基于稀疏默克尔树的仓单管理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于稀疏默克尔树的仓单管理方法及系统，方法包括：基于仓单信息生成模块将仓单信息经哈希运算后生成的仓单哈希值存入稀疏默克尔树，并上传到区块链中；采用客户购买模块将客户购买信息与仓单信息通过零知识证明机制生成提货证明；通过仓单信息更新模块将客户的提货次数与存入稀疏默克尔树中的仓单哈希值进行绑定；采用提货验证模块验证提货证明，验证无误后通过稀疏默克尔树中的提货次数进行交货。在具体实施交货的过程中，采用零知识证明，对仓库方与客户方的信息在不被暴露的情况下实现认证，以确保交易双方身份信息正确，保证交易过程中的安全性，提高交易效率，降低交易验证成本。降低交易验证成本。降低交易验证成本。

【技术实现步骤摘要】
基于稀疏默克尔树的仓单管理方法及系统


[0001]本专利技术属于区块链
，具体涉及基于稀疏默克尔树的仓单管理方法及系统。

技术介绍

[0002]在区块链技术中，信息不可篡改性与匿名性可作为其重要的特征，每当上传信息到一个全新的区块时，就会被记录在整条区块链网络中，通过拜占庭容错的保护，只要不被同时控制2/3以上的节点即可保证其安全性。
[0003]默克尔树作为伴生与区块链的一种技术，其主要目的是实现数据的快速查询。通常将信息分别存储在默克尔树的叶子结点(leaf)上，之后通过对两个叶子结点进行哈希计算得到中间节点，之后继续对中间节点进行上述哈希计算，最终得到一个哈希值，称为默克尔树的根(root)。
[0004]在传统的默克尔树中，只能检查某一元素是否存在，对于不存在的元素缺乏检查，导致需要在对于已完成数据是否应该继续存储在默克尔树上产生歧义，本专利技术采用稀疏默克尔树的变种。稀疏默克尔树是将所有数据按照一定规律存放在默克尔树中，若数据本身不存在，则将对应位置的叶子置空。当需要求证对应位置叶子数据是否不存在时，可直接带入空值进行默克尔树的验证，若结果一致，则可证明所求数据不存在。
[0005]在传统的仓单验证过程中，仓单的真实性与仓单的不可伪造性尤为重要。在双方对彼此缺乏了解的情况下，具有可靠性，真实性的仓单是交易过程中必不可少的，但对于其特性的保护与监管缺乏有力工具。
[0006]在传统的货物交易过程中，需要对与客户的各项信息进行验证，其中个人信息容易伪造且容易泄露，导致货物被冒领的风险增大。同样，若以严格的技术流程进行核验，会导致取货代理人证明难度加大，总体流程时间过长。

