基于区块链的信息加密传输方法技术

本发明专利技术涉及基于区块链的信息加密传输方法，包括步骤：密钥生成节点生成用户的私钥、公钥、随机数组；使用滑动窗口对信息进行划分，且滑动窗口每滑动一次，形成一段被滑动窗口重复提取的片段，使用随机数组对重复的片段进行加密；密钥生成节点生成一组共享密钥、三组匹配密钥，从每组中选择一个密钥元素，形成加密密钥，使用加密密钥对信息进行加密，得到密文；密钥生成节点将加密密钥分发给各个检测节点，使密文被某一检测节点解密为半明文，并对传输密文的节点颁发奖励值；密钥矩阵节点通过密钥矩阵解算出随机数组向量，检测节点使用随机数组向量对应的随机数据对半明文中的重复片段进行解密，从而得到明文，并将明文传输到云平台中进行存储。中进行存储。中进行存储。

【技术实现步骤摘要】
基于区块链的信息加密传输方法


[0001]本专利技术涉及信息安全
，特别涉及一种基于区块链的信息加密传输方法。

技术介绍

[0002]如今各行各业的发展越来越离不开信息数据，信息的开发、传输、存储、交易等是解决“信息孤岛”的重要手段。区块链具有去中心化、开放性、独立性、安全性、匿名性的优势，由于区块链技术非常重要，随着区块链技术的应用和开发，信息加密技术是关键，加密是指通过加密算法和加密密钥将明文转变为密文，是对信息进行保护的一种最可靠的办法，能够实现信息隐蔽的功能，起到保护信息安全的作用，信息传输加密技术的目的是对传输中的信息流加密，防止信息在存储环节之前被篡改、被盗取、被遗失，信息加密技术包括对称加密，但是对称加密存在密钥传递过程中可能会被窃取的问题，风险性较高；并且数据在加密时，需要对其进行多次加密，数据传输的速率较低，给用户带来了不便。因此，需要一种不断激励区块链网络中节点的处理效率的加解密方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于通过区块链网络中各节点在对密文解密的过程中，对节点颁发奖励值，以激励节点的防御能力，防止信息在存储环节之前的信息被篡改、被盗取、被遗失等，同时也能提高节点的处理效率，提供一种基于区块链的信息加密传输方法。
[0004]为了解决信息在存储环节之前被篡改、被盗取、被遗失的不安全问题，本专利技术对传输的信息进行双重加密，并且在区块链网络中通过检测节点对密文解密时，需要依靠密钥矩阵节点的协助解算，并且针对解密的情况对检测节点颁发奖励值，以激励节点的防御能力，提高信息传输和解密的安全性，提出以下方案：
[0005]基于区块链的信息加密传输方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1，用户需要传输信息时，密钥生成节点生成该用户对应的私钥、公钥、随机数组；
[0007]步骤2，使用滑动窗口对用户需要传输的信息进行划分，且滑动窗口每滑动一次，形成一段被滑动窗口重复提取的片段，使用随机数组对重复的片段进行加密；
[0008]步骤3，密钥生成节点生成一组共享密钥、三组匹配密钥，从每组中选择一个密钥元素，拼接后形成一个四元组的加密密钥，使用加密密钥对用户需要传输的信息进行加密，得到密文；
[0009]步骤4，密钥生成节点将加密密钥分发给各个检测节点，将密文从任一检测节点开始传输，直到该密文被某一检测节点解密为半明文，并对传输密文的节点颁发奖励值；
[0010]步骤5，密钥矩阵节点通过构建密钥矩阵的方式解算出随机数组向量，检测节点使用随机数组向量对应的随机数据对半明文中的重复片段进行解密，从而得到明文，并将明文传输到云平台中进行存储。
[0011]在上述方案中，使用随机数组和加密密钥对传输的信息进行双重加密，并且在区
块链网络中通过检测节点对密文解密时，需要依靠密钥矩阵节点的协助解算，并且针对解密的情况对检测节点颁发奖励值，以激励节点的防御能力，提高信息传输和解密的安全性。
[0012]所述步骤1具体包括以下步骤：
[0013]设G为q阶循环群，g为G的生成元，双线性映射U为G
×
G
→
G1，选择随机数组R={r1,r2,...,r
n
}，以及固定参数α、β，固定参数α、β由用户设定；
[0014]密钥生成节点生成用户的私钥PK={g,e(g,g)
α
,gβ,r1,r2,...,r
n
}，生成用户的公钥SK=gα。
[0015]所述步骤2具体包括以下步骤：
[0016]在使用随机数组R对用户需要传输的信息M进行加密时，使用尺度为d的滑动窗口按照长度为l的步进对信息M进行划分，d
‑
l小于l，滑动窗口每滑动一次，会形成d
‑
l长度的重复片段，使滑动窗口滑动4的倍数次后，能够将信息M都滑动完；
[0017]使用随机数组R={r1,r2,...,r
n
}对重复提取的片段进行加密，若滑动窗口滑动L次，L为4的倍数，则会产生L个重复片段，则使用L个随机数{r1,r2,...,r
L
}分别对L个重复片段一一对应加密。
[0018]所述步骤3具体包括以下步骤：
[0019]密钥生成节点生成一组共享密钥为：A={a1,a2,...,a
t1
}；生成三组匹配密钥分别为B={b1,b2,...,b
t2
