基于量子通信的数字货币兑换方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种基于量子通信的数字货币兑换方法及系统，本发明专利技术通过搭建用户端与相应的商业银行数字货币系统之间、商业银行数字货币系统与央行数字货币系统之间的量子通信链路，实现用户兑换数字货币过程中，数字货币在每一次传输过程的抗量子计算；此外，本发明专利技术设计了身份码认证机制实现用户端在商业银行数字货币系统的身份认证；通过在数字货币中加入防伪码，实现了数字货币传输及交易过程中的安全性；通过上述设计，本发明专利技术实现了数字货币兑换全过程的抗量子计算和身份隐藏。换全过程的抗量子计算和身份隐藏。换全过程的抗量子计算和身份隐藏。

【技术实现步骤摘要】
基于量子通信的数字货币兑换方法及系统


[0001]本专利技术涉及数字货币领域，尤其涉及一种基于量子通信的数字货币兑换方法及系统。

技术介绍

[0002]目前央行的数字货币已经开始在国内多个地区进行小规模的内部测试。可以预见，数字货币的发展必将掀起新的一轮金融革命，数字货币具有较高的便捷性，方便携带，另外数字货币具有较好的可追踪性，可以有效地防止洗钱等金融不法行为，数字货币也会更加地有利于货币政策的执行，央行可以在数字货币中植入货币生效的条件，从而使有效的保证数字货币流向目标群体。但是，数字货币对密码技术极其依赖，现有的数字货币兑换方法中，数字货币需要经过多次传输，在传输过程中一般采用数字证书签名等密码技术方案实现保密通信，但传统的密码机制对量子计算的抵御能力较弱，随着量子计算机技术的发展，目前的密码体制将面临较大的不稳定性，数字货币兑换过程的安全性也将面临着较大的威胁。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：为克服现有技术的缺陷，本专利技术提出一种基于量子通信的数字货币兑换方法及系统，能够实现数字货币在兑换全过程的抗量子计算。
[0004]
技术实现思路
：为实现上述技术效果，本专利技术提出一种基于量子通信的数字货币兑换方法，包括以下步骤：
[0005](1)建立用户端与相应的商业银行数字货币系统之间、商业银行数字货币系统与央行数字货币系统之间的量子通信链路；
[0006](2)交易前，用户端在商业银行数字货币系统登记身份信息，并获得一个唯一的身份码；所述身份码中包含商业银行的银行信息和商业银行数字货币系统用自己持有的身份码密钥加密后的用户身份信息；
[0007](3)交易时，用户端与相应的商业银行数字货币系统建立会话，商业银行数字货币系统用本次会话密钥加密用户端的身份码，作为通话标识；然后，用户端通过已建立的会话向商业银行数字货币系统发送自己的身份信息和兑换请求；兑换请求中包含用本次会话密钥加密的身份码；
[0008](4)商业银行数字货币系统用本次会话密钥解密用户端发送的加密身份码，再用身份码密钥解密身份码中的身份信息，然后验证解密出的身份信息与本地存储的身份信息是否一致，若一致，则通过认证；
[0009]然后，商业银行数字货币系统判断用户端在本行的实体货币账户中的余额是否足够兑换用户端所要兑换的数字货币，若实体货币账户中的余额足够，则通过相应的量子通信链路将数字货币兑换请求、加密的身份码和用户的身份信息发送给央行数字货币系统；
[0010](5)央行数字货币系统响应数字货币兑换请求，生成带有防伪码的数字货币；所述
防伪码由央行持有的防伪码密钥加密数字货币权属信息和数字货币明文码及权属信息的哈希值得到，权属信息中包含数字货币持有人的身份信息；
[0011]央行数字货币系统生成数字货币后，将数字货币连同加密的身份码一并发送给商业银行数字货币系统；
[0012](6)商业银行数字货币系统收到数字货币后，先验证数字货币是否有误；验证通过后，再验证收到的加密的身份码是否与目前某个有效会话的会话标识匹配，若匹配，则将数字货币发送给用户端，并从用户端的实体货币账户中扣除相应金额；若不匹配，则不发送数字货币。
