[发明专利]基于区块链多签名的隐蔽通信方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于区块链多签名的隐蔽通信方法及系统，包括：在通信行为开始前，消息发送方与消息接收方共享必要信息；消息发送方创建t个密钥对及包含n个多签名脚本的多签名交易单，并在s个多签名脚本的公钥字段嵌入子秘密消息，以生成包含数字货币的含密交易单交易单；根据含密交易单类型，消息接收方先从含密交易单中提取所述秘密消息，或消息发送方先生成赎回交易单，将数字货币转至消息发送方的指定地址。本发明没有额外引入标签，使得含密交易单与一般的非含密交易单具有不可区分性，有效降低了通信行为被恶意监听者发现的可能，并可在通信行为结束后随时赎回这部分数字货币，从根本上解决了烧币问题和数字货币被盗的问题。

技术领域

本发明属于网络通信技术与信息安全领域，尤其涉及一种基于区块链多签名的隐蔽通信方法及系统。

背景技术

随着政府、军事等领域的组织或个人对安全、私密地进行通信的需求不断增加，隐蔽通信技术在有上述需求的组织或个人中有着越来越重要的地位。

隐蔽通信的优势和特点在于通信双方在进行消息的隐蔽传输的同时，他们的通信行为难以被恶意监听者发现，隐蔽通信技术的直接目的就是保护发送者和接收者间的关系。隐蔽通信在实现上往往需要密码学和隐写术的实施，密码学用于确保所传消息的私密性，隐写术用于掩盖存在加密通信的事实。

在一些经典的隐蔽通信方法中，往往需要使用数据包、数据报、图像、视频、音频等内容作为载体，将加密后的隐蔽消息嵌入到这些载体中，然后使用传统的网络信道进行发送，但这些传统方法易被恶意监听者检测后使用某种手段进行篡改或者破坏，这样的隐蔽通信系统的健壮性较弱、可用性较差。

为了解决这个问题，有研究开始探索在区块链这种天然具备不可篡改性的介质中实现隐蔽通信，一系列基于区块链的隐蔽通信方法应运而生。

在现有的基于区块链的隐蔽通信方法中，存在两类共性问题亟待解决，一类是使用不可花费的输出信道会造成数字货币无法取回，另一类是使用低嵌入率信道会造成数字货币被他人取走。

(1)不可花费的输出信道

该技术由Andrey Fionov于论文《Exploring Covert Channels in BitcoinTransactions》中进行综述，同时在Roman Matzutt等人所著的论文《A QuantitativeAnalysis of the Impact of Arbitrary Blockchain Content on Bitcoin》中也对该类技术有所提及。

不可花费的输出信道是指直接把区块链交易单中的收款地址替换成秘密消息，因为无法解出收款地址对应的私钥，所以没有人能再次花费该收款地址中的数字货币，这就是该技术名称中“不可花费”的由来。

从原理上来说，使用不可花费的输出信道在进行秘密消息嵌入时只是单纯地把收款地址字段替换掉，又因为收款地址是由公钥经过哈希运算得到的，同时已知公钥反推私钥是一类椭圆曲线上的离散对数问题，在多项式时间内不可解，所以理论上没有人能获得该收款地址对应的私钥，转入这个地址的这部分数字货币将不能被任何人所使用，上述这种行为也被称作烧币或销币。

现有的不可花费的输出信道技术有着以下局限性：

1.该技术仅仅考虑了将秘密消息嵌入交易单的方法，但没有考虑构成完整隐蔽通信系统的方法，在实际中不能被直接利用它进行隐蔽通信系统的实现；

2.该技术存在烧币问题，从而导致对消息发送方、区块链数字货币和区块链网络这三者的不良影响，包括：

2.1)消息发送方的直接财产损失。相比其他的基于区块链的隐蔽通信方法而言，使用此类方法会导致消息发送方无法正常取回已经花费的数字货币。