[发明专利]一种基于双线性映射技术的联盟链的加密方法

说明书

本发明公开了一种基于双线性映射技术的联盟链加密方法，包括：(1)采用基于双线性映射技术实现联盟链加密系统的构建，包括公钥和私钥的生成和设置、加密函数的选择；(2)采用基于双线性映射技术加密密钥，采用密钥协商的方式进行密钥分发；(3)基于上述模型和密钥分发方法，基于双线性映射技术实现密钥交换、明文加密和数字签名过程。本发明的双线性映射技术是密码学中常用的加密技术，结合哈希函数，实现构造具有签字短、安全、高效等特点的签名方案进行加密、对签名进行验签，提高了加密的效率，进而具有提高系统整体工作效率的功能。

技术领域

本发明属于区块链技术领域，具体涉及一种基于双线性映射技术的联盟链加密方法。

背景技术

区块链技术集合各种技术，是时下新兴的技术。加密技术是区块链最重要的基础技术之一，保障了区块链上通信和交易的安全。联盟链是区块链的一种。联盟链采用PKI(公钥基础设施)技术保障交易过程的安全，PKI技术采用对称加密和非对称加密混合的加密方式对通信过程进行加密保护。非对称加密安全性高，但通常运算性能低下，需要做大量数据加解密，所以通常利用非对称加密方法实现对称密钥的安全交换，并采用数字签名技术进行标记。

数字签名技术作为保证信息安全的重要手段之一，被广泛应用于各种需要身份认证的安全系统中，一方面保障数据的完整传输，另一方面确保传输的信息或数据安全可信没有受到篡改。随着各种密码技术的不断发展，各种信息安全应用场景对数字签名的实用性提出了越来越高的要求。

哈希函数实现原理简单，破解过程复杂，是常用于区块链的数字签名技术。实现方式为：对需要加密的原文进行数字签名生成摘要，即对需要加密的原文通过一类特殊的散列函数生成数字签名。使用哈希函数的特征是：(1)输入需要加密的原文数据没有长度限制；(2)对输入的任何长度的原文数据能够生成该原文固定长度的摘要输出；(3)从原文能方便地算出摘要；(4)从指定的摘要生成原文再由原文反推出指定的摘要十分困难；(5)两个不同的原文几乎无法生成相同的摘要。当数字签名的长度为128位时，任意两个原文具有完全相同的数字签名的概率10^-24，即接近于0的重复率，这使得数字签名很容易发现原文的关键位是否被篡改。但是也是由于哈希函数的此种特性，加上64轮的加密轮次，导致签名和验证签名的效率比椭圆曲线加密技术(ECC)低。

双线性映射能是ECC的一种，在多方安全计算和数据协作共享中发挥关键的作用。其构建过程令G₁、G₂和G_T为3个阶为素数的循环群，g₁、g₂和g₃分别为3个循环群的生成元，则双线性映射e:G₁×G₂→G_T具有以下性质：(1)双线性：所有g₁∈G₁,g₂∈G₂,a,b∈Z_q，满足(2)非退化性：满足e(g₁,g₂)≠1；(3)可计算性：(4)安全性：解G₁、G₂和G₃中的离散对数问题是困难的。双线性映射的加密方法通常签名短，但是实现算法复杂。

现阶段，结合各种加密方式的优点进行组合得到的方案已经实施在各种区块链应用场景中。例如PKI技术内包含对称密码算法如DES、AES等，非对称密码算法如RSA、ECC等，哈希或散列函数如SHA、MD5等，现有的PKI技术能够基本满足链上通信安全，但是依然存在效率和安全性的缺陷问题。总而言之，加密技术结合各种加密方式，是时下研究的热点问题，如何达到各种组合加密方法有效配合得到更加优良的加密方式一直受到人们的广泛的关注。

发明内容