基于BLS签名算法的门限投票方法、系统及相关设备技术方案

基于BLS签名算法的门限投票方法、系统及相关设备，用于节约门限投票过程中的网络系统资源。实施例方法可包括：接收当前投票周期内有效投票节点发送的签名数据；若有效投票节点的数目N与所有投票节点的总数目M的比值超过第一阈值T，则确认投票通过，并采用模拟退火算法从当前投票周期内有效投票节点中选出第一预设数目A个优选节点，所述A不大于N且不小于M与T的乘积；采用BLS签名算法对当前投票周期内所有的优选节点发送的签名数据进行聚合，生成对应的聚合签名数据；将所述聚合签名数据及对应的优选节点的身份信息发送给验证节点设备。

Threshold voting method, system and related equipment based on BLS signature algorithm

【技术实现步骤摘要】
基于BLS签名算法的门限投票方法、系统及相关设备
本专利技术涉及信息安全领域，尤其涉及基于BLS签名算法的门限投票方法、系统及相关设备。
技术介绍
随着网络的迅速发展，基于网络的投票方式已大范围取代了原始的纸面投票方式。现有的网络投票方式，往往是基于数字签名技术，由每个投票节点自身的私钥对投票信息进行数字签名，并将签名信息发送给统计节点，最后将所有投票节点的数字签名发送给验证节点进行验证。现有方案中需要聚合节点发送所有投票节点的数字签名数据给验证节点，尤其是运用于区块链网络时，还需要区块链网络存储所有投票节点的数字签名，浪费带宽及存储资源。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种基于BLS签名算法的门限投票方法、系统及相关设备，用于节约门限投票过程中的网络系统资源。本专利技术实施例第一方面提供了一种基于BLS签名算法的门限投票方法，运用于聚合节点设备，该方法可包括：接收当前投票周期内有效投票节点发送的签名数据；若有效投票节点的数目N与所有投票节点的总数目M的比值超过第一阈值T，则确认投票通过，并采用模拟退火算法从当前投票周期内有效投票节点中选出第一预设数目A个优选节点，所述A不大于N且不小于M与T的乘积；采用BLS签名算法对当前投票周期内所有的优选节点发送的签名数据进行聚合，生成对应的聚合签名数据；将所述聚合签名数据及对应的优选节点的身份信息发送给验证节点设备，以使得验证节点设备验证所述聚合签名数据。可选的，作为一种可能的实施方式，本专利技术实施例中，所述采用模拟退火算法从当前投票周期内有效投票节点中选出第一预设数目A个优选节点包括：从当前投票周期内有效投票节点中选出最近W个历史投票周期内有效投票次数最多的前A个优选节点。可选的，作为一种可能的实施方式，本专利技术实施例中，所述从当前投票周期内有效投票节点中选出最近W个历史投票周期内有效投票次数最多的前A个优选节点包括：根据接收到的当前投票周期内有效投票节点的身份信息构造第一类投票结果向量，其中每一个投票周期对应一个第一类投票结果向量，每一个投票节点在第一类投票结果向量中对应一个维度值，所有有效投票节点对应的维度值相同，其余投票节点对应的维度值相同；聚合节点设备中保存有最近W个历史投票周期对应的投票结果向量，形成M×W的矩阵，mi,j为第i个投票节点在第j次投票周期内对应的维度值，根据公式计算每个有效投票节点对应的权重，其中当前投票周期内所有有效投票节点形成集合R，i∈R；根据每个有效投票节点对应的权重确定权重值排名靠前的第一预设数目A个优选节点。可选的，作为一种可能的实施方式，本专利技术实施例中，当验证节点设备与所述聚合节点设备中存储有W个相同的历史投票周期，每个历史投票周期对应的A个优选节点的身份信息时，所述采用模拟退火算法从当前投票周期内有效投票节点中选出第一预设数目A个优选节点包括：判断所述W个历史投票周期中是否存在第一目标投票周期，所述第一目标投票周期内所有优选节点形成的集合其中集合Q为当前投票周期内有效投票节点的集合；若存在所述第一目标投票周期，则确定所述第一目标投票周期对应的优选节点为当前投票周期对应的优选节点；若不存在所述第一目标投票周期，则判断所述W个历史投票周期中是否存在第二目标投票周期，所述第二目标投票周期中存在A-1个优选节点形成的集合若存在多个所述第二目标投票周期，则计算各个所述第二目标投票周期的权重并根据各个所述第二目标投票周期的权重选择出优选投票周期，其中与当前投票周期时间间隔越短的投票周期对应的编号k越小；选择所述集合Q中的一个目标节点及所述优选投票周期对应的集合R2中的节点作为当前投票周期对应的A个优选节点，其中所述目标节点与集合R2中各个节点不同。