[0013]本专利技术通过搭建用户端与相应的商业银行数字货币系统之间、商业银行数字货币系统与央行数字货币系统之间的量子通信链路，实现用户兑换数字货币过程中，数字货币在每一次传输过程的抗量子计算；此外，本专利技术设计了适用于量子通信链路的身份码认证机制代替常规的数字证书签名机制，并在数字货币中加入了基于量子密钥加密的防伪码；通过上述设计，本专利技术实现了数字货币兑换全过程的抗量子计算和身份隐藏。
[0014]以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
[0015]可选的，所述方法还包括步骤：交易完成后，用户端向商业银行数字货币系统反馈交易完成信息，商业银行数字货币系统收到交易完成信息后，保存交易记录，并向央行数字货币系统反馈交易完成信息，央行数字货币系统收到后保存交易记录。
[0016]可选的，所述数字货币中除防伪外，还包括币值码、银行码、权属码和补充码，币值码用于表示数字货币的币值，银行码表示数字货币的银行信息，权属码表示拥有数字货币的用户端的账户信息，补充码由央行数字货币系统根据需求编码，用于对数字货币所携带的信息进行扩展。
[0017]可选的，所述商业银行数字货币系统和所述央行数字货币系统均配置QKD设备，双方通过各自的QKD设备进行密钥协商，实现保密通信。
[0018]可选的，所述商业银行数字货币系统和所述央行数字货币系统之间还设置有若干中继节点；商业银行数字货币系统和央行数字货币系统之间采用以下方式进行保密通信：
[0019]以商业银行数字货币系统/央行数字货币系统为起始节点，央行数字货币系统/商业银行数字货币系统为目标节点；将起始节点与目标节点间的n个中继节点分为奇节点和偶节点：将直接与目标节点连接的中继节点作为奇节点，将这个中继节点的相邻中继节点作为偶节点，依次类推，直至所有中继节点划分完毕；为每个中继节点配置其与相邻节点的量子密钥；起始节点向目标节点发送数据T前，每个奇节点将自己与相邻两个节点之间的量子密钥异或后传递给起始节点，同时，每个偶节点将自己与相邻两个节点之间的量子密钥异或后传递给目标节点；起始节点在接收到所有奇节点传递的密钥数据后，用自己的量子密钥先异或待发送的数据T，再将计算结果与接收到的所有密钥数据异或，得到加密数据，最后将加密数据通过经典通信发送给目标节点；目标节点接收到所有偶节点传递的密钥数据后，用自己的量子密钥异或所有接收到的密钥数据，得到解密密钥，用解密密钥解密来自起始节点的加密数据。
[0020]可选的，所述用户端配置QKD设备，并与相应的商业银行数字货币系统通过各自的
QKD设备进行密钥协商获得共享的量子密钥。
[0021]可选的，在所述用户端配置QKD设备的基础上，所述用户端与相应的商业银行数字货币系统之间还设有若干中继节点，用户端相应的商业银行数字货币系统之间采用以下方式进行保密通信：
[0022]以用户端/商业银行数字货币系统为起始节点，商业银行数字货币系统/用户端为目标节点；
[0023]将起始节点与目标节点间的n个中继节点分为奇节点和偶节点：将直接与目标节点连接的中继节点作为奇节点，将这个中继节点的相邻中继节点作为偶节点，依次类推，直至所有中继节点划分完毕；为每个中继节点配置其与相邻节点的量子密钥；
