【CN110677234A】一种基于同态加密区块链的隐私保护方法与系统【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910359650.8

(22)申请日 2019.04.30

(71)申请人 郑州大学

地址 450000 河南省郑州市高新技术开发

区科学大道100号

(72)发明人 佘维　刘炜　田钊　刘琦　杨晓宇　

胡跃　

(74)专利代理机构 郑州中原专利事务所有限公

司 41109

代理人 李想

(51)Int.Cl.

H04L 9/00(2006.01)

H04L 9/08(2006.01)

H04L 9/32(2006.01)

H04L 12/24(2006.01)

(54)发明名称

一种基于同态加密区块链的隐私保护方法

与系统

(57)摘要

本发明提供一种基于同态加密区块链的隐

私保护方法和系统，包括：每个家庭智能网关为

一个节点，多个家庭智能网关形成区块链；为区

块链中每个家庭智能网关分配一对秘钥，同时设

置全网秘钥；将区块链中的全网节点分为特殊节

点和普通节点，所述特殊节点存放每个家庭智能

网关的公钥；每个家庭智能网关接收并保存感知

器采集的监控终端采集信息，并将信息分为可见

信息和不可见信息，通过全网公钥对不可见信息

进行同态加密后，将可见信息和不可见信息打包

为数据包后通过私钥进行签名，签名后的数据包

通过家庭智能网关发送至网络；对数据包做全网

验证；记账节点对一段时间内所有验证后的数据

写入一个新的区块，

连接在主区块链的尾部。权利要求书2页 说明书7页 附图1页CN 110677234 A 2020.01.10

C N 110677234

A

权　利　要　求　书1/2页CN 110677234 A

1.一种基于同态加密区块链的隐私保护方法，其特征在于，包括：

ST1：建立智能家居系统模型，所述智能家居系统模型为一个五元组：

(MT,HIG,SC,CT,α,β)

其中：

(1)MT＝{mt i|i∈N+}为监控终端的有限集，其中mt i表示第i个监控终端；

(2)HIG＝{hig i|i∈N+}为家庭智能网关的有限集，其中hig i表示第i个家庭智能网关，

多个家庭智能网关组成区块链；

(3)SC＝{sc i|i∈N+}为感知器的有限集，其中sc i表示第i个感知器；

(4)为MT到HIG的通信网络；

(5)为HIG到SC的通信网络；

每个家庭智能网关为一个节点，多个家庭智能网关形成区块链；

ST2：为区块链中每个家庭智能网关分配一对秘钥，所述一对秘钥包括公钥和私钥，同时设置全网秘钥，所述全网秘钥包括全网公钥和全网秘钥；

ST3：将区块链中的全网节点分为特殊节点和普通节点，所述特殊节点存放每个家庭智能网关的公钥；

ST4：每个家庭智能网关接收并保存感知器采集的监控终端的信息，并将信息分为可见信息和不可见信息，通过全网公钥对不可见信息进行同态加密后，将可见信息和不可见信息打包为数据包后通过私钥进行签名，签名后的数据包通过家庭智能网关发送至网络；

ST5：对数据包做全网验证；

ST6：记账节点对一段时间内所有验证后的数据写入一个新的区块，连接在主区块链的尾部。

2.根据权利要求1所述的一种基于同态加密区块链的隐私保护方法，其特征在于：

所述区块链中各区块的区块数据构成方法为：

将每个家庭智能网关保存的信息划分为可见信息和不可见信息；

对不可见信息使用全网公钥进行同态加密，生成密文；

同一区块中存储的多个家庭智能网关的密文存入区块体中进行记录；

同一区块中存储的多个家庭智能网关的密文哈希运算后生成唯一的根哈希值存入区块头，同时区块头中还存储对密文进行同态加密的全网公钥。

3.根据权利要求1所述的一种基于同态加密区块链的隐私保护方法，其特征在于：

所述ST5中，对数据包做全网验证包括：

每个数据包中均具有家庭智能网关的私钥签名，普通节点通过查询特殊节点中存储的每个家庭智能网关的公钥，确定发送该数据包至网络的家庭智能网关，然后节点向一个可信的第三方服务发送同态解密请求以验证信息的真实性，第三方服务收到请求后根据全网秘钥为请求者发送解密数据进行解密。

4.根据权利要求1所述的一种基于同态加密区块链的隐私保护方法，其特征在于：

所述ST6中，交易信息验证成功后，由各家庭智能网关根据POW共识算法选出全网的记账节点，记账节点将一段时间之内所有的信息写进一个新的区块，链接在主区块链的尾端。

5.根据权利要求1所述的一种基于同态加密区块链的隐私保护方法，其特征在于：

通过第三方信任机构随机为每个家庭智能网关分配一对秘钥，同时通过第三方信任机

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