(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210017028.0 (22)申请日 2022.01.08 (71)申请人 安徽师范大学 地址 241000 安徽省芜湖市九华 南路189号 (72)发明人 叶新荣　邓子豪　张爱清　王勇　 彭光宇　杨璐璐　聂雪丽　 (74)专利代理 机构 芜湖创启知识产权代理事务 所(普通合伙) 34181 代理人 周锟 (51)Int.Cl. H04L 9/08(2006.01) H04L 9/32(2006.01) H04L 9/40(2022.01) G06Q 10/00(2012.01) G06Q 10/08(2012.01) (54)发明名称 一种基于群组密钥协商的危害废料区块链 监管系统、 方法 (57)摘要 本发明实施例提供一种基于群组密钥协商 的危害废料区块链监管系统、 方法， 属于区块链、 物联网、 隐私保护的技术领域。 包括： 危废回收桶 监测模块， 用于监测危废状态信息； 危废运营端， 包括群组密钥管理模块， 用于生成群组加密密钥 和群组解密密钥， 并且对以下相关信息进行群组 密钥管理： 危废状态信息、 危废待回收信息、 危废 运输信息及危废整改信息； 区块链模块， 用于通 过智能合约获取加密后的相关信息， 使得服务节 点能够将 达成共识的交易数据写入至区块链中， 形成新的区块链数据； 区块链网络监测模块， 用 于监测区块链的区块高度、 智能合约数和成员节 点数。 本发 明采用群组密钥协商的方式将敏感数 据信息保护， 利用区块链网络进行数据高效安全 存储。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 114338016 A 2022.04.12 CN 114338016 A 1.一种基于群组密钥协商的危害废料区块链监管系统， 其特征在于， 所述基于群组密 钥协商的危害废料区块链监管系统包括： 危废回收桶监测模块， 用于监测危废状态信息， 并在所述危废状态信息展示出的危废 信息的存量超过预设定的存量阈值时通过危废运营端发送告知信息至企业且安排运输车 根据所述 危废信息进行回收； 所述危废运营端， 包括： 群组密钥管理模块， 用于生成群组加密密钥和群组解密密钥， 并且对以下相关信息进 行群组密钥管理， 使得所述相关信息能够在特定成员的内部进行共享： 来自所述运输车与 所述危废回收桶监测模块的危废状态信息、 危废待回收信息、 危废运输信息及危废整 改信 息； 区块链模块， 用于通过智能合约获取加密后的所述相关信息， 并将所述相关信息发送 至区块链中的所有服务节点， 使得所述服务节点能够将达成共识的交易数据写入至区块链 中， 形成新的区块链数据； 区块链网络监测模块， 用于监测所述区块链的区块高度、 智能合约数以及成员节点数。 2.根据权利要求1所述的基于群组密钥协商的危害废料区块链监管系统， 其特征在于， 所述群组密钥管理模块包括： 通道形成子模块， 用于由监管者群组构 成一个通道， 在该通道中进行信息的管理， 其中 每一个所述监管者通过成员服务提供的证书注册成为一个区块链节点； 其中所述监管者群 组的每一个成员的公私钥对应于Fabric网络， 能够与证书颁 发机构进 行交互而进 行身份管 理与验证； 系统参数生成子模块， 用于通过多项式生成系统参数， 生成两个阶为素数q的椭圆曲线 上的循环群、 群的生成元， 随机数作为主密钥来计算主公钥， 系统选择四个安全的哈希函 数， 用户随机选择身份信息， 计算部 分公钥， 生成公钥对， 进入密钥协商过程， 其中各区块链 节点计算相应的消息内容并将消息内容进行区块封装与传递， 执 行如下步骤： (1)系统初始化： 输入安全参数m， 生成系统参数params＝(q,g1,g2,e,p,pb,h1,h2,h3, h4)， 其中g1和g2为两个阶为素数q的椭圆曲线上的循环群， g1为加法群， g2为乘法群， 映射e: g1*g2→g2为一个双线性映射， p为群g1的生成元； 选择hash数,h1,h2,h3{0， 1}*∈g1， (2)用户公私钥生成： 各成员选择身份idi∈{0， 1}*， 部分公钥Qi＝hi(id)， 