[发明专利]基于同态加密的区块链支付通道网络路径选择方法和系统

权利要求书

1.一种基于同态加密的区块链支付通道网络路径选择方法，其特征在于，方法中涉及交易的发送方S、接收方R、交易总金额P以及同时与发送方S和接收方R都存在直接相连支付通道的n个中间节点I₁、I₂、...、I_n；包括如下步骤：

步骤1，发送方S基于网络拓扑结构找到n条仅经过一个中间节点到达接收方R的路径；

步骤2，发送方S生成公钥PK_S和私钥SK_S，把公钥发送给接收方R，私钥储存在本地；

步骤3，发送方S初始化count变量，使其取值为1，用于记录本方案运行的轮次；

步骤4，发送方S计算本轮的传输金额P^*＝P/count，并发送给接收方R；

步骤5，发送方S、接收方R各自根据路径上支付通道的当前余额与本轮传输金额P^*的比较结果生成一个n维向量，分别为V_S、V_R；

步骤6，发送方S用其公钥PK_S加密V_S得到n维向量并将发送给接收方R；

步骤7，接收方R用接收方S的公钥PK_S加密V_R得到n维向量并将其与收到的作同态加法，得到n维向量

步骤8，接收方R对的元素位置作随机置换，得到并存储与中元素的映射关系，然后将发送给发送方S，其中的第i个元素为

步骤9，发送方S用其私钥SK_S对进行解密，得到Z_P，其中Z_P的第i个元素为Z_Pi；

步骤10，发送方S挑选count个使得Z_Pi＝0的i，发送给接收方R；若元素数量不足count个，意味着本轮选择路径失败，转到步骤13；

步骤11，接收方R查询在步骤8中存储的与元素的映射关系，可以得出收到的count个i在的元素被打乱前的值i^*返回给发送方S；

步骤12，发送方S选定下标为i^*的路径作为最终交易路径，方案结束运行；

步骤13，发送方S将count的值增一，然后检查count≤n是否依然成立：若是，重复上面的步骤4-12，进入下一轮选择路径；若否，表明本方案不能选择出符合条件的路径，方案结束运行。

2.根据权利要求1所述的基于同态加密的区块链支付通道网络路径选择方法，其特征在于，所述步骤2中，发送方S运行Paiilier同态加密算法的初始化算法，生成公钥PK_S和私钥SK_S。

3.根据权利要求1所述的基于同态加密的区块链支付通道网络路径选择方法，其特征在于，所述步骤5中，发送方S、接收方R各自根据路径上支付通道的当前余额与本轮传输金额P^*的比较结果生成一个n维向量，分别为V_S、V_R，其中V_S或V_R的第i个元素为V_i，取值如下：

其中，b_i表示第i条路径中S或R与I_i之间的支付通道的当前余额。

4.根据权利要求1所述的基于同态加密的区块链支付通道网络路径选择方法，其特征在于，所述步骤6中，发送方S用其公钥PK_S加密V_S得到n维向量并将发送给R，其中的第i个元素为取值如下：

其中，r为随机数，E是Paiilier算法的加密算法，E_K(m)表示使用密钥K和加密算法E对明文m加密后所得的密文。

5.根据权利要求1所述的基于同态加密的区块链支付通道网络路径选择方法，其特征在于，所述步骤7中，接收方R用发送方S的公钥PK_S以及与步骤6相同的方式加密V_R得到n维向量并将其与收到的作同态加法，得到n维向量其中的第i个元素为取值如下：

其中，表示的第i个元素，表示的第i个元素。