基于可验证洗牌的身份隐私保护方法

本发明涉及的是一种信息安全领域的技术，具体是一种基于可验证洗牌的身份隐私保护方法。

背景技术：

1、区块链技术在隐私保护方面仍存在显著缺陷，公有链的交易数据可被链上分析，使攻击者能将用户交易行为与公钥关联，进而推断真实身份和财务信息。在电子投票领域，传统系统依赖中心化机构脱敏身份数据，但存在单点故障和元数据泄露风险；而现有区块链投票方案虽提升透明度，却可能因交易图谱分析暴露选民偏好，甚至引发贿赂或胁迫问题，威胁选举的公平性和安全性。

技术实现思路

1、本发明针对现有去中心化身份隐私保护技术效率低下、链上计算成本高以及操作复杂等问题，提出一种基于可验证洗牌的身份隐私保护方法，通过加密技术和链下处理结合链上验证的方式，在确保交易安全性的前提下，有效降低区块链操作中的资源消耗和成本。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明涉及一种基于可验证洗牌的身份隐私保护方法，包括：

4、步骤1、合约初始化和存入阶段：设定每次存入的固定token数额，即amt参数，用于验证是否所有参与者在存入时按amt参数的数额向指定的公共地址存入token以及公钥的有效性，当验证通过时将参与者的公钥记录在initpubkeys[]数组中。

5、步骤2、交替进行洗牌阶段和挑战阶段，即每轮洗牌阶段后紧随一个挑战阶段，允许任一接收者作为挑战者对最近的洗牌阶段提出质疑，并当质疑成立时使得当前洗牌者的押金归挑战者的同时，撤销错误的洗牌结果并返回上一次正确结果的公钥集合处重新开始洗牌阶段。

6、步骤3、在协议执行完所有洗牌轮次后，将生成最终累积的洗牌常数并将任一接收者b的公钥转换成该接收者通过其私钥sb以签名方式向合约证明其身份，从而安全提取token。

7、本发明涉及一种实现上述方法的系统，包括：区块链单元、支付枢纽单元、用户管理单元以及token处理单元，其中：区块链单元根据交易数据信息，进行分布式账本记录与智能合约部署处理，生成不可篡改的交易凭证及合约执行记录；支付枢纽单元根据用户交易请求与智能合约规则信息，进行存入验证、洗牌操作及资金提取处理；用户管理单元根据区块链网络连接信息，进行公私钥对生成与身份绑定处理，建立用户与支付枢纽的安全通信通道；token处理单元根据区块链交易格式规范信息，进行令牌生成与加密签名处理，形成符合智能合约要求的交易数据结构。

8、技术效果

9、本发明采用基于sm2的可验证洗牌算法，配合chaum-pedersen零知识证明对洗牌参数进行链上验证，确保置换过程满足离散对数等价性约束。与现有技术相比，本发明从根本上阻断恶意数据注入路径，并且降低了gas的消耗，节约了成本。

1.一种基于可验证洗牌的身份隐私保护方法，其特征在于，在合约初始化和存入阶段设定每次存入的固定token数额，用于验证是否所有参与者在存入时按amt参数的数额向指定的公共地址存入token以及公钥的有效性，当验证通过时将参与者的公钥记录在initpubkeys[]数组中，在交替进行的洗牌阶段和挑战阶段，允许任一接收者作为挑战者对最近的洗牌阶段提出质疑，并当质疑成立时使得当前洗牌者的押金归挑战者的同时，撤销错误的洗牌结果并返回上一次正确结果的公钥集合处重新开始洗牌阶段，最后将生成最终累积的洗牌常数并将任一接收者b的公钥转换成该接收者通过其私钥sb以签名方式向合约证明其身份，从而安全提取token，其中：为洗牌累积常数。

2.根据权利要求1所述的基于可验证洗牌的身份隐私保护方法，其特征是，所述的洗牌阶段，具体包括：

3.根据权利要求1所述的基于可验证洗牌的身份隐私保护方法，其特征是，所述的挑战阶段，具体包括：

4.根据权利要求2或3所述的基于可验证洗牌的身份隐私保护方法，其特征是，所述的chaum-pedersen证明，通过以下方式生成和验证，具体包括：

5.根据权利要求2或3所述的基于可验证洗牌的身份隐私保护方法，其特征是，所述的chaum-pedersen证明，通过检查zg≡sa+y1和zb≡sc+y2两个等式是否成立来确认离散对数关系的有效性，当验证通过则返回true，表明log_g(a)＝log_b(c)成立，否则返回false拒绝该证明。

6.一种实现权利要求1-5中任一所述方法的基于可验证洗牌的身份隐私保护系统，其特征在于，包括：区块链单元、支付枢纽单元、用户管理单元以及token处理单元，其中：区块链单元根据交易数据信息，进行分布式账本记录与智能合约部署处理，生成不可篡改的交易凭证及合约执行记录；支付枢纽单元根据用户交易请求与智能合约规则信息，进行存入验证、洗牌操作及资金提取处理；用户管理单元根据区块链网络连接信息，进行公私钥对生成与身份绑定处理，建立用户与支付枢纽的安全通信通道；token处理单元根据区块链交易格式规范信息，进行令牌生成与加密签名处理，形成符合智能合约要求的交易数据结构。