一种基于国密算法的跨链方法与流程

本发明涉及数据处理领域，更具体地说，它涉及一种基于国密算法的跨链方法。

背景技术：

1、区块链技术是一种分布式账本技术，最初用于支持比特币的加密货币系统。它的核心概念是将交易记录以区块的形式链接在一起，形成一个不可篡改的分布式数据库。区块链的本质特性是去中心化和分布式存储，它可以在无需信任第三方的情况下实现可信的交易和信息传输。然而，当前的主流区块链网络（如比特币、以太坊）是相互独立的，每个网络都有自己的规则和协议。这导致了不同区块链网络之间的隔阂，无法实现跨链的交互和价值传输。

2、现有区块链网络的封闭性也是跨链技术发展的背景之一。由于区块链网络的安全性和稳定性要求非常高，因此网络的升级和改进往往需要经过长时间的测试和验证，以确保不会出现漏洞和安全隐患。这导致了不同区块链网络的协议和功能难以进行快速的升级和更新，限制了跨链技术的发展。

3、为了解决这些问题，跨链技术应运而生。跨链技术旨在实现不同区块链网络之间的互操作性，使得用户可以在不同的区块链网络上自由地传输和交换价值。跨链技术可以通过建立跨链协议和跨链桥来实现不同区块链网络之间的连接和交互。跨链协议定义了不同区块链之间的通信规则和协议，而跨链桥则是实现不同区块链之间价值传输的中间层。

4、现有技术中，两个区块链之间的数据交互主要有中心化方式和去中心化方式。中心化的交易所就是一种常见的中心化跨链方式，这种方式有一个很大的弊端，就是交易所容易产生内幕交易、数据造假和资金挪用等问题。所以去中心化的跨链数据交互更容易被用户认可，目前的跨链技术主要有公证人机制、侧链、中继、原子锁以及多方计算等，详细的跨链技术介绍不在本说明书范围。其中多方计算由于其对于异构区块链之间的兼容性较好，成为一种流行的跨链方式。

5、目前的多方计算跨链方案大多用了非国密的加密算法，在国内区块链项目中使用可能会产生下列问题：

6、一、非国密的加密算法的多方计算跨链方案在国内区块链项目中使用可能会产生安全风险；二、非国密的加密算法的多方计算跨链方案和以国密为加密体系的区块链之间会产生密钥账户的不兼容。

7、鉴于上述，在国内区块链信息安全需求下，需要一种使用国密算法技术实现的多方计算跨链方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于国密算法的跨链方法，解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、本发明提供了一种基于国密算法的跨链方法，包括以下步骤：

3、步骤101，构建多方计算跨链群组网络；

4、步骤102，每个参与节点将自己在多方计算跨链群组网络中的身份信息以及该节点国密私钥的同态加密信息分发给其他节点；

5、步骤103，构建多方安全计算模型，使用多方安全计算模型对节点进行多方计算，获得公共公钥信息；

6、步骤104，建立跨链账户，根据公共公钥信息在源区块链及目标区块链建立跨链账户；

7、步骤105，当前在线节点数为m，t≤m≤n，t为能够进行跨链的最少节点数，n为多方计算跨链群组网络中的所有节点数；

8、步骤106，当源区块链上的同步节点监听到数据跨链请求后，将跨链数据广播至跨链群组网络；

9、步骤107，当前m个节点分别对跨链数据进行认证签名，当所有签名数据收集完成后，生成最终跨链数据签名交易，跨链群组网络内的m个节点使用国密算法对跨链请求数据进行签名，收集至少t个的签名后，生成一个最终的跨链交易；

