数字签名技术是区块链中至关重要的安全关键技术，在区块链中起到了防伪造、防篡改、身份确认等关键作用。为了提高区块链中数字签名的安全性，早期一些区块链尝试引入多重签名技术。但是该种技术没有考虑到实际区块链网络中存在节点宕机、网络故障、硬件故障以及区块链中存在恶意节点的问题。一旦上述问题发生，多重数字签名机制无法在区块链中正常运行。因此，本发明引进了门限签名技术。门限签名技术是多重签名技术的改进，由多个参与方各自保留某一私钥的分片，当且仅当参与方数量大于门限值的时候才能对某一消息进行签名。门限签名技术可以应用在区块链中做跨链交易及数字资产托管。

发明内容

本发明是一种面向区块链跨链和资产托管的抗量子攻击门限签名方法。结合了一次性签名技术和门限签名技术，能应用在各种区块链网络中作为其数字签名机制。

本发明的技术方法如下：

一种面向区块链跨链和资产托管的抗量子攻击门限签名方法，在区块链网络中，各个节点共同执行协议(i)分布式密钥生成协议生成各自的私钥份额并联合生成公钥；对门限值t，选择区块链网络中t个节点共同执行协议(ii)分布式门限签名生成协议，对消息进行签名；各个节点将消息、签名、公钥作为输入，调用标准W-OTS签名验证算法对签名进行验证。具体包括如下步骤：

1.所述的协议(i)分布式密钥生成协议通过算法1进行实现，算法1的具体步骤如下：

算法1.F_{Key-generation}：

(1)节点P_I,I∈{1,...,n},设置一个集合△_I＝{i∈{1,...,N}|i≡I mod n},其中, P_I表示第I个节点,N表示基于参数w的输入的长度,n表示节点的数量,p是一个素数，是容量参数；

(2)节点P_I,I∈{1,...,n}：

(a)生成阶为p^q的有限域上的确定的T-1阶多项式其中p是一个素数,q是一个整数,i是自然数,i∈△_I ,f_i(x)表示T-1阶多项式,T是整数且T-1＝N/n,a_i,u表示多项式f_i(x)第u+1项的系数,u是整数且u∈{0,1,...,T-1}；

(b)对于任一确定的i，i是自然数，i∈△_I，计算第一中间变量 s_i,j＝f_i(j),其中自然数j∈{1,...,N}，f_i(j)表示当x＝j时，多项式 f_i(x)的取值；