[发明专利]基于SGX和区块链的高考资格认证系统

说明书

本发明属于区块链技术领域，具体为一种基于SGX和区块链的高考资格认证系统。其包括4层设计：应用层，主要为学校的老师和学生提供接入系统的Web客户端，将数据信息传输至合约层；合约层，编写智能合约并安装在SGX中，通过SGX的机密性和完整性来保证智能合约的正确运行，将运行结果发送到其他学校节点进行共识。共识层，以地区为单位划分，采用PBFT的共识协议来完成对数据的一致性保证，共识后的结果经合约层加密后交由数据持久层。数据持久层，采用MongoDB进行数据持久化，并且按照区块链的存储性质以前一块的Hash为连接点进行连接。本发明能有效实现高考资格认证，筛查出高考移民的考生。

技术领域

本发明属于区块链技术领域，具体涉及一种基于SGX和区块链的高考资格认证系统。

背景技术

目前对于高考资格认证的判断大部分是基于人工审核，审核通过后在系统上进行报名，而且由于“异地高考”政策的推出，使得对“高考移民”的准确判断更加困难，因为无法分辨学生到底是异地高考还是高考移民。目前的高考资格认证存在以下问题：对于学生提供的证明资料无法进行准确的判断，大部分直接依据学校为其提供的学习证明等纸质材料进行人工判断；同时学生教育信息的存储方式是明文存储，作弊者可以通过非正常手段很容易获得学生的教育信息；数据的存储方式也过于中心化，容易出现单点故障从而影响考生的报考流程，遗憾终生。

区块链技术的不可篡改、多方计算和可追溯特性虽然完美针对“高考移民”的难判断问题，但是传统区块链技术的存储方式是透明账本存储，这无法对学生的教育信息起到保护作用，这就需要对区块链技术进行改造。传统的联盟链虽然可以保证智能合约的完整性，但是节点提供的交易信息不能保证其合法性，需要在网络中进行共识来验证其合法性，这就影响了其执行效率。我们可以转换思路，在源头上提高数据信息的作弊成本，同时使用SGX来保证智能合约的安全可靠执行，这样就不需要别的节点在验证时进行模拟执行，只需要验证结果和SGX提供的凭证就可以完成验证。以SGX和联盟链为基础，并在此基础上实现一套高考资格认证系统。

发明内容

针对现有的高考资格认证存在的问题，本发明提供一种基于SGX和区块链的高考资格认证系统，用来解决高考中存在的高考移民和空挂学籍等问题。

本发明提供一种基于SGX和区块链的高考资格认证系统，其将考生信息存储在区块链中，待进行高考资格认证时，通过区块链上的存储信息来判断该考生是否具备高考资格；该系统包括学校节点和教育局节点；其中学校节点负责的是学生信息的收集、生成、上链和高考资格审查；教育局节点负责的是学校节点的密钥对的颁发，智能合约的制定。按照系统设计层次角度划分，其包括4层设计：第一层为应用层，主要为学校的老师和学生提供接入系统的web客户端，将数据信息传输至合约层。第二层为合约层，编写智能合约，并部署在SGX中，通过SGX的机密性和完整性来保证智能合约的正确运行，将运行结果发送到其他学校节点进行共识；第三层为共识层，以地区为单位划分，采用准入机制，采用PBFT的共识协议来完成对数据的一致性保证，共识后的结果经合约层加密后交由数据持久层；第四层为数据持久层，采用MongoDB进行数据持久化，并且按照区块链的存储性质以前一块的Hash为连接点进行连接。

上述基于SGX和区块链技术的高考资格认证系统有三大核心工作流程，分别如下：

环境配置流程：

（1）根据当地的报考资格编写智能合约。教育局节点合约方法为根密钥生成功能。学校节点合约方法为子密钥生成功能、创建数据信息功能、上链功能、验证功能和追溯功能。

（2）学校节点在第一次加入该区块链网络时需要向教育局节点申请密钥。

（3）教育局节点批准学校节点的申请后，会在本地节点中对该学校进行编号并记下该学校的根密钥和编号信息。

（4）教育局节派出工作人员去学校节点进行系统的搭建工作。