一种基于区块链的数据加密方法、系统、设备及存储介质与流程

本发明涉及区块链，尤其涉及一种基于区块链的数据加密方法、系统、设备及存储介质。

背景技术：

1、区块链作为去中心化的账本技术，其应用范畴涵盖可编程的应用系统的核心技术是形成一个不可篡改的、对所有参与者数据一致的数据库。区块链属于算法高度密集的工程，其应用了大量的密码学算法。区块链达成的共识本质上是对密码算法所基于的数学难题的共识，所以密码技术可以看作是区块链技术的核心。

2、区块链最初所用到的密码算法主要有杂凑算法和数字签名算法，随着区块链技术的发展，越来越多的密码算法逐渐被引入到区块链中，可以说，密码算法的安全决定着区块链技术的安全，而区块链密码算法中私钥预测一直是影响区块链安全性的一个严重性问题，当前密钥的生成主要依赖于随机数和自设字符串组合加密生成，随机数算法本身的随机性是足够的，但是使用的加密库存在着严重的复用性，因此最后所生成的密钥的可预测性比较高。

技术实现思路

1、本技术提供一种基于区块链的数据加密方法、系统、设备及存储介质，以解决在区块链数据加密过程中私钥可预测性高的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：

3、第一方面，本技术提供一种基于区块链的数据加密方法，包括如下步骤：

4、接收用户存储的区块链数据和预密钥源图像集，对所述预密钥源图像集中每个预密钥源图像进行复杂度筛选，确定密钥源图像集和所述密钥源图像集的密钥源图像数量，根据所述密钥源图像数量生成置乱矩阵集；

5、根据所述置乱矩阵集对密钥源图像集中每张密钥源图像进行置乱处理，进而确定置乱密钥源图像集，压缩所述置乱密钥源图像集中的每张置乱密钥源图像确定每张置乱密钥源图像的置乱压缩编码，进而确定置乱压缩编码集；

6、获取所述置乱压缩编码集中每个置乱压缩编码的位数，确定置乱位数集，根据所述置乱位数集确定置乱图像组合序列；

7、根据所述置乱图像组合序列和所述置乱压缩编码集确定密钥源待组合编码集，根据所述置乱图像组合序列和密钥源待组合编码集确定密钥源组合编码，根据所述密钥源组合编码确定私钥和公钥；

8、根据所述公钥对所述用户存储的区块链数据进行加密存储，根据所述私钥对所述用户存储的区块链数据进行解密读取。

9、在一些实施例中，对所述预密钥源图像集中每个预密钥源图像进行复杂度筛选，确定密钥源图像集和所述密钥源图像集的密钥源图像数量具体包括：

10、对于预密钥源图像集中的每个预密钥源图像，确定预密钥源图像的图像复杂度；

11、将图像复杂度超过预设密钥图像安全阈值的预密钥源图像作为密钥源图像，进而确定密钥源图像集；

12、将所述密钥源图像集的数量级作为密钥源图像的数量。

13、在一些实施例中，确定所述预密钥源图像的图像复杂度具体包括：

14、根据预密钥源图像确定预密钥源像素变换矩阵；

15、根据所述预密钥源像素变换矩阵确定预密钥源图像的分散均匀度；

16、设定密钥源图像的分散均匀度区间；

17、根据所述预密钥源图像的分散均匀度和所述密钥源图像的分散均匀度区间确定所述预密钥源图像的图像复杂度。

18、在一些实施例中，根据所述预密钥源像素变换矩阵确定预密钥源图像的分散均匀度具体包括：

19、确定预密钥源像素变换矩阵的像素点对比度；

20、获取预密钥源图像中像素点的灰度值级数；

21、确定所述灰度值级数在预密钥源像素变换矩阵中的临近级数差异度；

22、根据所述临近级数差异度和所述灰度值级数确定所述灰度值级数在预密钥源像素变换矩阵中的临近级数离散度；

23、根据所述预密钥源像素变换矩阵的像素点对比度、所述预密钥源图像中像素点的灰度值级数、所述临近级数差异度和所述临近级数离散度，确定预密钥源图像的分散均匀度，其中，所述预密钥源图像的分散均匀度根据下述公式确定：

24、

25、其中，表示所述预密钥源图像的分散均匀度，为所述预密钥源像素变换矩阵中的总行数，为所述预密钥源像素变换矩阵中的总列数，表示所述预密钥源像素变换矩阵的对比度，表示所述预密钥源图像的像素遍历过程中起始点的灰度值级数，表示预密钥源图像的像素遍历过程中终止点的灰度值级数，表示灰度值级数的临近级数差异度，表示灰度值级数的临近级数差异度，表示灰度值级数的临近级数离散度，表示灰度值级数的临近级数离散度。