10、步骤108，将交易广播至目标区块链网络，目标区块链验证交易正确性后执行，完成数据跨链。

11、在一个优选的实施方式中，在步骤102中，分发方法包括以下步骤：

12、步骤一、每个参与节点将自己在跨链群组网络中的唯一标识身份信息提供给其他节点；

13、步骤二、每个参与节点将自己的国密私钥采用同态加密算法加密后的同态加密信息提供给其他节点。

14、在一个优选的实施方式中，在步骤102中，对节点国密私钥进行加密的计算公式为：

15、

16、其中，表示第i个节点的国密私钥的加密后的同态加密信息，表示第i个节点的秘密，表示第i个节点的私钥，、分别表示第i个节点的第一个、第t-1个随机数序列。

17、在一个优选的实施方式中，在步骤103中，获取公共公钥信息的方法，包括以下步骤：

18、步骤一、在多方计算跨链群组网络中，构建符合国密标准的多方安全计算模型；

19、步骤二、使用该多方安全计算模型，由多个参与节点进行分布式计算运算；

20、步骤三、经过多方计算，各节点获得公共公钥信息。

21、在一个优选的实施方式中，在步骤103中，多方安全计算模型包括：

22、节点收集到所有数据后，计算分片数据；

23、分片数据的计算公式为：

24、

25、其中，表示第i个节点收集的包含所有节点信息的聚合签名的聚合和值，表示第i个节点收集的第j个节点的节点信息，j=1、2、...、n，ij；

26、当系统达成门限t时则有t个节点，每个节点i持有私钥和对应的密文；

27、根据t个点，通过拉格朗日插值确定原用于加密的多项式方程中的各项系数为：

28、

29、其中，表示拉格朗日基本多项式，表示第j个点的身份信息，表示第i个点的身份信息；

30、还原所有节点拥有的秘密，还原计算公式为：

31、

32、其中，表示拉格朗日基本多项式，表示在门限模式下的秘密分片。

33、在一个优选的实施方式中，在步骤101至步骤106中，n-t多方安全计算过程为：

34、，，拥有秘密；

35、

36、以及拥有随机数，为公开系数；

37、拥有同态加密密钥并广播分享至群组中；

38、计算并广播分享至群组中；

39、收到群组中其他计算方的加密数据后，可选取随机数；

40、计算同态加密信息，分享给；

41、

42、其中，表示同态加密信息，表示同态加密密钥，表示第i个节点拥有的随机数，表示第i个节点的公开系数，表示第i个节点的国密私钥的同态加密信息，表示第i个节点选取的随机数。

43、在一个优选的实施方式中，在步骤101至步骤106中，收到分享的数据后解密并计算：

44、

45、其中，表示解密后的第i个节点的信息，表示第i个节点的公开系数，表示第i个节点的国密私钥的同态加密信息，表示第j个节点拥有的随机数，表示第1个节点选取的随机数，表示第i个节点选取的随机数；

46、则可计算：

47、

48、其中，表示解密后的信息，表示第i个节点拥有的随机数，表示第i个节点的公开系数，表示第i个节点的国密私钥的同态加密信息；

49、计算：

50、

51、其中，表示解密后的第i个节点的交易数据，表示第i个节点拥有的随机数；

52、收到数据解密后可计算：

53、

54、其中，表示解密后的私钥，表示解密后的第i个节点的交易数据。

55、在一个优选的实施方式中，在步骤107中，签名过程如下：

56、选择随机数k，，椭圆曲线上选择的点为；

57、签名计算过程如下：

58、

59、

60、

61、

62、其中，表示签名，表示用户k的私钥，r表示中间变量系数，m表示消息，g为基点，k表示随机数，表示sm3哈希计算函数；

63、则签名计算公式如下：

64、

65、

66、其中，表示签名，表示用户k的身份信息，k表示随机数，r表示中间变量系数。

67、一种存储介质，其存储了非暂时性计算机可读指令，当非暂时性计算机可读指令由计算机执行时，能够执行如上述的一种基于国密算法的跨链方法中的步骤。

68、一种基于国密算法的跨链装置，包括处理器和存储介质，所述处理器包括以下模块：

69、构建模块100，用于构建多方计算跨链群组网络和多方安全计算模型；

70、分发模块200，用于让每个参与节点将自身在多方计算跨链群组网络中的身份信息，以及该节点国密私钥的同态加密信息分发给其他节点：

71、计算模块300，用于使用多方安全计算模型对节点进行多方计算，获得公共公钥信息；

72、账户模块400，用于根据公共公钥信息在源区块链及目标区块链分别建立跨链账户；

73、节点确认模块500，用于确认当前在线节点数m；

74、广播模块600，用于当源区块链上的同步节点监听到数据跨链请求后，将跨链数据广播至跨链群组网络；

75、签名模块700，用于使当前m个节点分别对跨链数据进行签名，当收集完至少t个签名后，生成最终的跨链数据签名交易；

76、传输模块800，用于将最终交易广播至目标区块链网络，目标区块链验证交易正确性后执行，完成数据跨链。

77、本发明的有益效果在于：本发明的跨链方法对区块链的架构没有特殊要求，可以兼容各种异构链之间的数据跨链；该跨链方法不需要可信的中间方，完全去中心化；该跨链方法实现了对跨链双方可以不需要特定的数据跨链合约即可进行跨链操作；该跨链方法实现对各种架构区块链的接入，简化各区块链之间的交互方式；该跨链方法可以实时监测多条链的数据状态，并完成数据跨链路由。