[发明专利]一种区块链基于伪随机公钥的加密方法

说明书

本发明涉及一种区块链基于伪随机公钥的加密方法，包括新用户节点、正式用户节点、验证节点、CA认证中心、密钥模块、加密模块、解析模块、伪随机密钥模块。用户发布一组长期公钥，每次发送交易时，可以选择该组长期公钥的随机子集，并使用它们来生成新的伪随机公钥，就隐藏了用户的身份，而不需要发送者和接收者之间的额外通信。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，涉及一种区块链基于伪随机公钥的加密方法。

背景技术

随着信息时代的快速发展，网络给人们带来的信息安全问题却越来越严重，亦是当前社会急需解决的一个难题。近年来，国内外主要通过加密的方式来保证信息的安全，提出了一个比较完善的公钥体制，它的密钥包括公钥和私钥，公钥是对外公开的，私钥由用户保存，这样就避免了密钥被泄露的可能性，从而更好地保障了信息的安全。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种解决或部分解决上述问题的基于伪随机公钥的加密方法。为达到上述技术方案的效果，本发明的技术方案为：程序1、基于伪随机公钥的加密方法应用于区块链系统中，区块链系统包括：新用户节点、正式用户节点、验证节点、CA认证中心、密钥模块、加密模块、解析模块、伪随机密钥模块；CA认证中心是确认用户节点的身份、为用户节点签发数字证书、管理密钥的管理机构；新用户节点是首次加入区块链系统的用户使用的终端设备；新用户节点得到CA认证中心签发的数字证书后成为正式用户节点；正式用户节点可以参与区块链系统中的活动；用户节点通过密钥模块提供的接口，发起申请证书的请求，申请证书的请求包括自定义数、邮箱地址；自定义数为超过12位的字符串，自定义数包括字母、数字和特殊字符；自定义数和邮箱地址用于找回密钥对；密钥模块设有第一随机数生成器，第一随机数生成器用于生成素数；当密钥模块收到申请证书的请求后，第一随机数生成器随机产生2个基础大素数，用于计算密钥对，计算步骤如下：步骤S1：用公式一计算出密钥指数：公式一：N＝(P-1)*(Q-1)；其中，P和Q是基础大素数，P2⁵¹²、Q2¹⁶⁰；p-1能被q整除；步骤S2：随机产生一个与密钥指数N互质的数M,且MN；步骤S3：计算出D，使得D*M≡1(modN)；其中，“≡”是数论中表示同余的符号；步骤S4：输出密钥对(sk，pk)；其中，sk是私钥，sk＝(D,N)，pk是公钥，pk＝(M,N)；步骤S4：利用公钥计算出用户节点的地址；密钥模块将(ad，sk，pk，emad，num)作为一条记录存储到数据库中；其中，ad是用户节点的地址，num是自定义数、emad是邮箱地址；用户节点通过CA认证中心提供的接口，发起认证请求；认证请求包括密钥对、用户节点的地址；通过CA认证中心的认证后，用户节点得到数字证书，数字证书包括用户节点的地址、密钥对；加密模块设有第二随机数生成器；加密模块可以用于发起交易请求，正式用户节点通过加密模块设置的接口输入交易信息，并上传私钥、公钥；加密模块利用第二随机数生成器生成伪随机公钥；加密模块将交易信息用SHA-256进行哈希运算得到交易哈希A，用私钥将交易哈希A进行加密运算得到数字签名Z；加密模块将交易信息、交易哈希A、数字签名Z、伪随机公钥、地址发送给解析模块；为随机公钥的计算方法包括以下步骤：步骤T1：第二随机数生成器生成第二随机数；步骤T1：加密模块利用第二随机数计算出变换系数；变换系数第计算过程如公式一：公式一：其中，b和c是计算系数，取值为正整数；d是循环计算参数，i是循环计算次数，f是第二随机数；d₀是初始循环计算参数，d_i是环计算次数为i的初始循环计算参数，d_f是环计算次数为f的初始循环计算参数；步骤T2：将初始公钥向量平移得到第一公钥向量，平移过程如公式二：公式二：其中，T₀是初始公钥向量，且S₁是平移向量，且T₁是第一公钥向量；步骤T3：将第一公钥向量旋转得到第二公钥向量，旋转过程如公式三：公式三：其中，S₂是旋转矩阵，且T₂是第二公钥向量；θ是旋转角，且θ＝arctana，θ取值范围为程序二、将第二公钥向量缩放得到第三公钥向量，缩放过程如公式四：公式四：其中，S₃是缩放矩阵，且T₃是第三公钥向量；步骤T4：用公式五计算出伪随机公钥pk₁＝(M₁,N₁)：公式五：解析模块收到交易信息、交易哈希A、数字签名Z、伪随机公钥、地址后，将伪随机公钥发送给伪随机密钥模块；伪随机密钥模块中存储了所有正式用户节点的伪随机公钥；伪随机密钥模块收到伪随机公钥后，查询出伪随机公钥对应的公钥以及对应的地址；如果对应的地址与地址相同，则将对应的公钥发送给解析模块；解析模块收到对应的公钥后，用对应的公钥对数字签名Z解密得到交易哈希B；如果交易哈希B与交易哈希A相同，则将交易信息发送给智能合约。