匿名计算区块链数据处理方法、系统、介质、设备及应用

本发明属于区块链、多方安全计算应用技术领域，尤其涉及一种匿名计算区块链数据处理方法、系统、介质、设备及应用。

背景技术：

区块链起源于2008年，中本聪在其论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》中首先提出。比特币是第一个不依赖于中心化机构的点对点电子现金系统，它使用密码学保证传输和访问的安全，实现了一致存储、无法篡改、难以抵赖的分布式账本。2014年，以太坊提出了智能合约的概念，用户可以很方便在区块链上进行编程并发布应用，提升了区块链的可编程性，这些应用可以用于金融、能源、司法等各个领域。以太坊将区块链从电子现金领域推向了其他的各个领域。

随着区块链技术的不断发展，越来越多的机构和企业将区块链引入到系统变革中。2016年，由中证报价等11家机构共同发起了中国分布式总账基础协议联盟(chinaledger)；2017年，企业以太坊联盟(eea)正式成立，摩根大通、微软、因特尔等巨头加入。无论是传统实体经济，还是新兴的互联网行业，联盟链都非常适用，利用区块链技术“赋能实体经济，加速落地应用”，区块链应用也遍布在金融、支付、证券、司法、溯源等各行各业以及各种场景。

区块链引起了以金融行业为主的众多机构的关注.当应用于实际业务时，区块链目前在隐私保护方面尚存在问题：

(1)交易细节公开透明。作为一种新兴的分布式账本技术，区块链存储着用户之间的交易记录和隐私数据，有着开放透明、交易记录无法更改、来源可追踪等特性。物联网、金融、医疗等行业纷纷结合区块链技术来解决行业痛点，所以区块链发展非常迅速，行业规模越来越大。然而，区块链上的数据对全网节点都是公开的，数据的更新操作也是透明的，这会给黑客留下攻击的空间，导致用户信息泄露。区块链上的交易数据，包括交易地址、金额、交易时间等，都公开透明可查询，任意攻击者都能够获取所有交易信息。在金融领域及供应链中，区块链的公开透明特性使用户可以获取所有交易信息及物资供应信息，包括金额、合约内容等。而数据是金融机构盈利的关键点，同时也是供应链服务保密对象，竞争企业或个人通过分析交易数据获取利益，直接损害公司的利益。在物联网领域，设备间能实现点对点的交易，这种情况下区块链系统会泄露能源传输等敏感信息，从而对个人安全和国家安全造成威胁。因此，在使用区块链技术的同时，需要解决区块链存在的隐私泄露问题，保证用户的信息安全。

(2)交易双方身份暴露。对账本中的数据进行分析整理，攻击者可以获得任意一个账户对应的所有交易，还可以分析不同账户之间的交易关系图谱。即使用户采用不同的账户进行交易，攻击者也可以利用地址聚类技术分析出隶属于同一个用户的不同账户。而且由于用户进行的每一笔交易都将永久记录在区块链中，一旦某一笔历史交易被实名化，则相关的所有交易记录中的交易者身份信息都将泄露。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现在区块链系统缺少对敏感数据的隐藏。

(2)现在的区块链系统会有很大概率上暴露用户身份信息的风险。

解决以上问题及缺陷的难度为：保护区块链上的数据和用户隐私关键在于如何保证在不透露交易具体内容和交易双方的情况下，将交易写入区块链系统中，同时尽可能提升操作的便捷性以及保证系统上的交易可靠。要解决上述问题，难点在于如何同时保护区块链系统上数据的隐私同时还能保证交易的有效性、正确性，让用户在个人的身份以及交易数据被隐藏的前提下完成合法有效的交易并记录在区块链系统中。

