一种基于多层级上链式的电子签证方法、系统及终端

专利名称：一种基于多层级上链式的电子签证方法、系统及终端

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202311063666.7

专利申请（专利权）人：重庆易保全网络科技有限公司
权利人地址：重庆市渝北区两江新区大竹林街道高新园星光大道68号C1-19-1

专利发明（设计）人：刘刚

专利摘要：本发明涉及区块链技术领域，具体公开了一种基于多层级上链式的电子签证方法、系统及终端。包括：普通节点、中心处理节点以及若干边缘节点；普通节点用于用户执行交易操作时，将各个操作过程以及结果生成若干数据链；中心处理节点用于将第一数据小块按时间顺序分别进行计算第一数据块哈希值，计算出哈希值后打包成第二数据块，并将第二数据块广播到其他边缘节点；边缘节点用于将第二数据块生成新区块，并验证其合法性。采用本发明的技术方案使得上链时各个数据发生变化都能有迹可循。

主权利要求：
1.一种基于多层级上链式的电子签证系统，其特征在于，包括：普通节点、中心处理节点以及若干边缘节点；
所述普通节点为用户登录时的节点，用于用户执行交易操作时，将各个操作过程以及结果生成若干数据链，并将各条数据链进行分别打包成第一数据小块，每一块第一数据小块均计算哈希值以及打上时间戳，形成第一层区块链，并向其他边缘节点广播；
所述中心处理节点为最先接收第一数据小块的节点，用于将第一数据小块按时间顺序分别进行计算第一数据小块哈希值，计算出哈希值后打包成第二数据块，并将第二数据块广播到其他边缘节点；
所述边缘节点用于将第二数据块生成新区块，并验证其合法性，将新区块内的信息与第一数据小块比对，若数据不一致，则读取第一数据小块至最终第一数据小块，溯源后更正数据，并向中心处理节点重新提出，其中若边缘节点无法自行更正数据时，将数据信息发送至用户签约所用普通节点上，待交易双方重新确认后，向中心处理节点重新提出，若数据一致则添加到区块链上。
2.根据权利要求1所述的一种基于多层级上链式的电子签证系统，其特征在于，包括:所述普通节点将用户的操作过程以及该操作导致的结果，按时间先后顺序分层次，并生成数据链，使得用户每个操作都记录在案。
3.根据权利要求1所述的一种基于多层级上链式的电子签证系统，其特征在于，包括：所述普通节点按照时间顺序将数据链打包成第一数据小块，使得每条数据链与第一数据小块都一一对应。
4.根据权利要求1所述的一种基于多层级上链式的电子签证系统，其特征在于，包括：所述中心处理节点将上一个第一数据块的哈希值作为下一个第一数据块的初始值。
5.根据权利要求1所述的一种基于多层级上链式的电子签证系统，其特征在于，包括：所述节点均采用统一的哈希运算规则。
6.根据权利要求1所述的一种基于多层级上链式的电子签证系统，其特征在于，包括：所述普通节点生成的数据链包含有合约信息、时间戳、Nonce值，所述Nonce值为一个随机数和调用函数加数据信息。
7.根据权利要求1所述的一种基于多层级上链式的电子签证系统，其特征在于，包括：所述区块包括区块头和区块体，区块头包含上一个区块哈希值、版本、时间戳、计算难度、Nonce值，所述Nonce值为一个随机数以及Merkle值，所述Merkle值为一个验证区块体交易的一个总的哈希值，区块体记录着指定时间内所有的已知操作。
8.一种基于多层级上链式的电子签证方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：用户登录普通节点，普通节点记录用户的身份信息ID以及通信信息P；
步骤二：通过普通节点记录用户实时的操作步骤S以及对应的时间信息T、身份信息ID、通信信息P；
步骤三：将用户的操作步骤S1和对应的操作时间信息T1、身份信息ID1、通信信息P1以及操作后得到的结果R1生成数据链1；
步骤四：将得到的数据链按照时间顺序排序：
S1，T1，ID1，P1，R1，数据链1
S2，T2，ID2，P2，R2，数据链2
......