部分私钥Di＝ Qi， 将部分公钥通过通道发送给各自用户， 用户选择随机数 作为另一部分私钥， 另一 部分公钥为Pi＝xip； (3)签名： 群中的每个成员ui有一样的状态信息θ， 需要签名的t个消息为(m1,m2,…, mt)， 选择随机数ri∈Z*， 计算Ri＝riP； 计算V＝h2( θ )， h i＝h4( θ \\Di\\Pi\\Ri)为每个消息计 算Tj＝h3( θ \\mj)， 其中1<＝j<＝t； 计算t 个签名值 si,j＝Di+x i(hi*pub+V)+riTj； u i输出δ i＝(Ri,si,1,si,2, …,si,t)作为批量签名消息； 加密子模块， 用于在用户将所述危废状态信 息存储上链之前用公钥对所述危废状态信 息进行加密， 经过区块链存储后， 能够利用私钥对所述危废状态信息进行解密以查询所述 危废状态信息对应的多环节流程信息， 其中用户保存所述公钥于区块链上， 且保存所述私权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114338016 A 2钥于本地。 3.根据权利要求2所述的基于群组密钥协商的危害废料区块链监管系统， 其特征在于， 所述区块链模块包括： 监管证书获取子模块， 用于基于fabric联盟链网络成员通过管理服务提供商获取证 书， 作为节点加入通道； 合约部署子模块， 用于将智能合约部署于每个节点中， 其中， 智能合约用来获取群组密 钥管理模块加密后的所述危废信息、 所述危废待回收信息、 所述运输信息和所述整改信息； 其中， 所述智能合约被 配置为通过Go语言编写； 数据写入子模块， 用于将所述危废待回收信息、 所述运输信息和所述整改信息发送至 区块链中的所有服务节点， 使得服务节点能够将达成共识的交易数据写入到区块链中， 形 成新的区块链数据； 分布式存 储子模块， 用于对所述区块链上的危废状态信息分布式存 储。 4.根据权利要求1所述的基于群组密钥协商的危害废料区块链监管系统， 其特征在于， 所述区块链网络监测模块包括： 存储子模块， 用于每隔固定时间访问所述 区块链模块的配置信 息且收集所述 区块链模 块的日志、 节点状态相关数据， 并存 储在数据库中； 展示子模块， 用于展示所述区块链上区块高度、 智能合约数和成员节点数。 5.根据权利要求1所述的基于群组密钥协商的危害废料区块链监管系统， 其特征在于， 所述基于群组密钥协商的危害废料区块链监管系统还 包括： 物联网设备， 连接于所述危废回收桶监测模块和所述危废运营端， 用于将所述危废状 态信息发送至所述 危废运营端； 其中所述物联网设备被 配置为使用5G网络 。 6.一种基于群组密钥协商的危害废料区块链监管方法， 其特征在于， 使用权利要求1 ‑5 中任意一项所述的基于群组密钥协商的危害废料区块链监管系统， 所述基于群组密钥协商 的危害废料区块链监管 方法包括： 通过物联网设备将所述危废回收桶监测模块监测到的所述危废状态信息发送至危废 运营端； 在所述危废状态信息展示出的危废信息的存量超过预设定的存量阈值时通过危废运 营端发送告知信息 至企业且安 排运输车根据所述 危废信息进行回收； 通过所述群组密钥管理模块生成群组加密密钥和群组解密密钥， 并且对以下相关信 息 进行群组密钥管理， 使得所述相关信息能够在特定成员的内部进行共享： 来自所述运输车 与所述危废回收桶监测模块的危废状态信息、 危废待回收信息、 危废运输信息及危废整改 信息； 通过智能合约获取加密后的所述相关信 息， 并将所述相关信 息发送至区块链中的所有 服务节点， 使得所述服务节点能够将达成共识的交易数据写入至区块链中， 形成新的区块 链数据； 以及 群组成员能够获取监测得到的所述区块链的区块高度、 智能合约数以及成员节点数。 7.根据权利要求6所述的基于群组密钥协商的危害废料区块链监管方法， 其特征在于， 所述危废待回收信息包括企业名称、 管理人及联系方式、 危废回收地址中的至少一种； 所述运输信息包括运输序号、 运输车牌号、 运输人员、 运输人联系电话、 回收企业数量、权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114338016 A 3