解决以上问题及缺陷的意义为：能够在区块链上集成隐私保护的应用范畴极其广阔。在当今信息技术高速发展的时代，5g、物联网等尖端数据采集、传输技术势必会带来内容更丰富，时效性更强，体量更大的数据流，其中裹挟着无数隐私数据。在这个数据洪流奔涌的时代，无论是个人用户安心享用服务还是企业探索新兴商业模式，落实隐私保护都至关重要。结合区块链信任交换网络和隐私保护能深度分析理解，合法合规发掘数据中的价值，规避其中的风险，就有可能创造小至引发信息化产业新一轮爆发式增长、大至推动人类社会提前进入后信息时代的美好前景。这个过程中，发展隐私保护技术正是平衡价值收益与隐私风险、实现帕累托最优且可持续发展的关键。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种匿名计算区块链数据处理方法、系统、介质、设备及应用。

本发明是这样实现的，一种匿名计算区块链数据处理方法，所述匿名计算区块链数据处理方法包括：

1监管者节点进行用户授权

匿名计算链为授权链，区块链系统中每个参与的节点都是经过许可的。未经过许可的节点是不可以接入到系统中的。系统提供用户注册的接口和方法，用户注册的过程中，用户将公钥的哈希发给“监管者”节点。授权的好处，一是只有监管者授权的用户可以加入到区块链网络中，减少了区块链中节点作恶的风险，二是由于用户在监管者处有备份的信息，便于监管，万一用户作恶有迹可循。