步骤五：将各条数据链分别打包成各个第一数据小块；
步骤六：将接收到的各个第一数据小块按照时间顺序进行签名即计算第一个第一数据小块的哈希值并以该哈希值添加到下一个第一数据小块作为初始值，分别得到第二数据块；
步骤七：将签名后的第二数据块向其他节点广播；
步骤八：生成新区块，验证新区块签名的合法性，若合法则将新区块添加到区块链上，若不合法则溯源更正后重新提出，若无法自行更正时，将数据信息发送至用户签约时所用节点，待交易双方确认后，重复上述步骤。
9.根据权利要求8所述的一种基于多层级上链式的电子签证方法，其特征在于，包括：所述步骤八中，通过执行共识算法验证签名的合法性。 说明书 : 一种基于多层级上链式的电子签证方法、系统及终端技术领域[0001] 本发明涉及区块链技术领域，特别涉及一种基于多层级上链式的电子签证方法、系统及终端。背景技术[0002] 随着我国互联网基础设施的快速建设，区块链技术被广泛应用，区块链本质上是一个去中心化数据库，是一种分布式数据存储，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。它的去中心化、开放性、安全性、不可篡改性、匿名性等特性使得各个行业都想要上链。一般而言，就存证的业务数据想要上链，其流程主要分为上链前处理阶段和链上处理阶段。交易者们将交易数据打包成链发送至未确认交易池中，区块链上的节点从未确认交易池中选择交易数据打包成数据块并为其计算哈希值打上唯一的签名，之后节点再将区块进行广播，其他节点验证该区块的合法性后即达到共识，区块将被添加到区块链上，完成上链。[0003] 中国专利CN107171794A公开了一种基于区块链和智能合约的电子文书签署方法。它采用业务平台服务器CS、多个区块链节点服务器TS和多个区块链智能合约脚本服务器JS，其中，业务平台服务器CS用于接受用户的访问和提供数据交互，CS与各区块链节点服务器TS连接通信，每个TS与对应的JS进行通信，各TS的数据库之间保持数据同步。利用区块链的去中心化思想并结合其分布式账本和智能合约机制，实现了在不依赖于特定可信主体的基础上，解决从技术层面保证电子合同签署可靠性问题。[0004] 但是目前的上链技术中，交易数据被打包成数据块时，所有的数据信息都被集中在一个数据块里，导致原始数据部分存在问题时，数据块整个都将是不可信任的，且无法具体该数据块里哪一个步骤出错。发明内容[0005] 本发明提供了一种基于多层级上链式的电子签证方法、系统及终端，目的在于解决上链时各个数据块出错能够有迹可循，且减少无用算力的损耗，提高哈希运算速度。[0006] 为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：[0007] 一种基于多层级上链式的电子签证系统，包括：普通节点、中心处理节点以及若干边缘节点；[0008] 所述普通节点为用户登录时的节点，用于用户执行交易操作时，将各个操作过程以及结果生成若干数据链，并将各条数据链进行分别打包成第一数据小块，每一块第一数据小块均计算哈希值以及打上时间戳，形成第一层区块链，并向其他边缘节点广播；[0009] 所述中心处理节点为最先接收第一数据小块的节点，用于将第一数据小块按时间顺序分别进行计算第一数据小块哈希值，计算出哈希值后打包成第二数据块，并将第二数据块广播到其他边缘节点；[0010] 所述边缘节点用于将第二数据块生成新区块，并验证其合法性，将新区块内的信息与第一数据小块比对，若数据不一致，则读取第一数据小块至最终第一数据小块，溯源后更正数据，并向中心处理节点重新提出，其中若边缘节点无法自行更正数据时，将数据信息发送至用户签约所用普通节点上，待交易双方重新确认后，向中心处理节点重新提出，若数据一致则添加到区块链上；[0011] 基础方案原理及有益效果如下：[0012] 用户登录普通节点，普通节点记录该用户的身份信息ID以及通信信息P，用户导入电子合约，普通节点将记录此时用户的各个操作步骤S1、S2、S3......以及该操作对应的时间信息T1、T2、T3......