[发明专利]基于完全同态加密方法的区块链信息加密方法

说明书

一种基于完全同态加密方法的区块链信息加密方法，通过信息加密方对待加密的明文进行全同态加密后进行签名，以加密后的密文公开向网络中所有节点发布验证请求，并由所述节点分别采用区块链公钥对所述签名及信息接收方信息进行区块链验证、采用全同态公钥对密文进行同态加密操作验证，当验证通过后将信息加密方、接收方信息和密文打包生成区块生成更新后的区块链并对网络进行广播，完成区块链的更新操作。本发明极大的改进了区块链技术的数据安全和保密性，整体结构更加精简、高效，无需引入可信的第三方，也无需大幅扩展和改造原区块链技术模型，只需要最小的改进就可以达到保密的效果。

技术领域

本发明涉及的是一种信息安全领域的技术，具体是一种基于完全同态加密方法的区块链信息加密方法。

背景技术

区块链技术是2008年被提出的，中本聪发布了《比特币白皮书》阐述了比特币及作为其底层的区块链技术的原理和特点。2009年该构想被中本聪及其他一些人所实现，比特币正式诞生。而区块链作为比特币背后的技术，近年来得到了越来越多的关注，甚至超越比特币本身，被视为整个加密电子货币浪潮中最具发展和应用潜力的一项技术。

狭义来看，区块链是一种数据结构。它由一个又一个固定大小的数据区块首尾链接地串联成一条链状的巨大数据结构。其中每一个区块由头部和身体两个部分组成，身体部分负责存放区块数据，头部主要记录了区块身体部分的摘要信息以及前一个区块头部的信息。如此一来，一旦记录着数据的区块构成链条，其先后顺序、记录的数据内容都固定，且之后也无法再做修改。因此，区块链具有不可篡改性。

此外，比特币依靠匿名账号来达到对账号背后的个人信息进行保护，同时一个人可以通过拥有多个账号一定程度上加大被锁定和追踪的难度，但由于所有的交易信息，比如金额均为公开，依旧可以通过实际发生的交易，知道账号和真实个人的对应关系，例如使用比特币支付房租后，房东自然可以查到房客账号的余额；同时在一些场景下，交易本身的金额是需要保密的内容，例如一个收藏品交易的金额。这是加密电子货币被广泛使用时必然遇到的问题和挑战。

自从比特币被提出至今，已经有几十种类似的加密电子货币体系被实现，其背后的区块链技术也被越来越多的学术单位、金融机构及各国政府关注和重视。对区块链的研究的实践，主要集中在如何改进区块链的运作效率和处理能力，以及当应用区块链解决交易、支付、金融、公证等各类实际问题上。关注并针对区块链的交易数据隐私保护问题的系统并不多，比较主要的包括：侧链系统、Zerocoin系统以及Enigma系统。

侧链系统在比特币区块链的外部，构造了一条侧链，通过将侧链的一些区块与比特币主链的区块相互锚定，实现了两根不同区块链之间的数据交换和逻辑关联。同时，在侧链上通过使用具有加法同态特性的佩德森承诺来代替需要保密的交易数据，然后使用环签名的方法实现全网节点的认证和确认，从而解决了交易数据的隐私保护问题。但是佩德森承诺本质上是一种哈希运算，并非加密算法，无法逆向运算出原始信息。因此交易数据必需保存于区块链之外的地方，否则即便是交易实际参与方事后也无法从区块链内记录的交易数据中获知交易的细节。这就造成了区块链本身信息的不完备性。

Zerocoin系统在处理隐私数据是通过引入可信第三方节点的方式，在可信节点上完成加密交易数据的验证，然后通过使用零知识证明的签名方式，完成全网节点的认证和共识。而在网络结构上，Zerocoin没有使用额外的链条，而是在比特币区块链上增加了一层协议封装，来实现这套新的逻辑。Enigma系统则是使用秘密共享的方式，将需要保护的交易隐私数据加密并拆分成许多份，然后分别分发到网络中进行验证。单个节点的验证过程只使用一份数据，不会影响安全性。所有部分数据的验证结果通过复杂的网络协同最后组装在一起，形成最终的验证结果。这样的方式，虽然无需引入可信第三方节点，但是为了验证一个交易的合法性，所有的节点所执行的操作都不禁相同，还需要引入复杂的协同机制拼装最终的结果，过程十分复杂。

发明内容