[0024]起始节点向目标节点发送数据T前，每个奇节点将自己与相邻两个节点之间的量子密钥异或后传递给起始节点，同时，每个偶节点将自己与相邻两个节点之间的量子密钥异或后传递给目标节点；起始节点在接收到所有奇节点传递的密钥数据后，用自己的量子密钥先异或待发送的数据T，再将计算结果与接收到的所有密钥数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于量子通信的数字货币兑换方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立用户端与相应的商业银行数字货币系统之间、商业银行数字货币系统与央行数字货币系统之间的量子通信链路；(2)交易前，用户端在商业银行数字货币系统登记身份信息，并获得一个唯一的身份码；所述身份码中包含商业银行的银行信息和商业银行数字货币系统用自己持有的身份码密钥加密后的用户身份信息；(3)交易时，用户端与相应的商业银行数字货币系统建立会话，商业银行数字货币系统用本次会话密钥加密用户端的身份码，作为通话标识；然后，用户端通过已建立的会话向商业银行数字货币系统发送自己的身份信息和兑换请求；兑换请求中包含用本次会话密钥加密的身份码；(4)商业银行数字货币系统用本次会话密钥解密用户端发送的加密身份码，再用身份码密钥解密身份码中的身份信息，然后验证解密出的身份信息与本地存储的的身份信息是否一致，若一致，则通过认证；然后，商业银行数字货币系统判断用户端在本行的实体货币账户中的余额是否足够兑换用户端所要兑换的数字货币，若实体货币账户中的余额足够，则通过相应的量子通信链路将数字货币兑换请求、加密的身份码和用户的身份信息发送给央行数字货币系统；(5)央行数字货币系统响应数字货币兑换请求，生成带有防伪码的数字货币；所述防伪码由央行持有的防伪码密钥加密数字货币权属信息和数字货币明文码及权属信息的哈希值得到，权属信息中包含数字货币持有人的身份信息；央行数字货币系统生成数字货币后，将数字货币连同加密的身份码一并发送给商业银行数字货币系统；(6)商业银行数字货币系统收到数字货币后，先验证数字货币是否有误；验证通过后，再验证收到的加密的身份码是否与目前某个有效会话的会话标识匹配，若匹配，则将数字货币发送给用户端，并从用户端的实体货币账户中扣除相应金额；若不匹配，则不发送数字货币。2.根据权利要求1所述的一种基于量子通信的数字货币兑换方法，其特征在于，还包括步骤：交易完成后，用户端向商业银行数字货币系统反馈交易完成信息，商业银行数字货币系统收到交易完成信息后，保存交易记录，并向央行数字货币系统反馈交易完成信息，央行数字货币系统收到后保存交易记录。3.根据权利要求1所述的一种基于量子通信的数字货币兑换方法，其特征在于，所述数字货币中除防伪外，还包括币值码、银行码、补充码，币值码用于表示数字货币的币值，银行码表示数字货币的银行信息，补充码由央行数字货币系统根据需求编码，用于对数字货币所携带的信息进行扩展。4.根据权利要求1所述的一种基于量子通信的数字货币兑换方法，其特征在于，所述商业银行数字货币系统和所述央行数字货币系统均配置QKD设备，双方通过各自的QKD设备进行密钥协商，实现保密通信。5.根据权利要求4所述的一种基于量子通信的数字货币支付方法，其特征在于，所述商业银行数字货币系统和所述央行数字货币系统之间还设置有若干中继节点；商业银行数字货币系统和央行数字货币系统之间采用以下方式进行保密通信：
以商业银行数字货币系统/央行数字货币系统为起始节点，央行数字货币系统/商业银行数字货币系统为目标节点；将起始节点与目标节点间的n个中继节点分为奇节点和偶节点：将直接与目标节点连接的中继节点作为奇节点，将这个中继节点的相邻中继节点作为偶节点，依次类推，直至所有中继节点划分完毕；为每个中继节点配置其与相邻节点的量子密钥；起始节点向目标节点发送数据T前，每个奇节点将自己与相邻两个节点之间的量子密钥异或后传递给起始节点，同时，每个偶节点将自己与相邻两个节点之间的量子密钥异或后传递给目标节点；起始节点在接收到所有奇节点传递的密钥数据后，用自己的量子密钥先异或待发送的数据T，再将计算结果与接收到的所有密钥数据异或，得到加密数据，最后将加密...

【专利技术属性】
技术研发人员：富尧，钟一民，王泽军，
申请(专利权)人：南京如般量子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：