2交易所节点提供购币服务

用户通过向发行者购买的方式获得初始数字货币，之后才能进行转账交易。系统中的“交易所”节点会在用户购买货币前检验用户的身份，是否已经得到授权，再将货币出售给用户。

3用户发起转账交易

用户之间的转账，发起方提供私钥，收款方提供公钥，完成转账流程。

4发起合约交易

用户查看系统中的区块、交易等状态：匿名计算链系统中的每个节点都是rpc网络的服务端，用户通过区块链网络的节点，使用http/post的网络协议，查询区块、交易

5监管者对系统中的信息进行监管。

匿名计算链上的用户交易数据都用监管者的公钥加密过，监管者可以用自己的私钥对交易进行解密，以得到其中的用户身份信息、交易金额等数据。

进一步，所述匿名计算区块链数据处理方法的用户注册，将按以下步骤进行：

(1)用户在本地生成公私钥；

(2)用户将自己的公钥哈希的数据发送给该场景下系统的监管者节点；

(3)监管者审查用户的身份，通过认证后保留其公钥的哈希存储到监管者节点的公钥哈希池；

(4)监管者返回给用户一个审查通过的标识信息。

进一步，所述匿名计算区块链数据处理方法的用户购币，按以下步骤进行：

(1)用户将自身的公钥哈希和需要购买的代币数量哈希发送给交易所节点；

(2)交易所节点向监管者节点发送请求，验证用户的公钥哈希是否已经通过注册授权并存储在监管者的公钥哈希池中；

(3)若用户的公钥哈希未通过验证，则返回错误；若通过验证，交易所节点以线上或线下的方式收取用户费用；

(4)交易所节点根据用户的购币额计算该场景下区块链系统中的代币数目；

(5)交易所节点生成随机数，并为该代币数目生成同态加密密文；

(6)交易所节点为该同态加密密文生成id标识；

(7)交易所节点为该笔数据的id标识和同态加密密文签名；

(8)交易所节点将随机数、同态加密密文返还给用户；

(9)交易所节点将随机数、同态加密密文、随机数、id打包为一条交易的格式；

(10)交易所节点将该购币交易通过rpc通信发布到区块链网络中；

(11)其他节点同步到该交易时验证其交易所的签名是否正确；

(12)若交易通过验证，该购币交易被打包到区块并记录在区块链系统中。

进一步，所述匿名计算区块链数据处理方法的用户之间进行转账交易，按以下步骤进行：

(1)用户根据双方转账金额、双方公钥、原始金额的密文数据，通过系统的密码学模块生成转账相关的同态加密密文；

(2)用户通过系统的密码学模块计算生成零知识证明数据；

(3)用户通过节点的rpc端口将零知识证明数据和同态加密密文将转账交易发布到区块链网络中；

(4)其他节点同步到该交易时做零知识证明验证交易的合法性；

(5)若交易通过验证，该转账交易被打包到区块并记录在区块链系统中。

进一步，所述匿名计算区块链数据处理方法的系统授权用户发交易的步骤包括：

(1)用户通过系统在本地生成公私钥；

(2)用户向监管者节点发送https请求，注册自己的账户；

(3)监管者节点审核该用户的身份信息通过后，在系统上存储该用户的公钥哈希，用户之后便可以访问链，并进行交易；

(4)在此过程中，只有监管者可以得知公钥池有哪些公钥的哈希，和对公钥哈希池进行增加操作。只有交易所节点访问监管者节点的数据库，得知用户公钥是否在公钥哈希池中；

交易所节点提供购币服务步骤包括：

(1)用户向交易所发起兑换货币请求；

(2)交易所节点得到用户公钥的哈希，向监管者节点验证是否在公钥哈希池中，若验证通过则可以向下进行；若验证不通过则驳回请求；

(3)交易所节点对等价的虚拟货币和用户的账户生成零知识证明密文；

(4)交易所对加密信息签名；

(5)交易所将加密信息以购币交易的形式发放到区块链中。

进一步，所述匿名计算区块链数据处理方法的用户发起转账交易的步骤包括：

(1)用户通过系统将转账交易的信息及交易双方身份信息生成零知识证明密文；

(2)用户通过分布式区块链网络的rpc端口向系统中发送包含零知识证明密文的交易信息；

(3)系统中的节点经过共识，将交易打包到区块中，交易存储在系统中的每个节点的区块链的区块中；

用户发起转账交易的步骤包括：

(1)用户在区块链上新建智能合约；

(2)用户在区块链上调用智能合约；

用户查看系统中的区块、交易等状态的步骤包括：

(1)用户通过分布式区块链网络的rpc端口从分布式文件系统中读取非结构化的网络日志数据；

(2)用户通过系统的解析得到结构化的数据，包括可选择的区块数目、交易数目、交易的零知识证明密文；

监管者对系统中的信息进行监管的步骤包括：

(1)监管者通过分布式区块链网络的rpc端口从分布式文件系统中读取非结构化的网络日志数据；

(2)监管者通过系统的解析得到结构化的数据，包括可选择的区块数目、交易数目、交易的零知识证明密文；

(3)监管者通过其秘钥解密零知识证明密文，来监管交易的流向。

本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

监管者节点进行用户授权；交易所节点提供购币服务；

用户发起转账交易；发起合约交易；

用户查看系统中的区块、交易等状态；

监管者对系统中的信息进行监管；

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

监管者节点进行用户授权；交易所节点提供购币服务；

用户发起转账交易；发起合约交易；

用户查看系统中的区块、交易等状态；

监管者对系统中的信息进行监管；

本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述的匿名计算区块链数据处理方法；所述信息数据处理终端包括：5g数据采集终端、物联网数据采集终端。

本发明的另一目的在于提供一种实施所述匿名计算区块链数据处理方法的匿名计算区块链数据处理系统，所述匿名计算区块链数据处理系统包括：

购币交易模块，用于实现用户的身份注册到区块链网络中和授权用户进入区块链网络；

购币交易模块，用于系统收到用户的购币请求，用户在区块链网络中获得一定的资产；

转账交易模块，用于系统收到用户的转账请求后将用户的一部分资产转移到另一个用户的资产中；

区块链基础网络模块，用于构建一个分布式的共享账本和数据库，将一串使用密码学方法相关联产生的数据块；

应用层模块，用于适配不同的个性化场景用本系统组建不同的应用，普通开发者在平台上位中小企业对接区块链服务、支持dapp、h5、小程序、客户端、智能芯片的接入。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明使用零知识证明隐藏交易双方的交易细节及双方身份，使系统具备了保护用户隐私的功能；再使用本系统时可以自定义可信方为交易所和监管者，利于司法监管，将有效防止不法分子利用区块链的隐匿特性做违法犯罪的事情。

本发明匿名计算区块链系统的核心目标在于保障多方权益的平衡，平衡数据生态系统中各个参与者的价值公平分配，平衡每一次价值交换中的当下收益和潜在风险，建立起正反馈数据轮回。通过吸引更多的参与者自发地加入数据生态系统，合规可控地分享自己隐私数据，获取合理的权益，规避不必要的风险。最终达成数据价值的高效融合创新和持续性良性增长。