身份信息ID1、ID2、ID3......以及通信信息P1、P2、P3......等，将用户各个操作步骤S和对应操作的时间信息T、身份信息ID、通信信息P以及操作后得到的结果R生成对应的数据链，用户每个操作步骤S都会对应一条数据链并按照用户的先后操作顺序进行排列，并将其按照时间顺序分别打包成第一数据小块；中心处理节点将第一数据小块按时间顺序分别进行哈希计算即签名，得到第二数据块，将首个第一数据小块计算后的哈希值作为下一个第一数据小块的初始值，使得数据链上的第二数据块具有连续性，并将第二数据块向其他边缘节点广播。边缘节点接收到第二数据块后生成新区块，将新区块里的数据信息与第一数据小块比对，若数据不一致，则读取第一数据小块至最终第一数据小块，将数据溯源更正后向中心处理节点重新提出，若数据一致则将新区块添加到区块链上，完成上链。[0013] 本发明通过普通节将各个操作记录进第一数据小块中，每个第一数据小块都按时间先后顺序分层次排列，使得当原始数据即第一数据小块部分存在问题时，可以追溯到交易细节。[0014] 且本发明将需要进行哈希运算的大数据块简化，将数据量较大的数据块拆解为若干个按照时间顺序排列的小数据块，大大减少了各个节点算力的消耗，挺高了哈希运算速度。[0015] 综上所述，本发明通过将上链前数据进行处理细化为多个按时间排序的小数据块，将数据的各个步骤明确独立为小数据块，使得交易数据的所有变动都有迹可循，且由于数据被拆分为多个小数据块，使得各节点的哈希运算更加轻松，减少了算力的损耗以及加快了哈希运算速度。[0016] 进一步，所述普通节点将用户的操作过程以及该操作导致的结果，按时间先后顺序排序，并生成数据链，使得用户每个操作都记录在案。[0017] 进一步，所述普通节点按照时间顺序将数据链打包成第一数据小块，使得每条数据链与第一数据小块都一一对应。[0018] 进一步，所述中心处理节点将上一个第一数据小块的哈希值作为下一个第一数据小块的初始值，使得第二数据块之间相互影响。[0019] 进一步，所述节点均采用统一的哈希运算规则，避免由于运算规则不统一导致结果不可追溯。[0020] 进一步，所述普通节点生成的数据链包含有合约信息、时间戳、Nonce值(随机数)和调用函数加数据信息，每条数据链都能独立代表用户某个操作步骤以及结果。[0021] 进一步，所述区块包括区块头和区块体，区块头包含上一个区块哈希值、版本、时间戳、计算难度、Nonce值(随机数)以及Merkle值(一个验证区块体交易的一个总的哈希值)，区块体记录着指定时间内所有的已知操作。[0022] 为实现上述目的，本发明还提供一种基于多层级上链式的电子签证方法，其特征在于，包括以下步骤：[0023] 步骤一：用户登录普通节点，普通节点记录用户的身份信息ID以及通信信息P；[0024] 步骤二：通过普通节点记录用户实时的操作步骤S以及对应的时间信息T、身份信息ID、通信信息P；[0025] 步骤三：将用户的操作步骤S1和对应的操作时间信息T1、身份信息ID1、通信信息P1以及操作后得到的结果R1生成数据链1；[0026] 步骤四：将得到的数据链按照时间顺序排序：[0027] S1，T1，ID1，P1，R1，数据链1[0028] S2，T2，ID2，P2，R2，数据链2[0029] ......[0030] 步骤五：将各条数据链分别打包成各个第一数据小块并计算哈希值打上时间戳，并向其他节点广播；[0031] 步骤六：将接收到的各个第一数据小块按照时间顺序进行签名即计算第一个第一数据小块的哈希值并以该哈希值添加到下一个第一数据小块作为初始值，分别得到第二数据块；[0032] 步骤七：将签名后的第二数据块向其他节点广播；[0033] 步骤八：生成新区块，验证新区块块签名的合法性，若合法则将新区块添加到区块链上，若不合法则溯源更正后重新提出，若无法自行更正时，将数据信息发送至用户签约时所用节点，待交易双方确认后，重复上述步骤。[0034] 进一步，所述步骤八中，边缘节点通过执行共识算法验证签名的合法性。