本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)，具體為一種基于信任中繼鏈的抗惡意節(jié)點(diǎn)跨鏈數(shù)據(jù)隱私保護(hù)方法。

背景技術(shù)：

1、隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的廣泛應(yīng)用，大量基于不同應(yīng)用場景和設(shè)計(jì)理念的區(qū)塊鏈項(xiàng)目不斷涌現(xiàn)，形成了眾多孤立的價(jià)值體系。這導(dǎo)致了區(qū)塊鏈之間的數(shù)據(jù)交互和業(yè)務(wù)協(xié)同困難，跨鏈技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。然而，跨鏈技術(shù)在發(fā)展過程中面臨諸多挑戰(zhàn)，如公證人機(jī)制可能產(chǎn)生中心化信任問題和單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)，哈希鎖定機(jī)制存在交易條件泄露、超時(shí)和數(shù)據(jù)傳輸失敗等風(fēng)險(xiǎn)。

2、在跨鏈數(shù)據(jù)交互中，隱私保護(hù)問題至關(guān)重要?，F(xiàn)有研究主要集中在同態(tài)加密、零知識證明、代理重加密等方面，但仍存在各種問題。例如，基于同態(tài)加密的方法在跨鏈交易金額隱私保護(hù)上存在欠缺；基于零知識證明和混幣技術(shù)的協(xié)議面臨中間人攻擊風(fēng)險(xiǎn)；基于條件代理重加密的方案存在中心化風(fēng)險(xiǎn)；利用多方計(jì)算和閾值簽名方案的平臺(tái)存在潛在安全風(fēng)險(xiǎn)。

3、此外，惡意節(jié)點(diǎn)的攻擊也給跨鏈系統(tǒng)帶來巨大威脅，如篡改數(shù)據(jù)、偽造交易信息或拒絕服務(wù)等，嚴(yán)重影響系統(tǒng)可靠性和可用性。因此，如何在跨鏈環(huán)境中有效保護(hù)數(shù)據(jù)隱私，抵御惡意節(jié)點(diǎn)攻擊，成為亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種基于信任中繼鏈的抗惡意節(jié)點(diǎn)跨鏈數(shù)據(jù)隱私保護(hù)方法。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

3、基于信任中繼鏈的抗惡意節(jié)點(diǎn)跨鏈數(shù)據(jù)隱私保護(hù)方法，包括以下步驟：

4、步驟1：構(gòu)建信任中繼鏈，在由區(qū)塊鏈x以及區(qū)塊鏈y組成的跨鏈的區(qū)塊鏈系統(tǒng)中運(yùn)行信任中繼鏈；取信任中繼鏈中全局信任度最高的節(jié)點(diǎn)擔(dān)任代理節(jié)點(diǎn)，其余節(jié)點(diǎn)為中繼節(jié)點(diǎn)，并進(jìn)行初始化；所述信任中繼鏈的構(gòu)建方法是：區(qū)塊鏈系統(tǒng)內(nèi)任一節(jié)點(diǎn)的興趣均由一個(gè)維向量表示，節(jié)點(diǎn)的興趣記為,…，每個(gè)區(qū)塊鏈都有一個(gè)鏈中心，也用一個(gè)維矢量表示，記為；，其中，為興趣標(biāo)量1，為興趣標(biāo)量2，為興趣標(biāo)量n，服務(wù)標(biāo)量1，服務(wù)標(biāo)量2，為服務(wù)標(biāo)量n；節(jié)點(diǎn)的興趣與信任中繼鏈的鏈中心的相似度，采用余弦相似度公式計(jì)算如下，其中為興趣標(biāo)量k，為服務(wù)標(biāo)量k，n為矢量維度，每一條信任中繼鏈都是由與鏈中心的距離小于既定閾值的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，若,則節(jié)點(diǎn)被允許加入信任中繼鏈b；

5、步驟2：在區(qū)塊鏈系統(tǒng)初始化完成后，用戶在上傳隱私數(shù)據(jù)之前用系統(tǒng)公鑰、用戶隱私數(shù)據(jù)和一個(gè)lsss訪問結(jié)構(gòu)對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，加密后的數(shù)據(jù)被上傳至區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的區(qū)塊鏈x上的某個(gè)節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)加密信息存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈x上，供其他節(jié)點(diǎn)查詢和驗(yàn)證；