26、在一些实施例中，根据所述置乱矩阵集对密钥源图像集中每张密钥源图像进行置乱处理，进而确定置乱密钥源图像集具体包括：

27、对于置乱矩阵集中的每个置乱矩阵，根据置乱矩阵将对应的密钥源图像转换为密钥源图像矩阵块；

28、根据所述密钥源图像矩阵块确定密钥源灰度矩阵块；

29、根据所述置乱矩阵对所述密钥源灰度矩阵块进行置乱变换，确定置乱密钥源灰度矩阵块；

30、将所述置乱密钥源灰度矩阵块转化为置乱密钥源图像，进而确定置乱密钥源图像集。

31、在一些实施例中，压缩所述置乱密钥源图像集中的每张置乱密钥源图像确定每张置乱密钥源图像的置乱压缩编码具体包括：

32、对于置乱密钥源图像集中的每张置乱密钥源图像，将置乱密钥源图像转换置乱图像模型；

33、将所述置乱图像模型进行分量转换，进而确定置乱信号分量；

34、将所述置乱信号分量进行离散级别映射，得到置乱映射矩阵，进而确定置乱遍历数组；

35、根据所述置乱遍历数组确定所述置乱密钥源图像的置乱压缩编码，进而确定每张置乱密钥源图像的置乱压缩编码。

36、在一些实施例中，根据所述置乱图像组合序列和所述置乱压缩编码集确定密钥源待组合编码集具体包括：

37、对于置乱压缩编码集中每个置乱压缩编码，确定置乱压缩编码的起始码和截取位数；

38、根据所述置乱压缩编码的起始码和截取位数确定所述置乱压缩编码对应的密钥源待组合编码，进而确定密钥源待组合编码集。

39、在一些实施例中，根据所述置乱图像组合序列和所述置乱压缩编码集确定密钥源待组合编码集具体包括：

40、对于所述置乱压缩编码集中每个置乱压缩编码，确定所述置乱压缩编码的起始码；

41、确定所述置乱压缩编码的截取位数；

42、根据所述起始码和所述截取位数确定密钥源待组合编码；

43、确定密钥源待组合编码集。

44、第二方面，本技术提供一种基于区块链的数据加密系统，包括有密钥确定单元，所述密钥确定单元包括：

45、置乱矩阵集确定模块，用于接收用户存储的区块链数据和预密钥源图像集，对所述预密钥源图像集中每个预密钥源图像进行复杂度筛选，确定密钥源图像集和所述密钥源图像集的密钥源图像数量，根据所述密钥源图像数量生成置乱矩阵集；

46、置乱压缩模块，用于根据所述置乱矩阵集对密钥源图像集中每张密钥源图像进行置乱处理，进而确定置乱密钥源图像集，压缩所述置乱密钥源图像集中的每张置乱密钥源图像确定每张置乱密钥源图像的置乱压缩编码，进而确定置乱压缩编码集；

47、序列生成模块，用于获取所述置乱压缩编码集中每个置乱压缩编码的位数，确定置乱位数集，根据所述置乱位数集确定置乱图像组合序列；

48、密钥生成模块，用于根据所述置乱图像组合序列和所述置乱压缩编码集确定密钥源待组合编码集，根据所述置乱图像组合序列和密钥源待组合编码集确定密钥源组合编码，根据所述密钥源组合编码确定私钥和公钥；

49、加密解密模块，用于根据所述公钥对所述用户存储的区块链数据进行加密存储，根据所述私钥对所述用户存储的区块链数据进行解密读取。

50、第三方面，本技术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，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于从所述存储器中调用并运行所述计算机程序，使得所述计算机设备执行上述的基于区块链的数据加密方法。

51、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令或代码，当指令或代码在计算机上运行时，使得计算机执行时实现上述的基于区块链的数据加密方法。

52、本技术公开的实施例提供的技术方案具有以下有益效果：

53、本技术提供的一种基于区块链的数据加密方法、系统、设备及存储介质中，接收用户存储的区块链数据和预密钥源图像集，对所述预密钥源图像集中每个预密钥源图像进行复杂度筛选，确定密钥源图像集和所述密钥源图像集的密钥源图像数量，根据所述密钥源图像数量生成置乱矩阵集；根据所述置乱矩阵集对密钥源图像集中每张密钥源图像进行置乱处理，进而确定置乱密钥源图像集，压缩所述置乱密钥源图像集中的每张置乱密钥源图像确定每张置乱密钥源图像的置乱压缩编码，进而确定置乱压缩编码集；获取所述置乱压缩编码集中每个置乱压缩编码的位数，确定置乱位数集，根据所述置乱位数集确定置乱图像组合序列；根据所述置乱图像组合序列和所述置乱压缩编码集确定密钥源待组合编码集，根据所述置乱图像组合序列和密钥源待组合编码集确定密钥源组合编码，根据所述密钥源组合编码确定私钥和公钥；根据所述公钥对所述用户存储的区块链数据进行加密存储，根据所述私钥对所述用户存储的区块链数据进行解密读取。

54、本技术中，首先，对预密钥源图像进行复杂度筛选确定密钥源图像，提高密钥源图像的基础复杂度，从而降低密钥源图像的可预测性，有效避免了由于密钥源图像图像复杂度不够导致最终生成密钥过于简单的问题，提高生成密钥的不可预测性，其次，对密钥源图像进行置乱和压缩之后进行编码，置乱可以提高置乱压缩编码的随机性，压缩可以降低置乱压缩编码的重复性，从而降低置乱压缩编码的可预测性，提高置乱压缩编码的复杂度，然后，根据随机数生成置乱图像组合序列，用于确定密钥源组合编码，提高置乱压缩编码组合过程的随机性，降低密钥源组合编码的可预测性，进而，使用图像组合序列对置乱压缩编码进行部分截取与随机排列组合，可以避免由于单张密钥源图像泄露导致密钥泄露的问题，进一步提高密钥的安全性，最后，使用密钥源图像生成的私钥和公钥对区块链数据进行解密读取和加密存储，降低私钥来源的可预测性，能有效避免由于区块链私钥预测引发的区块链数据安全问题，提高区块链数据加密的安全性。