[0035] 本发明还提供一种基于多层级上链式的电子签证的终端，其特征在于，包括：哈希运算工具、平台服务器以及节点服务器；[0036] 哈希运算工具用于提供哈希算法并计算哈希值；[0037] 平台服务器用于构建用户登录装置；[0038] 节点服务器用于给各个节点提供硬件设施。附图说明[0039] 图1为一种基于多层级上链式的电子签证方法、系统及终端实施例1系统框图；[0040] 图2为一种基于多层级上链式的电子签证方法、系统及终端实施例2的流程图。具体实施方式[0041] 下面通过具体实施方式进一步详细说明：[0042] 实施例1[0043] 如附图1和2所示，一种基于多层级上链式的电子签证系统，其特征在于，包括：普通节点、中心处理节点以及若干边缘节点；[0044] 所述普通节点为用户登录时的节点，用于用户执行交易操作时，将各个操作过程以及结果等第一数据小块生成若干数据链，并将各条数据链进行分别打包成第一数据小块；[0045] 所述中心处理节点为最先接收第一数据小块的节点，用于将第一数据小块按时间顺序分别进行计算第一数据块哈希值，计算出哈希值后打包成第二数据块，并将第二数据块广播到其他边缘节点；[0046] 所述边缘节点用于将第二数据块生成新区块，并验证其合法性，将新区块内的信息与第一数据小块比对，若数据不一致，则读取第一数据小块至最终第一数据小块，溯源后更正数据，并向中心处理节点重新提出，若数据一致则添加到区块链上。[0047] 用户登录普通节点，普通节点记录该用户的身份信息ID(实名身份审核的信息如身份证号码、护照号码、社会保障号码)以及通信信息P(包括手机号、地址、邮箱、传真、网络IP等)，用户导入电子合约，普通节点将记录此时用户的各个操作步骤S1、S2、S3......以及该操作对应的时间信息T1、T2、T3......身份信息ID1、ID2、ID3......以及通信信息P1、P2、P3......等，将用户各个操作步骤S和对应操作的时间信息T、身份信息ID、通信信息P以及操作后得到的结果R生成对应的数据链，用户每个操作步骤S都会对应一条数据链并按照用户的先后操作顺序进行排列，并将其按照时间顺序分别打包成第一数据小块；；中心处理节点将第一数据小块按时间顺序分别进行哈希计算即签名，得到第二数据块，将首个第一数据小块计算后的哈希值作为下一个第一数据小块的初始值，使得数据链上的第二数据块具有连续性，并将第二数据块向其他边缘节点广播。边缘节点接收到第二数据块后生成新区块，将新区块里的数据信息与第一数据小块比对，若数据不一致，则读取第一数据小块至最终第一数据小块，将数据溯源更正后向中心处理节点重新提出，若数据一致则将新区块添加到区块链上，完成上链。[0048] 进一步，所述普通节点将用户的操作过程以及该操作导致的结果，按时间先后顺序分层次，并生成数据链，使得用户每个操作都记录在案。[0049] 进一步，所述普通节点按照时间顺序将数据链打包成第一数据小块，使得每条数据链与第一数据小块都一一对应。[0050] 进一步，所述中心处理节点将上一个第一数据小块的哈希值作为下一个第一数据小块的初始值，使得第二数据块之间相互影响。[0051] 进一步，所述节点均采用统一的哈希运算规则，避免由于运算规则不统一导致结果不可追溯。[0052] 进一步，所述普通节点生成的数据链包含有合约信息、时间戳、Nonce值(随机数)和调用函数加数据信息，每条数据链都能独立代表用户某个操作步骤以及结果。[0053] 进一步，所述区块包括区块头和区块体，区块头包含上一个区块哈希值、版本、时间戳、计算难度、Nonce值(随机数)以及Merkle值(一个验证区块体交易的一个总的哈希值)，区块体记录着指定时间内所有的已知操作。