6、步驟3：當(dāng)區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的區(qū)塊鏈y上的節(jié)點(diǎn)需要獲取區(qū)塊鏈x上的數(shù)據(jù)時(shí)，區(qū)塊鏈y上的節(jié)點(diǎn)向代理節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)獲取請求，代理節(jié)點(diǎn)向數(shù)據(jù)擁有者請求重加密密鑰rk，代理節(jié)點(diǎn)使用重加密密鑰rk將密文ct轉(zhuǎn)換為重加密密文rct，區(qū)塊鏈y上的節(jié)點(diǎn)獲取重加密密文rct后，使用解密算法進(jìn)行解密，如果節(jié)點(diǎn)的屬性滿足lsss訪問結(jié)構(gòu)，則能夠成功解密數(shù)據(jù)；否則，解密失敗。

7、進(jìn)一步優(yōu)選，所述全局信任度的計(jì)算方法如下：節(jié)點(diǎn)ni對節(jié)點(diǎn)nj的局部信任度表示為，i和j?為不同節(jié)點(diǎn)的編號，信任中繼鏈b中與節(jié)點(diǎn)nj有過服務(wù)交互的節(jié)點(diǎn)數(shù)為，則節(jié)點(diǎn)nj的全局信任度tv(j)表示為：

8、；

9、其中為局部信任度，如果在整個(gè)交易時(shí)期內(nèi)節(jié)點(diǎn)ni和節(jié)點(diǎn)nj之間有nij次歷史交互記錄，則節(jié)點(diǎn)ni對節(jié)點(diǎn)nj的局部信任度表示為：

10、；

11、其中，表示交易成功的次數(shù)，表示交易失敗的次數(shù)，規(guī)定如果兩者沒有交互記錄，則局部信任度為0。

12、進(jìn)一步優(yōu)選，所述代理節(jié)點(diǎn)定期向信任中繼鏈內(nèi)節(jié)點(diǎn)廣播最新的全局信任表，全局信任表和鏈間交易表是由信任中繼鏈的首任代理節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)創(chuàng)建，其中，全局信任表包含節(jié)點(diǎn)名稱和相應(yīng)的全局信任度；鏈間交易表項(xiàng)包含源節(jié)點(diǎn)所在鏈名稱、源節(jié)點(diǎn)、目的節(jié)點(diǎn)所在組名稱、目的節(jié)點(diǎn)和交易評價(jià)。

13、進(jìn)一步優(yōu)選，步驟1所述初始化的方法是，代理節(jié)點(diǎn)運(yùn)行公共參數(shù)初始化算法，輸出系統(tǒng)公共參數(shù)，其中，和是2個(gè)階為素?cái)?shù)p的循環(huán)群；g、，g和g1是g的生成元，隨機(jī)數(shù)，是p的整數(shù)域，是一個(gè)雙線性映射，，，是任意長度的比特字符串，h1和h2是抗合謀哈希函數(shù)，表示g的次方；

14、任意一區(qū)塊鏈系統(tǒng)的中繼節(jié)點(diǎn)從信任中繼鏈中獲取公共參數(shù)pp，區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的屬性授權(quán)中心運(yùn)行密鑰構(gòu)建算法，輸入?yún)^(qū)塊鏈系統(tǒng)中的全體屬性集合，選擇隨機(jī)數(shù)，生成區(qū)塊鏈系統(tǒng)的系統(tǒng)主密鑰，系統(tǒng)公鑰，，其中x是用戶屬性，為區(qū)塊鏈系統(tǒng)的編號，n是參與跨鏈的區(qū)塊鏈系統(tǒng)的數(shù)量；

15、根據(jù)系統(tǒng)中的用戶屬性集合和系統(tǒng)主密鑰，生成用戶屬性密鑰，其中隨機(jī)數(shù)。

16、進(jìn)一步優(yōu)選，步驟2中所述的用系統(tǒng)公鑰、用戶隱私數(shù)據(jù)和一個(gè)lsss訪問結(jié)構(gòu)對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的方法是：

17、輸入系統(tǒng)公鑰，用戶隱私數(shù)據(jù)和一個(gè)lsss訪問結(jié)構(gòu)，其中m是一個(gè)矩陣，是訪問結(jié)構(gòu)中屬性的數(shù)量，r是矩陣的列數(shù)，是一個(gè)函數(shù)，這個(gè)函數(shù)將屬性映射到矩陣m的行，首先選擇一個(gè)隨機(jī)共享秘密值，生成一個(gè)隨機(jī)向量，代表隨機(jī)向量中的第2個(gè)元素，代表隨機(jī)向量中的第r個(gè)元素，計(jì)算秘密分量，其中，是矩陣m的第t行向量，然后選擇隨機(jī)元素，計(jì)算獲得密文，其中第一密文模塊，第二密文模塊第三密文模塊，第四密文模塊，為第四密文模塊的第1個(gè)密文對，為第四密文模塊的第個(gè)密文對。

