抗双重支付攻击的比特币快速支付系统及其方法
专利汇可以提供抗双重支付攻击的比特币快速支付系统及其方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种抗双重支付攻击的 比特币 快速 支付系统 及其方法，系统包括支付方模 块 、接收方模块、身份认证模块、惩罚模块。方法步骤为：生成公钥私钥对、生成地址、初始化地址、支付方身份认证、身份认证模块判断支付地址的公钥是否满足认证条件、发送签名消息、将接收方模块的比特币发送给接收方模块、接收方模块判断收到的比特币在比特币网络中是否存在两个交易、转移比特币、退出支付系统。本 发明 的系统支付方模块和接收方模块直接进行交易，不会引入半可信第三方参与者。本发明的方法能够抵抗双重支付攻击，没有交易确认时间延迟，能够实现快速支付。，下面是抗双重支付攻击的比特币快速支付系统及其方法专利的具体信息内容。
1.一种抗双重支付攻击的比特币快速支付系统，包括支付方模块、接收方模块，其特征在于，还包括身份认证模块、惩罚模块；所述支付方模块分别与身份认证模块、接收方模块和惩罚模块相连，身份认证模块与接收方模块相连，接收方模块与惩罚模块相连；其中：
所述支付方模块，用于生成公钥私钥对；生成保证金地址和支付地址；分别选择保证金地址和支付地址的秘密值，计算秘密值对应的临时公钥；将两个地址的公钥和临时公钥发送给身份认证模块和惩罚模块；计算身份认证消息，并将身份认证消息发送给身份认证模块和惩罚模块；计算保证金公钥的签名消息，并将签名消息发送给身份认证模块；将支付方模块的比特币发送给接收方模块；
所述身份认证模块，用于接收支付方模块发送的两个地址的公钥和临时公钥；接收支付方发送的身份认证消息；判断支付地址的公钥是否满足认证条件，若是，则接收支付方模块发送的签名消息，否则，退出支付系统；将签名消息发送给接收方模块；
所述接收方模块，用于接收支付方模块发送的两个地址的公钥和临时公钥；接收身份认证模块发送的签名消息；接收支付方模块发送的比特币；判断收到的比特币在比特币网络中是否存在两个交易，若是，则将签名消息发送给惩罚模块，否则，退出支付系统；
所述惩罚模块，用于接收支付方模块发送的两个地址的公钥和临时公钥；接收支付方模块发送的身份认证消息；接收接收方模块发送的签名消息；计算双重支付的支付方模块的支付地址的私钥和秘密值，对转移该地址比特币的交易进行签名；计算双重支付的支付方模块的保证金地址的私钥和秘密值，对转移该地址比特币的交易进行签名。
2.一种抗双重支付攻击的比特币快速支付方法，其特征在于，将支付方模块的比特币发送给接收方模块，惩罚模块转移双重支付的比特币；该方法的具体步骤包括如下：
(1)生成公钥私钥对：
支付方模块随机选择两个私钥，利用椭圆曲线密钥生成公式，计算两个私钥对应的两个公钥，组成两个公钥私钥对；
(2)生成地址：
使用安全抗碰撞哈希函数，支付方模块分别计算两个公钥私钥对公钥的哈希值，分别对两个哈希值进行比特币地址编码，将编码后的一个作为保证金地址，另一个作为支付地址；
(3)初始化地址：
(3a)支付方模块用比特币网络中费用低的交易替换为费用高的交易；
(3b)支付方模块随机选择两个不同正整数，分别作为保证金地址和支付地址的秘密值，利用椭圆曲线临时公钥计算公式，分别计算两个秘密值对应的临时公钥；
(4)支付方身份认证：
(4a)支付方模块分别将两个地址的公钥和临时公钥发送给身份验证模块和惩罚模块；
(4b)身份验证模块随机选择一个正整数，作为询问消息，发送给支付方模块；
(4c)利用身份认证计算公式，支付方模块计算身份认证消息，并将身份认证消息发送给身份认证模块和惩罚模块；
(5)身份认证模块判断支付地址的公钥是否满足认证条件，若是，则执行步骤(6)，否则，执行步骤(10)；
(6)发送签名消息：
(6a)利用椭圆曲线签名算法，支付方模块计算保证金公钥的签名消息，并将签名消息发送给身份认证模块；
