[发明专利]一种面向区块链交易监管的交易记录外包方法

说明书

本发明公开一种面向区块链交易监管的交易记录外包方法，包括以下步骤：系统初始化，用户属性私钥生成，离线加密，离线解密，交易记录数据传输，在线加密，在线解密，交易记录真实性验证。本发明包括的系统成员为：基于区块链的交易平台，交易拥有者，监管者，云服务器和可信第三方TTP。本发明为区块链交易提供了安全、高效、隐私保护的交易记录存储环境，解决了交易记录的隐私保护性和可监管性的矛盾问题。

技术领域

本发明涉及区块链安全交易技术，具体涉及一种面向区块链交易监管的交易记录外包方法。

背景技术

区块链技术是现代去中心化在线交易的核心技术之一，具有维持交易的完整性且提供完整性验证证据的能力。因此，将区块链技术应用于实现安全在线交易是当今智能交易的大趋势。但是随着时间的累积，在线交易将产生巨大的交易记录数据量，这些交易记录的完整保存是一项浩大的工程，更重要的是对网络交易的监管提供了重要的数据支持。为了完整地保存这些交易记录，可以通过两种存储方式来进行：

(1)存储在区块链上。区块链具有保证数据不被篡改的能力。

(2)存储在云服务器上。云计算具有灵活、强大、低成本的存储和计算能力，但是存在的问题是云作为第三方营利机构，它具有不可信性。首先，它很好奇，希望从存储的数据中推测出交易拥有者或者用户的个人机密信息。其次，有些云服务器存在主动或者被动地篡改、伪造和丢失交易记录等的恶意行为。

为了实现针对区块链交易的外包数据的隐私保护和安全分享，业界进行了大量努力，分别给出了基于区块链的交易、基于Merkle哈希树(MHT，Merkle hash tree)的数据真实性验证技术和访问控制方案。

1、基于区块链的交易

自从2008年中本聪首次提出区块链以来，区块链已被研究应用于多个交易领域中以保证安全、公平、高效的交易，如抽奖、能源交易、电力市场、商业处理管理等。由于区块链使用了密码学的数据结构，篡改区块链中的数据非常具有挑战性，难以实现。因此，区块链技术能够使得交易方之间在不依赖可信第三方的情况下就可以进行可信交互，因此在交易处理过程中既提高了交易效率，又节省了成本。但是交易记录的隐私保护存储和可监管的矛盾问题还未引起足够的重视。

2、基于MHT的数据真实性验证技术

基于MHT的数据真实性验证技术最初是由Ralph C.Merkle在1980年提出的，是目前主流的外包数据真实性验证技术，其基本思想是用抗碰撞性的哈希运算来代替签名，原因是哈希运算比签名操作开销小，速度快。MHT通常是一棵二叉树，每个叶子节点指向一条信息记录并保存对应的哈希值，中间节点存储子节点哈希值串联后再做哈希计算得到的结果，最后数据源使用私钥对根节点的哈希值签名，并公布数据源的公钥，所以客户端能够验证根节点的正确性。因为哈希函数具有抗碰撞性，所以要篡改某节点的哈希值又使得根节点的哈希值不会发生改变在计算上是不可行的。

3、访问控制方案

基于身份的加密是一种经典的细粒度数据访问控制机制。进一步地，基于属性的加密(ABE，Attribute-based encryption)方案使用属性集合来定义一个用户的身份。Sahai和Waters首次提出将通过ABE方案对敏感数据进行加密，从而实施访问控制。后来Goyal等和Bethencourt等分别将ABE方案扩展成密钥策略属性基加密(KP-ABE，Key-policyattribute based encryption)方案和密文策略属性基加密(CP-ABE，Ciphertext-policyattribute based encryption)方案。在密钥策略属性基加密KP-ABE方案中，用户的私钥关联于基于属性的访问策略。当且仅当用密文的属性集合满足用户私钥关联的访问策略时，该用户才能成功解密。而在密文策略属性基加密CP-ABE方案中，密文关联于基于属性的访问策略，而用户私钥产生自其身份特征的属性集合。用户能够成功解密当且仅当其属性集合满足密文中指定的访问策略时。