}，C={c=1,c2,...,c
t3
}，D={d1,d2,...,d
t4
}；t1、t2、t3、t4分别为A、B、C、D中的总元素数量；
[0020]随机从A、B、C、D中分别选择一个元素按序列顺序进行拼接，形成加密密钥Contact=(a
i
,b
j
,c
k
,d
v
)，i∈t1，j∈t2，k∈t3，v∈t4，一共得到t1
×
t2
×
t3
×
t4个加密密钥，选择其中一个作为正确的加密密钥，剩余的都为错误的加密密钥；
[0021]使用正确的加密密钥Contact=(a
i
,b
j
,c
k
,d
v
)、用户的私钥PK以及随机数组R对用户需要传输的信息M进行加密，得到密文MG=(M
⊕
Contact
⊕
PK
⊕
r1,r2,...,r
n
)，
⊕
为异或符号。
[0022]所述步骤4中，密钥生成节点将加密密钥分发给各个检测节点，将密文从任一检测节点开始传输，直到该密文被某一检测节点解密为半明文的步骤，包括：
[0023]区块链网络中共有N个形成拓扑结构的检测节点，两个检测节点之间连接的线表示信息可传输的路径；将总共t1
×
t2
×
t3
×
t4个加密密钥打包分为N组，将N组加密密钥分发给N个检测节点；
[0024]密文MG从任一检测节点开始传输，到达某个检测节点时，该检测节点就使用拥有的加密密钥对密文MG进行解密，若密文MG所在检测节点拥有的加密密钥无法对密文MG解密，则该检测节点将密文MG沿着路径传输给下一个检测节点。
[0025]所述步骤4中，对传输密文的节点颁发奖励值的步骤，包括：
[0026]颁发的奖励值h
n,f
为：
[0027][0028]其中，h
n,f
为奖励值；n为检测节点的编号，n∈N；u表示用户，u∈U，U为用户集合；f表示信息M，α
f
为信息M的权重，与本次检测节点n对密文MG的处理情况决定，若该检测节点n未被外来攻击入侵，也未出现故障，则α
f
越大，0≤α
f
≤1；q
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于区块链的信息加密传输方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，用户需要传输信息时，密钥生成节点生成该用户对应的私钥、公钥、随机数组；步骤2，使用滑动窗口对用户需要传输的信息进行划分，且滑动窗口每滑动一次，形成一段被滑动窗口重复提取的片段，使用随机数组对重复的片段进行加密；步骤3，密钥生成节点生成一组共享密钥、三组匹配密钥，从每组中选择一个密钥元素，拼接后形成一个四元组的加密密钥，使用加密密钥对用户需要传输的信息进行加密，得到密文；步骤4，密钥生成节点将加密密钥分发给各个检测节点，将密文从任一检测节点开始传输，直到该密文被某一检测节点解密为半明文，并对传输密文的节点颁发奖励值；步骤5，密钥矩阵节点通过构建密钥矩阵的方式解算出随机数组向量，检测节点使用随机数组向量对应的随机数据对半明文中的重复片段进行解密，从而得到明文，并将明文传输到云平台中进行存储。2.根据权利要求1所述的基于区块链的信息加密传输方法，其特征在于：所述步骤1具体包括以下步骤：设G为q阶循环群，g为G的生成元，双线性映射U为G
×
G
→
G1，选择随机数组R={r1,r2,...,r
n
}，以及固定参数α、β，固定参数α、β由用户设定；密钥生成节点生成用户的私钥PK={g,e(g,g)
α
,gβ,r1,r2,...,r
n
}，生成用户的公钥SK=gα。3.根据权利要求2所述的基于区块链的信息加密传输方法，其特征在于：所述步骤2具体包括以下步骤：在使用随机数组R对用户需要传输的信息M进行加密时，使用尺度为d的滑动窗口按照长度为l的步进对信息M进行划分，d
‑
l小于l，滑动窗口每滑动一次，会形成d
‑
l长度的重复片段，使滑动窗口滑动4的倍数次后，能够将信息M都滑动完；使用随机数组R={r1,r2,...,r
n
}对重复提取的片段进行加密，若滑动窗口滑动L次，L为4的倍数，则会产生L个重复片段，则使用L个随机数{r1,r2,...,r
L
}分别对L个重复片段一一对应加密。4.根据权利要求3所述的基于区块链的信息加密传输方法，其特征在于：所述步骤3具体包括以下步骤：密钥生成节点生成一组共享密钥为：A={a1,a2,...,a
t1
}；生成三组匹配密钥分别为B={b1,b2,...,b
t2
}，C={c=1,c2,...,c
t3
}，D={d1,d2,...,d
t4
}；t1、t2、t3、t4分别为A、B、C、D中的总元素数量；随机从A、B、C、D中分别选择一个元素按序列顺序进行拼接，形成加密密钥Contact=(a
i
,b
j
,c
k
,d
v
)，i∈t1，j∈t2，k∈t3，v∈t4，一共得到t1
×
t2
×
t...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭志科，彭长军，
申请(专利权)人：成都创一博通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：