[发明专利]一种抗量子计算区块链的方法

权利要求书

1.一种抗量子计算区块链的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：先通过零知识证明协议构造基于格密码的数字签名qTESLA，再在区块链系统中引入qTESLA数字签名，并采用高斯采样器生成qTESLA数字签名的密钥；

步骤二：先在特定环的函数中均匀随机选取一个多项式，再选取一个k位的随机字符串作为预种子，其中k为自然变量，然后通过种子生成器将预种子扩展为k个多项式，对多项式进行计算并生成k位字符串，将k位字符串映射为一个伪随机生成的多项式，对伪随机生成的多项式经销部编码并编成两个由伪随机多项式中非零系数组成的数组，并分别作为伪随机多项式的位置和电子签名；

步骤三：预先利用星际文件系统网络协议对密钥长度和电子签名长度进行调整缩短，再将消息、电子签名和密钥输入伪随机多项式并对其做编码函数运算，得到两个系数数组，然后将计算得到的两个系数数组与步骤二中两个由非零系数组成的数组进行对比验证，若对比结果相同，则验证成功，由区块链系统接受验证成功的电子签名。

2.根据权利要求1所述的一种抗量子计算区块链的方法，其特征在于：所述步骤一中，所述qTESLA数字签名的内部结构中预设防止密钥被偷换结构，所述高斯采样器在使用前预先进行简化。

3.根据权利要求1所述的一种抗量子计算区块链的方法，其特征在于：所述步骤一中，生成密钥的具体步骤为：

S1、将一个预种子输入种子生成器中并在特定环上随机选取k个公共多项式，同时得到随机种子；

S2、使用高斯采样函数产生一个私密多项式和k个误差多项式；

S3、将预种子和公共多项式结合生成公钥，并通过哈希碰撞函数生成字符串，再将私密多项式、误差多项式、预种子、随机种子和公钥通过字符串共同生成私钥，即得到由公钥和私钥构成的密钥。

4.根据权利要求3所述的一种抗量子计算区块链的方法，其特征在于：所述高斯采样中使用带有标准差的高斯离散中心分布，所述私密多项式满足简化检查函数的要求，所述误差多项式满足正确性检查函数。

5.根据权利要求1所述的一种抗量子计算区块链的方法，其特征在于：所述步骤二中，所述k位的随机字符串的具体生成步骤为：先通过碰撞哈希函数将消息运算呈320位的哈希值，再将一个k位的随机种子、一个k位的随机字符串和运算得到的哈希值一同输入种子生成器中，然后由种子生成器输出一个k位的随机字符串。

6.根据权利要求1所述的一种抗量子计算区块链的方法，其特征在于：所述步骤二中，所述k位字符串的生成方法为：将k个多项式进行舍入操作符运算，并与通过碰撞哈希生成的字符串一同作用，生成一个k位的字符串。

7.根据权利要求1所述的一种抗量子计算区块链的方法，其特征在于：所述步骤三中，所述编码函数的作用原理为：将一个多项式使用两个系数数组表示，其中一个数组表示多项式的位置，另一个系数数组表示多项式的签名。

8.根据权利要求1所述的一种抗量子计算区块链的方法，其特征在于：所述步骤三中，对比验证时，若对比结果不相同，则验证失败，再由区块链系统拒绝接受电子签名，并返回步骤二重新产生电子签名，直至验证成功。