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唐盛链中的盲签名Part 1——007的故事

区块链技术资讯  · 公众号  · 区块链  · 2017-06-29 17:24

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着计算机网络及通信技术的迅猛发展,信息安全问题日益突出——尤其是隐私泄露问题,极难防范解决。区块链技术的匿名性特点在一定程度上能够保护用户隐私,但由于操作账号的强对应性,仍然无法防范有针对性的隐私挖掘行为。

为此,唐盛(北京)物联技术有限公司(简称“唐盛物联”)从研究区块链之初便开始关注如何将隐私保护增强技术与区块链有效结合,并在自主研发的区块链底层 唐盛链 的基础上研发了一套隐私保护增强机制,可以最大限度地保护用户隐私,其核心技术基础之一就是 盲数字签名 (简称“盲签名”)技术。

接下来,小编将通过三篇文章,详细地为大家介绍神奇的盲签名及其在区块链系统中的应用。今天的第一篇,主要通过通俗的语言 为大家打开盲签名的大门。

一、盲签名的基本概念

盲签名由David Chaum在1983年提出。所谓盲签名,是相对于一般签名而言的,它是指消息拥有者的目的是让签名人对该消息进行签名,但又不想让签名人知道该消息的具体内容;而签名人并不关心消息中说些什么,只是保证自己在某一时刻以公证人的资格证实这个消息的存在。

D. Chaum曾给出了关于盲签名比较直观的说明: 所谓盲签名,就是先将隐蔽的文件放入信封,再将一张复写纸也放入信封,签名的过程就是签名者将名字签在信封上,他的签名便透过复写纸签到了文件上。

盲签名具有 盲性和不可连接性 的特点,在保证参与者密码协议的匿名性方面具有其它技术无法替代的作用。基于上述特点,该技术被广泛应用于电子货币、电子投票、电子支付等领域。

为了更形象地理解盲签名的概念,接下来小编将会用“007特工”的例子来具体解释。

二、“特工”中的盲签名

无数的经典特工电影中,最常采用的一个剧情套路是,当 特工A 接到被派至敌方做卧底的任务时,其真实身份就会被封锁,接下来只能和 上司B 单线联系——也就是说,只有B一人知道A的真实身份,可以证明A是自己人。

这就会出现两个问题: 1) 被封锁的真实身份证明被敌人删除; 2) B死掉了。这两种情况会导致A无法证明自己是好人,也没有人能够证明A的真实身份,A将会成为一个黑人。

针对以上情况,为了自保,A应该在当卧底之前就把各种可能性都考虑清楚。 A可以要求组织把自己的卧底资料加密, 密码由自己掌握,以防组织里的叛徒获取自己的信息。但是,这样做还不够,因为尽管叛徒看不到A的具体信息,但信息的加密文件可以被找到并且删除,那么真实身份便得不到认证。

秉着命运要掌握在自己手里的原则, A可以和B按照约定好的条款写一份卧底证明, 即我的掩护名为“小明”,真实身份是007,卧底任务完成后就回组织工作,升级并获得奖金100万,并要求B签字盖章。但是,A不能让B看到这份证明,因为B有可能事后变节,把“小明”是007的情况泄露给敌人。

于是,A打印好证明后把文字部分遮挡住,只留下空白处让B签字盖章。但B不干,因为自己对A写的证明内容没有信心,担心内容与之前的约定不符。

那么, 如何才能让B既看不到A写的全部内容,又让B确信自己已经知道了证明的内容呢? 这看似不可能,然而盲签名已经解决了这一问题。

三、使用盲签名的签字流程

特工A写了10份掩护名不同的证明, 分别是“小白”、“小黑”等等,其它内容完全一致,尤其是007的真实身份不变。之后A用同一种加密方法对证明进行加密,得到10份不同的密文。

A找上司B签字盖章, B随机挑出9份让A当场解密,B看到解密后的明文与他们之前的约定相同,只是掩护名不同而已,于是便放心地在第10张密文上签了字盖了章。这样一来,B并不知道A的掩护名到底是什么,信息的安全性得到了保障。

之后, A把这份签字盖章的证明妥善保管起来, 以备将来回组织时使用,掩护名就是10个已经起好的名字中最后没有解密的那一个。

四、上述流程中值得注意的三个问题

1. 上司B能否推导出特工A最终的掩护名?

整个流程都使用同一种加密方法进行加密,得到的是10份不同的密文。这种加密方法对明文的变化很敏感,即使两份证明中仅有两个字不同,那密文也会显得毫无关系,这叫做 “雪崩” 效应,即一丁点的扰动就会引起结果巨大的差别。

如果没有这种特性,那特工A加密后的10份密文会非常相似,只有个别位置不同。上司B当然会知道不同之处就是掩护名的密文,B获得了10份掩护名的密文及一一对应的9份掩护名的明文,会很容易地根据这些规律推导出他签字盖章的那份证明的掩护名的明文。

而有了雪崩效应,B就找不出掩护名所对应的密文是哪个了,A也就安全了。


2. 每一个密文如何保证对应一种解法?

如果对于同一个密文有两种不同的解法,即解法1和解法2,那证明就会出现信息错误,这其中涉及 单向函数 问题。

单向函数给定了被除数和除数,这样一来余数就很容易确定。例如,被除数4除以除数3,余数是1,但给定了除数3和余数1,被除数则会有无穷多个。也就是说,正向推很容易得到确定解,反向推难以得到确定解,这就是一种单向函数。

上司B规定特工A必须使用单向函数加密,这就保证了A不可能有第二种解法。


3. 上司B如何放心?

只要特工A捣鬼了1份以上(不含)的证明,那么当场解开9份后一定会被发现;而假如A只捣鬼了1张,那么上司B恰巧没抽到的概率只占1/10,因此A欺骗成功的唯一机会十分渺茫。

为避免欺骗的发生,B事先跟A约定了一个严重的惩罚条例:只要发现A作弊就开除甚至法办。如果B还不放心,可以要求A写100份甚至更多的证明,直到B认定A不会为了这么小的可能性而去冒这么大的风险。

在盲签名应用过程中,10个样本是极少的,实际样本量可能有几百万个之多。几百万分之一的可能性才能获益,在绝大多数情况下会受到严惩的事,但凡有一点理智的人都是不会干的。因此, 用盲签名保证参与者密码协议的匿名性非常可靠。

唐盛物联自主研发的区块链底层 唐盛链 ,正是因为有了以盲签名为基础的隐私保护增强机制,才能够最大限度地保护用户隐私。

唐贝 是唐盛物联基于唐盛链底层开发的区块链应用,不但采用了盲签名来保护用户隐私,同时采用“一次一密”的验证方式,为用户免除记忆密码的困扰。

唐贝APP下载方式:点击下方 阅读原文 进行下载;通过唐盛云官网 www.tangshengyun.com 直接扫描二维码下载;在360手机助手、App Store搜索关键词 “唐贝” 下载。

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“唐盛链”是利用双核心币机制实现公私链融合的区块链底层框架,是公司投入大量研究经费,通过长期科技攻关收获的研发成果,具有自创共识机制(GEAR)、应用场景融合(公链、私链、联盟链应用融合)、智能合约法律效力化等独创特点,拥有现实世界资产数字化和价值流通的能力,是构建区块链落地应用的不二选择。该底层的问世,预示着我国拥有了自主知识产权的可实际落地的区块链底层,为区块链应用在我国快速落地打下了坚实基础。

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