[0054] 为实现上述目的，本发明还提供一种基于多层级上链式的电子签证方法，其特征在于，包括以下步骤：[0055] 步骤一：用户登录普通节点，普通节点记录用户的身份信息ID(实名身份审核的信息如身份证号码、护照号码、社会保障号码)以及通信信息P(包括手机号、地址、邮箱、传真、网络IP等)；[0056] 步骤二：通过普通节点记录用户实时的操作步骤S以及对应的时间信息T、身份信息ID、通信信息P；[0057] 步骤三：将用户的操作步骤S1和对应的操作时间信息T1、身份信息ID1、通信信息P1以及操作后得到的结果R1生成数据链1；[0058] 步骤四：将得到的数据链按照时间顺序排序：[0059] S1，T1，ID1，P1，R1，数据链1[0060] S2，T2，ID2，P2，R2，数据链2[0061] ......[0062] 步骤五：将各条数据链分别打包成各个第一数据小块；[0063] 步骤六：将各个第一数据小块按照时间顺序进行签名即计算第一个第一数据小块的哈希值并以该哈希值添加到下一个第一数据小块作为初始值，分别得到第二数据块；[0064] 步骤七：将签名后的第二数据块向其他节点广播；[0065] 步骤八：生成新区块，验证新区块签名的合法性，若合法则将生成区块并添加到区块链上，若不合法则溯源更正后重新提出。[0066] 具体实施时：[0067] 用户A登录普通节点，普通节点记录用户A的身份信息IDA(实名身份审核的信息如身份证号码、护照号码、社会保障号码)以及通信信息PA(包括手机号、地址、邮箱、传真、网络IP等)；[0068] 事件一：用户A导入电子合约K，此时普通节点记录用户A的操作步骤SA1以及对应的时间信息TA1、身份信息IDA1、通信信息PA1；[0069] 事件二：此时用户A对电子合约K进行了修改SA2,，用户节点记录用户A的操作行为SA21以及对应的修改时间TA2、身份信息IDA2、通信信息PA2，以及修改后的电子合约KA2；[0070] 事件三：以及用户A后续正常操作，直到结束操作SAe；[0071] 普通节点将事件一生成数据链1，将事件二生成数据链2，后续依次生成数据链3........如：[0072] SA1，TA1，IDA1，PA1，RA1，K，数据链1，[0073] SA2，TA2，IDA2，PA2，RA2，KA2，数据链2，[0074] SA3，TA3，IDA3，PA3，RA3，KA3，数据链3，[0075] ......[0076] SAe，TAe，IDAe，PAe，RAe，KAe，数据链e；[0077] 之后普通节点将数据链1、数据链2、......以及数据链e后将其分别打包成第一数据小块1、第一数据小块2、......以及第一数据小块e；[0078] 中心处理节点按时间顺序进行签名即优先计算第一数据小块1的哈希值HA1，再将HA1添加到第一数据小块2里计算第一数据小块2的哈希值HA2，以此类推直到计算出HAe；[0079] 将签名后的第二数据块向其他边缘节点进行广播；[0080] 各个边缘节点接收到第二数据块后，形成新区块，并将验证各个新区块签名的合法性，即对应的哈希值HA1、HA2、......、HAe；[0081] 边缘节点B通过比对用户A的身份信息、权益证明等以及自身的签名信息HB1、HB2、......、HBe发现其中HA2以及HA2至HAe的哈希值和HB2以及HB2至HBe的哈希值相同，则将各个新区块添加到区块链上。[0082] 实施例2[0083] 与实施例1不同之处仅在于边缘节点将新区块内的信息与第一数据小块比对后，数据不一致，边缘节点将读取第一数据小块即第一数据小块1至最终第一数据小块即第一数据小块e，进行比对，发现第一数据小块2处数据不一致，边缘节点将数据更正后向中心处理节点重新提出，再重复上述步骤。[0084] 实施例3[0085] 与实施例2不同之处仅在于进行溯源更正时，若边缘节点无法自行更正数据信息，将会锁定交易双方签署时所用的节点，并将数据信息发送至该节点上，待交易双方重新确认后，重复上述步骤。[0086] 以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

专利地区：重庆

专利申请日期：2023-08-23

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN117040718B