技术实现思路

[0007]本专利技术基于上述背景和现有技术所存在的问题，拟设计基于稀疏默克尔树的仓单管理方法及系统，其能够确保仓单的真实性与安全性。本专利技术还有一个目的是通过零知识证明的方法，提高仓库方，客户方认证效率，以便安全的进行货物交易。
[0008]为了实现本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种基于稀疏默克尔树的仓单管理方法，包括以下步骤：
[0009]基于仓库方采用仓单信息生成模块将仓单信息经哈希运算后存入稀疏默克尔树，并上传到区块链中；
[0010]当客户购买时采用客户购买模块将客户购买信息与仓单信息通过零知识证明机制生成提货证明；
[0011]当购买完成后通过仓单信息更新模块，将客户的提货次数与算后存入稀疏默克尔树中的仓单进行绑定；
[0012]当提货人发起提货后采用提货验证模块验证提货证明，仓库方验证无误后通过稀疏默克尔树中的提货次数进行交货。
[0013]进一步地，其中，在仓单信息生成模块中，需要将仓单明文信息进行加密，生成仓单哈希值，后需将仓单哈希值上传到区块链中，包括：
[0014]仓单上传信息可由仓库方任意选取，其中，将可公开信息进行哈希加密，生成仓单哈希值；
[0015]仓单哈希值与仓单明文信息发送到区块链系统，其中，仓单哈希值发送到稀疏默克尔树中；
[0016]将所述仓单哈希值对外公示，并与所述与仓单形成一对一关系。
[0017]进一步地，在仓单信息生成模块中对仓单哈希值的存储中采用稀疏默克尔树生成方法，分别以同中间节点的两个叶子节点为左叶子和右叶子，包括：
[0018]每条仓单占据稀疏默克尔树2个叶子位置；
[0019]左叶子部分存放仓单哈希值；右叶子部分置空。
[0020]进一步地，当出现客户购买时，在客户购买模块中收集客户的必要信息，包括客户的真实身份信息；
[0021]对应仓单哈希值；
[0022]客户的秘密口令；
[0023]仓库方的秘密口令。
[0024]进一步地，在客户购买模块收集客户的必要信息后，由智能合约将双方交易信息与双方口令一同生成提货证明。所述零知识证明过程中：
[0025]首先将双方口令与交易信息进行哈希计算；
[0026]将此哈希值与智能合约自动生成加密信息存入验证默克尔树；
[0027]通过零知识证明将以上信息生成提货证明。
[0028]进一步地，当仓单出现购买后，客户可自定提货次数。其中，提货次数均为正整数。其中，采用仓单信息更新模块，将提货次数将同步更新到稀疏默克尔树中。其中，根据仓单哈希值，将对应仓单的右叶子更新为具体提货次数。
[0029]进一步地，提货人前来提货时，采用提货验证模块，需提供提货证明；仓单哈希值；提货次数。
[0030]进一步地，根据提货人提供信息进行验证，包括：
[0031]对提货证明进行验证；
[0032]将具体仓单哈希值与可提货次数在稀疏默克尔树中以仓单信息为左叶子，以提货次数为右叶子的稀疏默克尔树中进行验证。
[0033]其中，当且仅当提货证明验证无误后，才可进行稀疏默克尔树的验证。其中，验证对产生多种结果，根据结果的种类，可以得到以下答案：
[0034]若稀疏默克尔树中右叶子为0，说明货已交付；
[0035]若稀疏默克尔树中右叶子为空，则说明订单不存在；
[0036]若稀疏默克尔树中右叶子不等于输入次数，则无法提货；
[0037]若稀疏默克尔树中右叶子等于输入次数，则将右叶子数量减1并更新稀疏默克尔树，然后便可交货，将减1过后的提货次数作为下次的提货次数；
[0038]其中，具体计算逻辑为先由系统自动带入空值与0值，判断稀疏默克尔树的根是否正确来确定是否购买或者已交付。之后通过带入提货人提交的剩余提货次数来判断是否正确，从而确定是否可发货。
[0039]本专利技术同时提供了一种基于稀疏默克尔树的仓单管理系统，包括仓单信息生成模块、客户购买模块、仓单信息更新模块及提货验证模块：
[0040]所述仓单信息生成模块，将仓单信息经哈希运算后生成的仓单哈希值存入稀疏默克尔树，并上传到区块链中；
[0041]所述客户购买模块，将客户购买信息与仓单信息通过零知识证明机制生成提货证明；
[0042]所述仓单信息更新模块，将客户的提货次数与存入稀疏默克尔树中的仓单哈希值进行绑定。
[0043]本专利技术至少包括以下有益效果：
[0044]1.方便进行仓单管理：采用稀疏默克尔树，通过对于判断右叶子的值来判断仓单状态。此系统不但可以正向判断仓单是否存在，还可以反向判断仓单是否不存在，为仓单管理提供了新的逻辑。
[0045]2.保护购买人隐私与货物信息：购买人在进行购买后，所有身份，货物信息与交易细节一并存入一不可更改的默克尔树中，相较于传统购买过程，个人信息与交易细节将会得到极大的保护。
[0046]3.保证交货时的安全性：在交货时，采用零知识证明模式，使得陌生的交易双方可进行被保护的安全交易，同时不暴露双方身份信息。若提货人和交货人发生改变，只需提供提货证明，代理人身份可在保密的情况下安全交易。同时提高交易效率，缩短双方身份验证难度。
[0047]本专利技术的其它本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于稀疏默克尔树的仓单管理方法，其特征在于，包括以下步骤：基于仓单信息生成模块将仓单信息经哈希运算后生成的仓单哈希值存入稀疏默克尔树，并上传到区块链中；采用客户购买模块将客户购买信息与仓单信息通过零知识证明机制生成提货证明；通过仓单信息更新模块将客户的提货次数与存入稀疏默克尔树中的仓单哈希值进行绑定；采用提货验证模块验证提货证明，验证无误后通过稀疏默克尔树中的提货次数进行交货。2.根据权利要求1所述的一种基于稀疏默克尔树的仓单管理方法，其特征在于，所述基于仓单信息生成模块将仓单信息经哈希运算后生成的仓单哈希值存入稀疏默克尔树，其中，稀疏默克尔树作为区块链中一种数据结构，用作压缩数据，减轻存储数据压力的作用，所述存入流程包括以下步骤：任意选取仓单的上传信息，所述上传信息包括公开明文信息，将公开明文信息进行哈希加密，生成仓单哈希值；仓单哈希值与仓单明文信息发送到区块链，并将仓单哈希值存入稀疏默克尔树中；将所述仓单哈希值进行对外公示，并与所述仓单形成一对一关系。3.根据权利要求2所述的一种基于稀疏默克尔树的仓单管理方法，其特征在于，所述将仓单哈希值存入稀疏默克尔树中，包括以下步骤：分别以同中间节点的两个叶子节点为左侧叶子和右侧叶子，每条仓单占据稀疏默克尔树2个叶子位置；左侧叶子部分存放仓单哈希值，右侧叶子部分置空。4.根据权利要求1所述的一种基于稀疏默克尔树的仓单管理方法，其特征在于，所述客户购买信息包括客户的真实身份信息、对应仓单哈希值、客户的秘密口令及仓库方的秘密口令。5.根据权利要求4所述的一种基于稀疏默克尔树的仓单管理方法，其特征在于，在所述购买信息提交完成后，由智能合约将双方交易信息与双方口令一同生成提货证明，所述零知识证明过程中：首先将双方口令与交易信息进行哈希计算生成哈希值；将此哈希值由智能合约自动生成加密信息存入验证默克尔树；通过零知识证明将此哈希值与验证默克尔树中的位置信息生成提货证明。6.根据权利要求1所述的一种基于稀...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄步添，罗春凤，包塬泽，李奥，周伟华，何钦铭，刘振广，
申请(专利权)人：杭州云象网络技术有限公司，
类型：发明
国别省市：