基于制造技术

本发明专利技术涉及一种基于

【技术实现步骤摘要】
基于Schnorr门限签名的区块链隐私保护方法


[0001]本专利技术属于信息安全领域，涉及基于
Schnorr
门限签名的区块链隐私保护方法
。

技术介绍

[0002]近年来，区块链已经发展成为去中心化应用程序的平台，具有高完整性
、
透明度和不可篡改等特性
。Schnorr
签名算法是密码学家
Claus Schnorr
在
1989
年提出的，它基于离散对数难题，实现了数字签名的生成和验证过程
。
相对于其它数字签名算法，
Schnorr
签名算法具有安全性高
、
简介高效
、
支持多签名组合
、
抗攻击性等优点
。
门限签名需多方协作共同完成签名过程
。
在区块链应用中，门限签名可以解决由一方保管密钥而导致的单点故障问题，防止因权力集中而引发的信任问题，从而提升区块链的安全性和隐私保护
。
在现有的门限签名方法，大多数利用了
Lagrange
插值多项式算法来恢复群体私钥；虽然它们能够避免单点故障这一问题，但密钥共享算法复杂度较高
。
因此如何提供一种高效的门限签名方法是技术人员亟需解决的问题
。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于
Schnorr
门限签名的区块链隐私保护方法，实现将链下数据高效
、
高可靠地传输到区块链上
。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]基于
Schnorr
门限签名的区块链隐私保护方法，该方法包括以下步骤：
[0006]S1
：系统初始化
Setup
；
[0007]S2
：生成参与签名者个体私钥
keyGen
；
[0008]S3
：恢复群体私钥
KeyDec
；
[0009]S4
：生成签名
Sign
；
[0010]S5
：验证签名
Verify
；
[0011]所述
S1
具体包括以下步骤：
[0012]S11
：系统随机选择大素数
p
和
q
，并且满足
q|p
‑1；
[0013]S12
：随机选择整数
a
，使得
a
q
＝
1(mod p)
，同时构造一个安全的散列函数
H
；
[0014]S13
：系统随机选择整数
sk
，为签名群体的私钥，同时满足则公开密钥为
Q
＝
a
‑
sk
(mod p)
；
[0015]S15
：最终输出系统的参数公共参数
{a,p,Q,q}
，并且将公钥和系统公共参数广播给所有节点；
[0016]所述
S5
具体包括以下步骤：
[0017]S51
：验证节点接收到聚合器发送的数据和签名后，利用群体公钥
Q
进行签名验证，计算等式
a
σ
Q
E
＝
S
；
[0018]S52
：若上述等式成立，验证正确，则把交易数据上链
。
[0019]可选的，所述
S2
具体包括以下步骤：
[0020]S21
：系统将成员群体，记为
U
＝
{U1,U2,
…
,U
n
}
；
[0021]S22
：根据群体大小
n
，门限值
t
，
t≤n
，生成访问控制树；该
n
个成员是构成
T
的叶子节点，该访问控制树的内部节点是由
AND
或
OR
构成，每一个叶子节点代表一个成员；
[0022]S23
：将访问控制树
T
的叶子节点根据
LSSS(inear Secret Sharing Scheme)
算法生成对应向量
z1,z2,
…
,z
n
；如果每个向量
z
的长度不同，将短于最长向量长度的向量末尾依次用0填充，直到所有向量长度相同，至此，构成相对应的生成矩阵
A
；
[0023]S24
：矩阵
A
的每一行向量，映射在群组中，每个行向量代表一个的秘密份额
z1,z2,
…
,z
n
；
[0024]S25
：系统随机生成
t
‑1个整数，
d1,d2,...,d
t
‑1∈Z
p
，构成秘密共享向量
v
＝
(sk,d1,d2,
…
,d
t
‑1)
；
[0025]S26
：计算
A
·
v
，得到每个成员经映射函数计算得到的值
ρ
(z1),
ρ
(z2),
…
,
ρ
(z
n
)
，其中
ρ
为单向函数；并将
ρ
(z
i
)
作为每个成员的私钥，则
sk
i
＝
ρ
(z
i
)。
[0026]可选的，所述
S3
具体包括以下步骤：
[0027]S31
：从
n
个成员中选取
t
个签名者
U
＝
{U1,U2,...,U
t
}
；
[0028]S32
：从矩阵
A
中选取
t
个成员相对应的秘密份额作为行向量，构成矩阵
M
；
[0029]S33
：设向量
ω
＝
(x1,x2,
…
,x
t
)
，满足计算出对应
x1,x2,
…
,x
t
的值；
[0030]S34
：由
t
个成员映射函数的值构成向量
λ
＝
(
ρ...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于
Schnorr
门限签名的区块链隐私保护方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1
：系统初始化
Setup
；
S2
：生成参与签名者个体私钥
keyGen
；
S3
：恢复群体私钥
KeyDec
；
S4
：生成签名
Sign
；
S5
：验证签名
Verify
；所述
S1
具体包括以下步骤：
S11
：系统随机选择大素数
p
和
q
，并且满足
q|p
‑1；
S12
：随机选择整数
a
，使得
a
q
＝
1(mod p)
，同时构造一个安全的散列函数
H
；
S13
：系统随机选择整数
sk
，为签名群体的私钥，同时满足则公开密钥为
Q
＝
a
‑
sk
(mod p)
；
S15
：最终输出系统的参数公共参数
{a,p,Q,q}
，并且将公钥和系统公共参数广播给所有节点；所述
S5
具体包括以下步骤：
S51
：验证节点接收到聚合器发送的数据和签名后，利用群体公钥
Q
进行签名验证，计算等式
a
σ
Q
E
＝
S
；
S52
：若上述等式成立，验证正确，则把交易数据上链
。2.
根据权利要求1所述的基于
Schnorr
门限签名的区块链隐私保护方法，其特征在于：所述
S2
具体包括以下步骤：
S21
：系统将成员群体，记为
U
＝
{U1,U2,
…
,U
n
}
；
S22
：根据群体大小
n
，门限值
t
，
t≤n
，生成访问控制树；该
n
个成员是构成
T
的叶子节点，该访问控制树的内部节点是由
AND
或
OR
构成，每一个叶子节点代表一个成员；
S23
：将访问控制树
T
的叶子节点根据
LSSS(inear Secret Sharing Scheme)
算法生成对应向量
z1,z2,
…
,z
n
；如果每个向量
z
的长度不同，将短于最长向量长度的向量末尾依次用0填充，直到所有向量长度相同，至此，构成相对应的生成矩阵
A
；
S24
：矩阵
A
的每一行向量，映射在群组中，每个行向量代表一个的秘密份额
z1,z2,
…
,z
n
；
S25
：系统随机生成
t
‑1个整数，
d1,d2,...,d
t
‑1∈Z
p
，构成秘密共享向量
v
＝
(sk,d1,d2,
…
,d
t
‑1)
；
S26
：计算
A
·
v
，得到每个成员经映射函数计算得到的值
ρ
(z1),
ρ
(z2),
…
,
ρ
(z
n
)
，其中
ρ
为单向函数；并将
ρ
(z
i
)
作为每个成员的私钥，则
sk
i
＝
ρ

【专利技术属性】
技术研发人员：张学旺，付佳丽，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：