(6b)身份认证模块将支付方模块的签名消息发送给接收方模块；
(7)将支付方模块的比特币发送给接收方模块；
(8)接收方模块判断收到的比特币在比特币网络中是否存在两个交易，若是，则执行步骤(9)，否则，执行步骤(10)；
(9)转移比特币：
(9a)接收方模块将双重支付的支付方模块的签名消息发送给惩罚模块；
(9b)利用椭圆曲线签名漏洞公式，惩罚模块计算双重支付的支付方模块的支付地址的私钥和秘密值；
(9c)惩罚模块使用双重支付的支付方模块支付地址的私钥和秘密值，通过椭圆曲线签名算法，对转移该地址比特币的交易进行签名；
(9d)利用身份私钥计算公式，惩罚模块计算双重支付的支付方模块保证金地址的私钥；
(9e)利用签名秘密值计算公式，惩罚模块计算双重支付的支付方模块保证金地址的秘密值；
(9f)惩罚模块使用双重支付的支付方模块保证金地址的私钥和秘密值，通过椭圆曲线签名算法，对转移该地址比特币的交易进行签名；
(10)退出支付系统。
3.根据权利要求2所述的抗双重支付攻击的比特币快速支付方法，其特征在于，步骤(1)中所述的椭圆曲线密钥生成公式如下：
Q＝q·G
其中，Q表示私钥对应的公钥，q表示私钥，0＜q＜n，n表示椭圆曲线上的基点的阶数，·表示相乘操作，G表示椭圆曲线上的基点。
4.根据权利要求2所述的抗双重支付攻击的比特币快速支付方法，其特征在于，步骤(3b)中所述的椭圆曲线临时公钥计算公式如下：
(x,y)＝i·G(modn)
j＝x(modn)
其中，(x,y)表示秘密值的公钥对应的坐标值，i表示秘密值，j表示秘密值对应的临时公钥，mod表示模乘操作。
5.根据权利要求2所述的抗双重支付攻击的比特币快速支付方法，其特征在于，步骤(4c)中所述的身份认证计算公式如下：
m＝b+c·a(modn)
其中，m表示身份验证消息，b表示支付地址的私钥，c表示接收方模块发送的询问消息，a表示保证金地址的私钥。
6.根据权利要求2所述的抗双重支付攻击的比特币快速支付方法，其特征在于，步骤(5)中所述的认证条件是指：
B＝m·G-c·A
其中，B表示支付地址的公钥，A表示保证金地址的公钥。
7.根据权利要求2所述的抗双重支付攻击的比特币快速支付方法，其特征在于，步骤(6a)、步骤(9c)、步骤(9f)中所述的椭圆曲线签名算法的具体步骤如下：
第一步，按照下式，计算消息的哈希值：
e＝H(M)
其中，e表示消息的哈希值，H(·)表示安全抗碰撞哈希函数，M表示要签名的消息；
第二步，按照下式，计算签名消息：
s＝f-1(e+R·l)(modn)
-1 -1
其中，s表示签名消息，f 表示不同于f的整数，且满足f ·f＝1(modn)，f表示该地址的秘密值，R表示秘密值对应的临时公钥，l表示该地址的私钥。
8.根据权利要求2所述的抗双重支付攻击的比特币快速支付方法，其特征在于，步骤(9b)中所述的椭圆曲线签名漏洞公式如下：
其中，k表示支付地址的秘密值，u表示双重支付攻击中第一次交易的交易信息，v表示双重支付攻击中第二次交易的交易信息，w表示双重支付攻击中第一次交易的签名信息，z表示双重支付攻击中第二次交易的签名信息。
9.根据权利要求2所述的抗双重支付攻击的比特币快速支付方法，其特征在于，步骤(9d)中所述的身份私钥计算公式如下：
a＝c-1·(m-b)(modn)
其中，c-1表示不同于c的正整数，且满足c-1·c＝1(modn)。
10.根据权利要求2所述的抗双重支付攻击的比特币快速支付方法，其特征在于，步骤(9e)中所述的签名秘密值计算公式如下：
d＝s-1·(H(A)+D·a)(modn)
其中，d表示保证金地址的秘密值，s-1表示不同于s的正整数，且满足s-1·s＝1(modn)，D表示保证金秘密值对应的临时公钥。
抗双重支付攻击的比特币快速支付系统及其方法
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