18、進(jìn)一步優(yōu)選，對信任中繼鏈內(nèi)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，分為信任中繼鏈內(nèi)節(jié)點(diǎn)主動(dòng)退出和被動(dòng)離開兩種情況。

19、進(jìn)一步優(yōu)選，信任中繼鏈內(nèi)節(jié)點(diǎn)主動(dòng)退出，分以下三種情況：

20、若信任中繼鏈內(nèi)節(jié)點(diǎn)nj要離開，首先，nj向代理節(jié)點(diǎn)ghi發(fā)送離開消息，然后，代理節(jié)點(diǎn)ghi向節(jié)點(diǎn)nj發(fā)確認(rèn)消息，允許其離開，并向信任中繼鏈內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)廣播節(jié)點(diǎn)nj已離開的消息，所有節(jié)點(diǎn)及時(shí)更新自己的鄰居；

21、若當(dāng)前代理節(jié)點(diǎn)ghi要離開，首先，代理節(jié)點(diǎn)ghi向中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送離開請求消息，并將其維護(hù)的鏈間交易表移交給中繼節(jié)點(diǎn)；然后，中繼節(jié)點(diǎn)從全局信任表中選擇全局信任度次高節(jié)點(diǎn)作為新的代理節(jié)點(diǎn)，并向ghi發(fā)確認(rèn)消息允許其離開，同時(shí)向信任中繼鏈內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)廣播新的代理節(jié)點(diǎn)信息；

22、若中繼節(jié)點(diǎn)要離開，則信任中繼鏈將不再存在。

23、進(jìn)一步優(yōu)選，被動(dòng)離開是指：若中繼節(jié)點(diǎn)檢測到某個(gè)節(jié)點(diǎn)的全局信任度低于閾值，則將該節(jié)點(diǎn)添加進(jìn)所在信任中繼鏈的黑名單中，同時(shí)通報(bào)給該信任中繼鏈所有節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)更新鄰居。

24、本發(fā)明還提供了基于信任中繼鏈的抗惡意節(jié)點(diǎn)跨鏈數(shù)據(jù)隱私保護(hù)系統(tǒng)，包括：

25、向量設(shè)定模塊：在區(qū)塊鏈中為每個(gè)節(jié)點(diǎn)都設(shè)定一個(gè)興趣向量，為每個(gè)區(qū)塊鏈設(shè)定一個(gè)鏈中心向量，用于表示區(qū)塊鏈的核心業(yè)務(wù)方向；

26、信任中繼鏈構(gòu)建模塊：利用余弦相似度公式計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)與區(qū)塊鏈鏈中心向量的相似度；當(dāng)節(jié)點(diǎn)的相似度高于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，該節(jié)點(diǎn)被允許加入與區(qū)塊鏈相關(guān)的信任中繼鏈；

27、代理節(jié)點(diǎn)選舉模塊：在信任中繼鏈構(gòu)建完成后，通過收集節(jié)點(diǎn)間的歷史交互記錄，計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的全局信任度；全局信任度最高的節(jié)點(diǎn)被選舉為代理節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)跨鏈交易的數(shù)據(jù)重加密和信任管理；

28、數(shù)據(jù)擁有者加密數(shù)據(jù)模塊：用于加密數(shù)據(jù)；

29、數(shù)據(jù)上傳模塊：用于數(shù)據(jù)上傳；

30、數(shù)據(jù)請求與重加密模塊：用于數(shù)據(jù)請求與重加密；

31、數(shù)據(jù)解密與訪問控制模塊：用于數(shù)據(jù)解密與訪問控制；

32、交易記錄與信任度更新模塊：用于記錄交易信息并更新全局信任表；

33、主動(dòng)退出與被動(dòng)離開模塊：用于處理信任中繼鏈中節(jié)點(diǎn)的主動(dòng)退出與被動(dòng)離開。

34、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可有效解決現(xiàn)有技術(shù)面臨的隱私保護(hù)不全面、加密機(jī)制效率低、代理重加密服務(wù)中心化等，同時(shí)應(yīng)對惡意節(jié)點(diǎn)攻擊帶來的挑戰(zhàn)，本發(fā)明基于屬性代理重加密和信任中繼鏈，旨在實(shí)現(xiàn)高效、安全、靈活的跨鏈數(shù)據(jù)隱私保護(hù)，提高中繼鏈抗惡意節(jié)點(diǎn)能力。本發(fā)明不僅提高了跨鏈交易的安全性和隱私性，還通過引入信任中繼鏈和全局信任度管理機(jī)制，有效抵御了惡意節(jié)點(diǎn)的攻擊。