支持隐私保护的分布式可信数据交易方法、系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种支持隐私保护的分布式可信数据交易方法、系统及装置，在数据交易过程中，在分布式存储的基础上通过引入落盘加密保障数据在存储过程中的隐私保护；在交易过程中通过分布式多中心的身份标识协议为数据提供者和数据需求者提供去中心化的身份信息，能够保障用户的身份隐私；通过在交易过程中引入同态加密和零知识证明，在不需要披露数据原文的情况下，为用户提供交易计算或认证的服务，保障了交易数据隐私。障了交易数据隐私。障了交易数据隐私。

【技术实现步骤摘要】
支持隐私保护的分布式可信数据交易方法、系统及装置


[0001]本专利技术涉及区块链
，尤其涉及一种支持隐私保护的分布式可信数据交易方法、系统及装置。

技术介绍

[0002]在互联网应用日益普及的大环境下，大量应用需要将发生的事件、行为、状态持久地记录在数据库中以用于日后的查询，即进行持久化存储。传统的方法采用由数据管理服务平台作为公正的第三方进行统一记账，所有的交易信息的查询操作全部在这个平台上进行处理，其他机构和组织的数据也以接入的方式添加至交易服务平台。在这种传统集中式记账方式里，主要的交易信息存储在单一的记账方，这是一种“逻辑”上的集中式存储模式，即交易数据存储在唯一的某业务参与方并由其负责管理。
[0003]集中式记账方式存在数据存取性能问题，即记账方为了保证可靠性需要存储数据的多个副本，从而造成了数据存取的性能瓶颈；数据信任问题，即交易数据可能被记账方篡改且无法验证，因此各参与方需要完全信任记账方；数据灾备问题，即记账方受到攻击后数据难以恢复。因此，传统集中式记账方式存在着存储效率低、可信性差、易受攻击等弊端。
[0004]随着加密货币和去中心化应用的流行,区块链技术受到了各行业极大的关注。从数据管理的角度,区块链可以视作是在一个分布式环境下众多不可信节点共同维护且不可篡改的账本。由于节点间相互不可信,区块链通过共识协议,确保数据存储的一致性,实现去中心化的数据管理。基于区块链的数据管理技术通过区块链的链式结构、分布式共识机制将这样过大的权限分散给所有节点参与者，避免了权限过大的中心化第三方恶意破坏数据的可能，可以有效传统数据管理所面临的权限集中，数据真实可靠问题。
[0005]区块链系统相比传统分布式数据库系统，在记账方式上提供了更好的分布性、透明性和可信性，在功能上提供了防篡改验证机制和智能合约机制，因此更加适合在非可信环境下的匿名使用。然而，区块链技术在提高效率、降低成本、提高数据安全性的同时也面临严重的隐私泄露问题。其一是链上数据隐私及威胁，包括交易隐私、账户地址隐私、用户身份隐私等链上数据信息。其二是智能合约隐私及威胁，智能合约概念的提出为区块链提供了更广阔的应用场景，但智能合约技术在实际应用时有可能导致数据隐私的泄露．用户发起函数调用后系统会构建智能合约交易，区块链系统中的许多节点会对该交易进行处理，这要求与交易相关的操作和数据需要对所有节点开放，在处理敏感数据的应用场景时会存在隐私泄露的问题，如投票方案、医疗数据收集等。