本发明匿名计算区块链系统坚持科技聚焦人性的设计理念，充分考虑场景中各个参与者切身权益诉求，提供即时可用的开发集成体验。作为开放隐私保护技术能力的初步探索，匿名计算链将来会容纳更多元的业务场景、扩展更丰富的隐私保护业务需求。此系统通过科技手段真正落实公开可验证的隐私保护效果，在隐私回归属主的同时，合法合规地激励商业创新，形成价值传递的正向反馈，构建数据生态系统的多方平衡，最终实现所有参与者收益公平分配和资源最优配置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的匿名计算区块链数据处理方法流程图。

图2是本发明实施例提供的匿名计算区块链数据处理系统的结构示意图；

图2中：1、用户注册和验证模块；2、购币交易模块；3、转账交易模块；4、区块链基础网络；5、应用层。

图3是本发明实施例提供的匿名计算区块链数据处理系统的原理图。

图4是本发明实施例提供的用户注册流程图。

图5是本发明实施例提供的用户购币流程图。

图6是本发明实施例提供的用户之间进行转账交易流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种匿名计算区块链数据处理方法、系统、介质、设备及应用，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明提供的匿名计算区块链数据处理方法包括以下步骤：

s101：系统中的监管者节点进行用户授权；交易所节点提供购币服务。

s102：系统中的用户发起转账交易；发起合约交易。

s103：系统中的用户查看系统中的区块、交易等状态。

s104：系统中的监管者对系统中的信息进行监管。

本发明提供的匿名计算区块链数据处理方法业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施，图1的本发明提供的匿名计算区块链数据处理方法仅仅是一个具体实施例而已。

如图2所示，本发明提供的匿名计算区块链数据处理系统包括：

购币交易模块1，用于实现用户的身份注册到区块链网络中和授权用户进入区块链网络。

购币交易模块2，用于系统收到用户的购币请求，用户在区块链网络中获得一定的资产。

转账交易模块3，用于系统收到用户的转账请求后将用户的一部分资产转移到另一个用户的资产中。

区块链基础网络模块4，用于构建一个分布式的共享账本和数据库，将一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一批次网络交易的信息，用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块，其具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点，并保证了区块链的“诚实”与“透明”，创造信任，解决信息不对称问题，实现多个主体之间的协作信任与一致行动，为分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。

应用层模块5，用于适配不同的个性化场景用本系统组建不同的应用，普通开发者在平台上位中小企业对接区块链服务、可以支持dapp、h5、小程序、客户端、智能芯片等的接入。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。