可选的，作为一种可能的实施方式，本专利技术实施例中的BLS签名算法的门限投票方法还可以包括：获取所有投票节点的最新公钥数据，并判断是否最新公钥数据是否有更新，若有更新，则将最新公钥数据同步至所有的验证节点设备，并确定不存在的公钥对应的投票节点作为离开节点；若所述W个历史投票周期中存在第一历史投票周期，所述第一历史投票周期内的所述离开节点是有效投票节点或所述优选节点，则删除所述聚合节点设备中存储的所述第一历史投票周期内所有的优选节点的身份信息或所有的有效投票节点的身份信息。本专利技术实施例第二方面提供了一种基于BLS签名算法的门限投票方法，运用于验证节点设备，所述验证节点设备中存储有W个历史投票周期对应的聚合公钥，该方法可包括：接收聚合节点设备发送的当前投票周期的聚合签名数据及对应的优选节点的身份信息；从最近W个历史投票周期对应的聚合公钥中，确定与所述聚合签名数据对应的节点公钥集合最相似的聚合公钥作为最优聚合公钥；在所述最优聚合公钥的基础上进行离散对数的乘法和/或离散对数的除法运算得到当前投票周期内有效投票节点对应的最新聚合公钥，并根据所述最新聚合公钥验证所述聚合签名数据。可选的，作为一种可能的实施方式，本专利技术实施例中，所述从最近W个历史投票周期对应的聚合公钥中，确定与所述聚合签名数据对应的节点公钥集合最相似的聚合公钥作为最优聚合公钥包括：根据当前投票周期的优选节点的身份信息构造当前投票周期对应的第二类投票结果向量VR，其中每一个投票周期对应一个第二类投票结果向量，每一个投票节点在第二类投票结果向量中对应一个维度值，所有优选节点对应的维度值相同，其余投票节点对应的维度值相同；计算本地存储的W个历史投票周期对应的W个第二类投票结果向量Vk与所述VR的汉明距离，其中1≤k≤W，并确定与所述VR的汉明距离最小的Vk对应的历史投票周期内的聚合公钥作为最优聚合公钥。可选的，作为一种可能的实施方式，本专利技术实施例中的BLS签名算法的门限投票方法还可以包括：同步所有投票节点的最新公钥数据，并判断所述最新公钥数据是否有更新，若有更新，则并确定不存在的公钥对应的投票节点作为离开节点；若所述W个历史投票周期中存在第一历史投票周期，所述第一历史投票周期内的所述离开节点是有效投票节点或所述优选节点，则删除所述验证节点设备中存储的所述第一历史投票周期内所有的优选节点的身份信息及聚合公钥。本专利技术实施例第三方面提供了一种区块链系统，其特征在于，所述区块链系统包括聚合节点设备和验证节点设备，其中，所述聚合节点设备用于执行如第一方面任一项所述BLS签名算法的门限投票方法实施例中的步骤；所述验证节点设备用于执行如第二方面任一项所述BLS签名算法的门限投票方法实施例中的步骤。本专利技术实施例第四方面提供了一种终端设备，所述终端设备包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如第一方面及第二方面任一项所述BLS签名算法的门限投票方法实施例中的步骤。可选的，作为一种可能的实施方式，本专利技术实施例中的终端设备为组成CDN网络或者区块链网络的节点。本专利技术实施例第五方面提供了一种基于BLS签名算法的门限投票系统，其可以包括：接收单元，用于接收当前投票周期内有效投票节点发送的签名数据；选择单元，若有效投票节点的数目N与所有投票节点的总数目M的比值超过第一阈值T，则确认投票通过，则采用模拟退火算法从当前投票周期内有效投票节点中选出第一预设数目A个优选节点，所述A不大于N且不小于M与T的乘积；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于BLS签名算法的门限投票方法，其特征在于，运用于聚合节点设备，所述方法包括：接收当前投票周期内有效投票节点发送的签名数据；若有效投票节点的数目N与所有投票节点的总数目M的比值超过第一阈值T，则确认投票通过，并采用模拟退火算法从当前投票周期内有效投票节点中选出第一预设数目A个优选节点，所述A不大于N且不小于M与T的乘积；采用BLS签名算法对当前投票周期内所有的优选节点发送的签名数据进行聚合，生成对应的聚合签名数据；将所述聚合签名数据及对应的优选节点的身份信息发送给验证节点设备，以使得验证节点设备验证所述聚合签名数据。

