浙江理工大学沈剑获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江理工大学申请的专利基于区块链的去中心化可追溯环签名方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120498701B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510983555.0,技术领域涉及:H04L9/32;该发明授权基于区块链的去中心化可追溯环签名方法及系统是由沈剑;杨惠杰;董政;金子龙;张涛;胡进;王晨设计研发完成,并于2025-07-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于区块链的去中心化可追溯环签名方法及系统在说明书摘要公布了:本发明属于信息安全技术领域,具体涉及基于区块链的去中心化可追溯环签名方法及系统。方法包括:S1,通过系统初始化者生成全局参数,并分别为签名用户与追溯者群体生成各自的密钥对;S2,根据步骤S1生成的签名用户与追溯者群体各自的密钥对,构建并生成可追溯环签名;S3,当出现需要揭露签名者身份时,达到设定门限的追溯者提交密钥份额,联合恢复追溯能力,并根据所述可追溯环签名定位真实的签名用户。本发明具有更为安全、可靠、透明且符合去中心化原则,同时能够保障用户数据处理匿名性的特点。
本发明授权基于区块链的去中心化可追溯环签名方法及系统在权利要求书中公布了:1.基于区块链的去中心化可追溯环签名方法,其特征在于,包括如下步骤; S1,依据密码学协议中的功能,设定系统初始化者、签名用户和追溯者群体,同时通过系统初始化者生成全局参数,并分别为签名用户与追溯者群体生成各自的密钥对; S2,根据步骤S1生成的签名用户与追溯者群体各自的密钥对,同时基于哈希链的挑战‑响应模式构建并生成可追溯环签名以及对应的闭环验证过程; S3,当出现需要揭露签名者身份时,达到设定门限的追溯者提交密钥份额,联合恢复追溯能力,同时采用基于双线性映射的代数验证追溯机制并根据所述可追溯环签名定位真实的签名用户; 在步骤S1中,所述系统初始化者,用于负责生成全局参数,并将追溯者群体的阈值密钥和各签名用户的公私钥对安全下发; 所述签名用户,用于在任意环集内匿名签名,同时附带可追溯的链接标签; 所述追溯者群体,包括n名追溯者,且任意满足阈值的追溯者群体子集,用于联合恢复追溯主私钥并揭示签名者身份;所述追溯者群体还包含一个可信的聚合者,用于负责聚合追溯者群体的追溯份额; 步骤S1包括如下步骤: 步骤S11,全局参数生成,具体过程如下: 选择一个大素数p,以及两个循环群和目标群均为素阶为p的乘法群,并固定一个双线性映射e:满足对任意eua,vb=eu,vab;参数u是循环群中的任意一个元素,参数v是循环群中的任意一个元素,参数a和b是中的任意元素,指代的是以大素数p为模的整数集合,该集合包含所有从0到p‑1的整数; 令g1为的一个固定生成元,g2为的一个固定生成元; 定义两个安全哈希函数: H1:{0,1}*映射到用于将消息等映射至整数; H2:{0,1}*映射到用于将任意字节串映射至群元素; 则获得全局参数公布为步骤S12,追溯者群体阈值密钥生成,具体过程如下: 将追溯权限分散到n名追溯者中,设阈值为t,1≤t≤n; 首先随机选取追溯主私钥构造随机阈值多项式fx; 根据双线性映射的性质,发布全局追溯公钥是对生成元g1与主私钥tsk幂运算之后的值,将其设定为全局追溯公钥tpk;每个追溯者公开其份额对应的验证值是对生成元g2与第i位追溯者密钥份额tski幂运算之后的值,用于在重构追溯主私钥时进行拉格朗日系数验证; 步骤S13,用户密钥对生成,具体过程如下: 系统中每个签名用户l需生成自己的密钥对;签名用户随机选择skl是签名用户l随机选择的个人私钥,然后计算公钥并公开pkl是签名用户l根据其私钥skl计算的个人公钥,是将生成元g2与签名用户私钥skl幂运算得到的值;所有签名用户的公钥存储在公开注册表中,用于任意时刻组建环签名所需的环集; 步骤S2包括如下步骤: 步骤S21,构建环集,具体过程如下: 设定签名者欲对消息M进行签名,并选择环中的公钥集合其中签名者自己的公钥pks,在集合中的索引为s,L为环中签名者的数量; 步骤S22,生成标签,具体过程如下: 绑定签名事件生成标签,令标签TX表示数据处理时间戳和数据处理ID的组合,||表示连接; 步骤S23,计算链接标签,具体过程如下: 签名者根据私钥sks和标签tag生成链接标签,用于后续检测同一私钥的重复签名,链接标签为若同一签名用户对相同tag重复签名,则对应的Y值将保持一致,从而实现可链接; 步骤S24,随机数生成,具体过程如下: 签名者为环中每个l≠s的公钥准备随机数: 参数rl是签名者为环中除自己以外的每个成员的公钥所准备的随机数; 步骤S25,计算哈希挑战链,具体过程如下: 定义一组链式挑战值{cl};所述链式挑战值{cl}从一个基于签名者信息的初始哈希值cs+1开始,然后针对环中其他每一位成员l依次通过哈希运算迭代计算出后续的cl+1,最终确保计算回到签名者自身时形成一个闭合的验证循环;其中,l≠s; 先任意选定初值: 参数cs+1是链式哈希挑战中的初始哈希值; 然后对l≠s的位置依次计算链式哈希挑战值cl+1; 参数cl+1是为环中第l个成员计算出的链式哈希挑战值,l≠s;当递归回到l=s时,满足闭环一致性条件,并确定签名者的特定值rs,同时签名者解出自己的响应值:rs=x‑cs·sksmod p,用于确保环闭合,参数cs是在哈希挑战链的计算中,当递归传递到s‑1mod n的位置的签名者时,所对应的挑战哈希值; 步骤S26,输出完整签名,具体过程如下: 签名者将以下数据打包,构成可追溯环签名σ: σ=tag,Y,c1,{r1,…,rL}; 其中,tag绑定了签名语境;Y作为链接标签,实现同源签名检测;{cl},{rl}为标准的环签名挑战响应对; 步骤S27,签名验证,具体过程如下: 在签名验证时,根据接受到的σ=tag,Y,c1,{r1,…,rL},由{r1,…,rL}和c1,通过等式递归计算得出{c′1,c2,…,cL},最后比较c1与计算得出的c′1是否相等,若相等则说明能形成一个闭合环,签名能正确通过验证; 步骤S3包括如下步骤: 步骤S31,通过拉格朗日插值重构追溯主私钥tsk,具体过程如下: 每位追溯者i将其份额通过安全信道提交给汇聚者,汇聚者是追溯者集体指定的汇聚节点,得到集合对每个追溯者i∈S验证对应的公开验证值是否满足其中,索引集合S={i1,i2,…,it}; 对每个追溯者i∈S,计算对应的拉格朗日系数同时利用计算出的拉格朗日系数重构主私钥tsk=∑i∈Sλi·tski mod p; 步骤S32,签名者追溯,具体过程如下: 已知签名中链接标签重构出的追溯主私钥tsk;候选的公钥集合其中,计算中间值对每个候选索引j=1,…,n,通过测试比对: 表示对等式两边是否相等进行测试或验证; 等式两端展开为: 当找到使等式成立的j=s,即追溯到了该公钥对应的真实身份。
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