实施例1

如图4所示，用户注册，将按以下步骤进行：

(1)用户在本地生成公私钥。

(2)用户将自己的公钥哈希的数据发送给该场景下系统的监管者节点。

(3)监管者审查用户的身份，通过认证后保留其公钥的哈希存储到监管者节点的公钥哈希池。

(4)监管者返回给用户一个审查通过的标识信息。

实施例2

如图5所示，用户购币，按以下步骤进行：

(1)用户将自身的公钥哈希和需要购买的代币数量哈希发送给交易所节点。

(2)交易所节点向监管者节点发送请求，验证用户的公钥哈希是否已经通过注册授权并存储在监管者的公钥哈希池中。

(3)若用户的公钥哈希未通过验证，则返回错误；若通过验证，交易所节点以线上或线下的方式收取用户费用。

(4)交易所节点根据用户的购币额计算该场景下区块链系统中的代币数目。

(5)交易所节点生成随机数，并为该代币数目生成同态加密密文。

(6)交易所节点为该同态加密密文生成id标识。

(7)交易所节点为该笔数据的id标识和同态加密密文签名。

(8)交易所节点将随机数、同态加密密文返还给用户。

(9)交易所节点将随机数、同态加密密文、随机数、id打包为一条交易的格式。

(10)交易所节点将该购币交易通过rpc通信发布到区块链网络中。

(11)其他节点同步到该交易时验证其交易所的签名是否正确。

(12)若交易通过验证，该购币交易被打包到区块并记录在区块链系统中。

实施例3

如图6所示，用户之间进行转账交易，按以下步骤进行：

(1)用户根据双方转账金额、双方公钥、原始金额的密文数据，通过系统的密码学模块生成转账相关的同态加密密文。

(2)用户通过系统的密码学模块计算生成零知识证明数据。

(3)用户通过节点的rpc端口将零知识证明数据和同态加密密文将转账交易发布到区块链网络中。

(4)其他节点同步到该交易时做零知识证明验证交易的合法性。

(5)若交易通过验证，该转账交易被打包到区块并记录在区块链系统中。

实施例4

本发明的系统为分布式系统，可以有很多个节点组成，其节点具体可以做以下区分：1.监管者节点；2.交易所节点；3.普通用户节点。

系统的监管者节点定义为：具有监管功能的节点、可以在必要的时候查看到链上的密文所对应的明文，用户必须要在监管者处注册才可参与到系统中。

系统的交易所节点定义为：交易所节点发行系统中流行的通证，普通用户需上此兑换链上流通的通证。

系统的普通用户节点定义为：普通用户的节点，参与到区块链系统中，拥有普通区块链的所有功能。

本发明的系统是这样实现的，其所包含的功能为：

系统中的监管者节点进行用户授权。

系统中的交易所节点提供购币服务。

系统中的用户发起转账交易。

系统中的用户发起合约交易。

系统中的用户查看系统中的区块、交易等状态。

系统中的监管者对系统中的信息进行监管。

进一步，所述系统授权用户发交易的步骤包括：

(1)用户通过系统在本地生成公私钥。

(2)用户向监管者节点发送https请求，注册自己的账户。

(3)监管者节点审核该用户的身份信息通过后，在系统上存储该用户的公钥哈希，用户之后便可以访问链，并进行交易。

(4)在此过程中，只有监管者可以得知公钥池有哪些公钥的哈希，和对公钥哈希池进行增加操作。只有交易所节点可以访问监管者节点的数据库，得知用户公钥是否在公钥哈希池中。

进一步，所述系统中的交易所节点提供购币服务步骤包括：

(1)用户向交易所发起兑换货币请求。

(2)交易所节点得到用户公钥的哈希，向监管者节点验证是否在公钥哈希池中，若验证通过则可以向下进行。若验证不通过则驳回请求。

(3)交易所节点对等价的虚拟货币和用户的账户生成零知识证明密文。

(4)交易所对加密信息签名。

(5)交易所将加密信息以购币交易的形式发放到区块链中。

进一步，所述系统中的用户发起转账交易的步骤包括：

(1)用户通过系统将转账交易的信息及交易双方身份信息生成零知识证明密文。

(2)用户通过分布式区块链网络的rpc端口向系统中发送包含零知识证明密文的交易信息。

(3)系统中的节点经过共识，将交易打包到区块中，交易存储在系统中的每个节点的区块链的区块中。

进一步，所述系统中的用户发起转账交易的步骤包括：

(1)用户在区块链上新建智能合约。

(2)用户在区块链上调用智能合约。

进一步，所述系统中的用户查看系统中的区块、交易等状态的步骤包括：

(1)用户通过分布式区块链网络的rpc端口从分布式文件系统中读取非结构化的网络日志数据。

(2)用户通过系统的解析得到结构化的数据，包括可选择的区块数目、交易数目、交易的零知识证明密文等。

进一步，所述系统中的监管者对系统中的信息进行监管的步骤包括：

(1)监管者通过分布式区块链网络的rpc端口从分布式文件系统中读取非结构化的网络日志数据。

(2)监管者通过系统的解析得到结构化的数据，包括可选择的区块数目、交易数目、交易的零知识证明密文等。

(3)监管者通过其秘钥解密零知识证明密文，来监管交易的流向。

互联网分布式爬虫区块链网络节点从所述分布式区块链网络存储模块中抽取转换加载所述图片特征信息数据和网络日志数据后进行整合为数据元组，并以星型模型存储该数据元组。

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、cd或dvd-rom的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。