【技术特征摘要】
1.一种基于BLS签名算法的门限投票方法，其特征在于，运用于聚合节点设备，所述方法包括：接收当前投票周期内有效投票节点发送的签名数据；若有效投票节点的数目N与所有投票节点的总数目M的比值超过第一阈值T，则确认投票通过，并采用模拟退火算法从当前投票周期内有效投票节点中选出第一预设数目A个优选节点，所述A不大于N且不小于M与T的乘积；采用BLS签名算法对当前投票周期内所有的优选节点发送的签名数据进行聚合，生成对应的聚合签名数据；将所述聚合签名数据及对应的优选节点的身份信息发送给验证节点设备，以使得验证节点设备验证所述聚合签名数据。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用模拟退火算法从当前投票周期内有效投票节点中选出第一预设数目A个优选节点包括：从当前投票周期内有效投票节点中选出最近W个历史投票周期内有效投票次数最多的前A个优选节点。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从当前投票周期内有效投票节点中选出最近W个历史投票周期内有效投票次数最多的前A个优选节点包括：根据接收到的当前投票周期内有效投票节点的身份信息构造第一类投票结果向量，其中每一个投票周期对应一个第一类投票结果向量，每一个投票节点在第一类投票结果向量中对应一个维度值用以指示投票节点是否投票，所有有效投票节点对应的维度值相同，其余投票节点对应的维度值相同；聚合节点设备中保存有最近W个历史投票周期对应的第一类投票结果向量，形成M×W的矩阵，mi，j为第i个投票节点在第j次投票周期内对应的维度值，根据公式计算每个有效投票节点对应的权重，其中当前投票周期内所有有效投票节点形成集合R，i∈R；根据每个有效投票节点对应的权重确定权重值排名靠前的第一预设数目A个优选节点。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当验证节点设备与所述聚合节点设备中存储有W个相同的历史投票周期，每个历史投票周期对应的A个优选节点的身份信息时，所述采用模拟退火算法从当前投票周期内有效投票节点中选出第一预设数目A个优选节点包括：判断所述W个历史投票周期中是否存在第一目标投票周期，所述第一目标投票周期内所有优选节点形成的集合其中集合Q为当前投票周期内有效投票节点的集合；若存在所述第一目标投票周期，则确定所述第一目标投票周期对应的优选节点为当前投票周期对应的优选节点；若不存在所述第一目标投票周期，则判断所述W个历史投票周期中是否存在第二目标投票周期，所述第二目标投票周期中存在A-1个优选节点形成的集合若存在多个所述第二目标投票周期，则计算各个所述第二目标投票周期的权重并根据各个所述第二目标投票周期的权重选择出优选投票周期，其中与当前投票周期时间间隔越短的投票周期对应的编号k越小；选择所述集合Q中的一个目标节点及所述优选投票周期对应的集合R2中的节点作为当前投票周期对应的A个优选节点，其中所述目标节点与集合R2中各个节点不同。5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：获取所有投票节点的最新公钥数据，并判断所述最新公钥数据是否有更新，若有更新，则将最新公钥数据同步至所有的验证节点设备，并确定不存在的公钥对应的投票节点作为离开节点；若所述W个历史投票周期中存在第一历史投票周期，所述第一历史投票周期内的所述离开节点是有效投票节点或所述优选节点，则删除所述聚合节点设备中存储的所述第一历史投票周期内所有的优选节点的身份信息或所有的有效投票节点的身份信息。6.一种基于BLS签名算法的...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛佳骏，张骁，来鑫，
申请(专利权)人：深圳市网心科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44