技术实现思路

[0006]鉴于此，本专利技术实施例提供了一种支持隐私保护的分布式可信数据交易方法、系统及装置，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，以解决现有区块链技术由于透明的信任机制导致隐私数据无法得到保障的问题。
[0007]一方面，本专利技术提供一种支持隐私保护的分布式可信数据交易方法，所述方法由
数据管理模块执行，所述数据管理模块还通过数据接口连接调用隐私保护模块、区块链基础设施和存储模块，该方法包括以下步骤：由所述数据管理模块接收数据提供方发送的数据上传请求，所述数据上传请求包含所述数据提供方的第一权限信息；验证所述第一权限信息，在验证通过的情况下，接收所述数据提供方的交易数据；所述数据管理模块调用所述隐私保护模块使用基于分布式多中心的身份标识协议生成所述数据提供方的第一去中心化身份，并反馈至所述数据提供方；所述隐私保护模块采用同态加密算法加密所述交易数据得到交易密文；所述数据管理模块调用所述区块链基础设施基于落盘加密将所述第一去中心化身份和所述交易密文分布式上链存储至所述存储模块，得到第一存储结果和第一上链交易回执并发送至所述数据管理模块；由所述数据管理模块接收数据需求方发送的数据交易请求，所述数据交易请求中包含所述数据需求方的第二权限信息；验证所述第二权限信息，在验证通过的情况下，所述隐私保护模块使用基于分布式多中心的身份标识协议生成所述数据需求方的第二去中心化身份，并发送至所述数据需求方；所述数据管理模块调用所述隐私保护模块根据所述数据交易请求，对所述交易密文进行同态计算或生成零知识证明；所述数据管理模块调用所述区块链基础设施获取所述数据交易请求对应的数据提供方的第一去中心化身份；所述数据管理模块调用所述隐私保护模块将所述同态计算的结果或所述零知识证明发送至所述区块链基础设施，由所述区块链基础设施基于落盘加密分布式存储至所述存储模块，得到第二存储结果和第二上链交易回执；所述区块链基础设施将所述第二存储结果和所述第二上链交易回执发送至所述数据管理模块；所述数据管理模块将所述同态计算的结果或所述零知识证明发送至所述数据需求方，以及将包含所述第一去中心化身份的可信凭证发送至数据需求方。
[0008]在一些实施例中，所述隐私保护模块采用同态加密算法加密所述交易数据得到交易密文中，所述同态加密算法采用基于格密码的全同态加密算法。
[0009]在一些实施例中，所述基于格密码的全同态加密算法中，将私钥sk表示为向量，公钥pk表示为A，明文表示为，密文表示为C；获取用于生成安全参数的Setup函数，用于生成私钥的SecretKeyGen函数和用于生成公钥的PublicKeyGen函数；所述Setup函数中，选择一个模数q，比特长，晶格尺寸参数和误差分布函数，表示加密算法的系统安全参数，表示同态运算的层数；同时选择参数，并合并参数，，；函数表示复杂度；
所述SecretKeyGen函数中，SecretKeyGen(params)取样，代表向量t的维度为n且属于素数有限域，输出私钥sk= ，并满足；所述PublicKeyGen函数中， PublicKeyGen(params,sk)均匀随机生成一个矩阵和向量，令，让A是由与n列矩阵B一起组成的n+1列矩阵，设公钥pk=A；消息加密算法Enc(params,pk,μ)，为加密明文，表示素数有限域，范围为(
‑
q/2,q/2)，取样一个均值矩阵，输出密文C，计算式如下：；其中，BitDecomp(
•
)函数表示将输入的每一位按照二进制展开，是它的反函数，Flatten(
•
)函数为；消息解密算法Decry(params,sk,C)，解密密文C得到。
[0010]在一些实施例中，所述消息解密算法Decry(params,sk,C)，引入两种解密算法Dec(params,sk,C)和MPDec(params,sk,C)；Dec(params,sk,C)中，观察向量前个系数，让，让是C的第i行，计算：；MPDec(params,sk,C)中，已知，的前个系数为，因此如果满足，那么的前个系数为，其中。从中恢复，然后从中恢复下一个最低有效位，以此类推，最终得到明文；其中，Small表示在能够接受的噪音范围之内。
[0011]在一些实施例中，所述方法采用FISCO BCOS分布式存储架构存储所述第一去中心化身份、所述交易密文、所述同态计算的结果和/或所述零知识证明。
[0012]另一方面，本专利技术还提供一种支持隐私保护的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支持隐私保护的分布式可信数据交易方法，其特征在于，所述方法由数据管理模块执行，所述数据管理模块还通过数据接口连接调用隐私保护模块、区块链基础设施和存储模块，该方法包括以下步骤：由所述数据管理模块接收数据提供方发送的数据上传请求，所述数据上传请求包含所述数据提供方的第一权限信息；验证所述第一权限信息，在验证通过的情况下，接收所述数据提供方的交易数据；所述数据管理模块调用所述隐私保护模块使用基于分布式多中心的身份标识协议生成所述数据提供方的第一去中心化身份，并反馈至所述数据提供方；所述隐私保护模块采用同态加密算法加密所述交易数据得到交易密文；所述数据管理模块调用所述区块链基础设施基于落盘加密将所述第一去中心化身份和所述交易密文分布式上链存储至所述存储模块，得到第一存储结果和第一上链交易回执并发送至所述数据管理模块；由所述数据管理模块接收数据需求方发送的数据交易请求，所述数据交易请求中包含所述数据需求方的第二权限信息；验证所述第二权限信息，在验证通过的情况下，所述隐私保护模块使用基于分布式多中心的身份标识协议生成所述数据需求方的第二去中心化身份，并发送至所述数据需求方；所述数据管理模块调用所述隐私保护模块根据所述数据交易请求，对所述交易密文进行同态计算或生成零知识证明；所述数据管理模块调用所述区块链基础设施获取所述数据交易请求对应的数据提供方的第一去中心化身份；所述数据管理模块调用所述隐私保护模块将所述同态计算的结果或所述零知识证明发送至所述区块链基础设施，由所述区块链基础设施基于落盘加密分布式存储至所述存储模块，得到第二存储结果和第二上链交易回执；所述区块链基础设施将所述第二存储结果和所述第二上链交易回执发送至所述数据管理模块；所述数据管理模块将所述同态计算的结果或所述零知识证明发送至所述数据需求方，以及将包含所述第一去中心化身份的可信凭证发送至数据需求方。2.根据权利要求1所述的支持隐私保护的分布式可信数据交易方法，其特征在于，所述隐私保护模块采用同态加密算法加密所述交易数据得到交易密文中，所述同态加密算法采用基于格密码的全同态加密算法。3.根据权利要求2所述的支持隐私保护的分布式可信数据交易方法，其特征在于，所述基于格密码的全同态加密算法中，将私钥sk表示为向量，公钥pk表示为A，明文表示为，密文表示为C；获取用于生成安全参数的Setup函数，用于生成私钥的SecretKeyGen函数和用于生成公钥的PublicKeyGen函数；所述Setup函数中，选择一个模数q，比特长，晶格尺寸参数和误差分布函数，表示加密算法的系统安全参数，表示同态
运算的层数；同时选择参数，并合并参数，；函数表示复杂度；所述SecretKeyGen函数中，SecretKeyGen(params)取样，代表向量t的维度为n且属于素数有限域，输出私钥sk=，并满足；所述PublicKeyGen函数中， Publi...

【专利技术属性】
技术研发人员：马兆丰，董建成，张茜，段鹏飞，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：