[发明专利]用于运行分布式数据库系统的方法、分布式数据库系统和工业自动化系统

说明书

在一种用于运行分布式数据库系统（1）的方法中，所述分布式数据库系统具有用于尤其是以区块链（BC）的方式提供相互关联的数据块（Bi）的分布式节点装置（2‑6），所述区块链记录用户（8）之间的事务，其中用户（8）之间的事务（TD）借助于事务数据和密码签名方法被保护，对于每个事务，规定用于保护相应事务的密码签名方法，其中对所规定的密码签名方法进行标识的签名信息是事务的一部分或用于所述事务的实施请求的一部分。然后对于每个事务，经由所述事务数据的至少一部分或其哈希值按照所规定的密码签名方法计算签名数据，并且将签名数据添加到所述事务数据。

技术领域

本发明涉及一种用于借助于联网的节点装置运行分布式数据库系统、诸如区块链（Blockchain）的方法。这样的数据库系统尤其是适用于使用在工业自动化网络中。为了能够在区块链内执行和记录数据条目或事务（Transaktion），以密码方式保护这样的条目。例如常见的是，根据预先给定的标准对事务或条目进行数字签名。

背景技术

在管理密码货币的已知区块链比特币情况下，用户或使用者可以借助于其私有密码密钥在比特币区块链中拥有货币价值条目。用于保护针对人员或用户的相应数据库条目的密码方法基于具有特定密钥长度、即256比特的椭圆曲线密码学（Elliptic CurveCryptography：ECC）。所使用的ECDSA签名（Elliptic Curve Digital SignatureAlgorithm（椭圆曲线数字签名算法）：ECDSA）的密钥长度已被选择为使得操纵攻击是几乎不可能直至不可能的。由于不能预见对于攻击这样的分布式数据库系统可以使用的未来计算机性能，因此成问题的是，比特币区块链是否长期装备有适当的安全等级。

对于比特币区块链规定，应该在2130年出现最后的比特币。应该以大概率假设，在该时间点，具有256比特模块的椭圆曲线将不再提供适度的安全性。量子计算机的当前进步加剧了对这些曲线的长期安全性的怀疑。具有足够数目量子比特的可设想的量子计算机可能在多项式时间中打破所有基于椭圆曲线的常见密码方法。

就此而言值得期望的是，尽可能高和灵活地保持分布式数据库系统相对于密码分析攻击的安全性和鲁棒性。

发明内容

在此背景下，本发明的任务在于能够实现分布式数据库系统、尤其是区块链的经改善的运行。

该任务通过在独立权利要求中说明的特征来解决。本发明的有利改进方案在从属权利要求中示出。

因此，提供一种用于运行分布式数据库系统的方法，所述分布式数据库系统具有用于提供相互关联的数据块的分布式节点装置。数据块尤其是可以以区块链的方式被提供。数据块记录用户之间的事务，其中用户之间的事务借助于相对应的事务数据和密码签名方法得到保护。在该方法情况下，为每个事务规定用于保护相应事务的密码签名方法，其中标识所规定的密码签名方法的签名信息是事务数据的一部分或用于事务的实施请求的一部分。

尤其是，对于每个事务，经由事务数据的至少一部分或其哈希值根据所规定的密码签名方法计算签名数据，并且将签名数据添加到事务数据。

密码签名在用户与所请求的事务或相应数据条目之间创造密码绑定或耦合，并且在此满足特定安全要求。例如，安全等级的示例是密钥长度。

通过规定在（优选）每个事务实施或确认的范围中要应用的密码签名方法，数据库系统的运行变得更灵活和更安全。使得能够在数据库系统的寿命跨度上更改签名方法的安全等级，并且使其适配于密码分析的进步。

例如，在基于秘密信息（诸如密码私钥）的安全方法情况下，基本运算的平均数目可以被认为是安全等级，所述平均数目需要最高效的已知算法来确定秘密信息。在80比特的安全等级情况下，攻击者必须实施2⁸⁰个基本运算来找到私钥。于是可以说安全等级是80比特。相应安全等级的其他量度、例如密钥长度或椭圆曲线的参数也是可设想的。