发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于矩阵联盟链的可隐藏实名的资助方法，经过实名注册和认证后，资助人可对受资助人进行财物或服务资助，通过优化区块结构和链结构，区块链上存储的实名信息允许被隐藏却不影响链的整体结构，同时保证资助信息可追溯、追责，有效地保护个人隐私信息；优化共识机制，引入资助类型匹配度和权威信用部门的信用评分，促进资助人实施诚信行为，失信行为将反馈至信用单位的诚信档案中，促进诚信资助。

本发明所述的一种基于矩阵联盟链的可隐藏实名的资助方法，所述方法的步骤为，

S1、初始化联盟链系统，生成公共参数，联盟链的参与者包括受资助人、资助人、监管机构、密钥生成中心；

S2、构建梦想区块，形成矩阵联盟链中的横向链；受资助人向联盟链系统提交申请资助信息，监管节点审核申请资助信息并验证通过后，打包受资助人发布梦想的交易信息，并生成交易副本，监管节点广播交易信息和交易副本，共识节点根据共识机制对交易信息和交易副本进行验证，并将验证后的交易信息和交易副本写入梦想区块；

S3、构建资助区块，形成矩阵联盟链中的纵向链；资助人完成对受资助人的资助后，获取由监管节点签发并背书的资助证明，监管节点广播资助交易及其交易副本，共识节点根据共识机制对资助交易及其交易副本进行验证，并将验证后的资助交易及其交易副本存入交易池；主共识节点根据受资助人ID及资助类型打包成区块，广播至区块链网络，从共识节点验证区块的正确性并投票，票数超过阈值即可上链；

S4、当资助人想要隐藏其资助信息时，由资助人发出交易修改请求，监管节点收到请求后，快速定位该交易所在区块坐标，核验资助人身份后，为该资助人生成伪身份及签发新资助证书，经过全网广播，根据共识机制，共识节点验证通过后修改链上交易信息隐藏实名，隐藏实名后资助人仍可以向监管节点申请恢复实名信息；

S5、当受资助人想要隐藏其受资助信息时，受资助人接收完成资助后，发起删除资助发布请求，监管节点收到请求后，上链查询该受资助人的交易数据，核验受资助人信息后，监管节点发起删除交易，共识节点根据共识机制验证后，对该梦想区块进行修改。

进一步的，S1的具体步骤为：

S1-1、各参与用户生成与自己身份相关联的字符串，受资助人、资助人、监管机构、密钥生成中心生成的与身份信息相关联的字符串分别表示为：

S1-2、输入安全参数，选取加法循环群与乘法循环群，且，为位的大素数，为群的生成元，并定义这样一个双线性映射：；

S1-3、密钥生成中心随机选取随机数作为系统主密钥，并计算其公钥为，定义6个安全哈希函数，分别为：

以及加解密算法对，，公开系统参数，并记录到区块链上，表示模的剩余类环的乘法群，表示公钥，表示不定长的比特串，表示；比特长的比特串；

S1-4、密钥生成中心根据各参与用户提供的身份字符串计算，，，，以及，其中，为用户的公私钥对，为用户区块链公钥地址，为用户的注册证书，由密钥生成中心的私钥签名生成，为注册号，为通用哈希函数，然后通过安全通道将发送给用户。

进一步的，S2的步骤为：

S2-1、受资助人打包个人注册信息，梦想内容及类型生成消息，并计算其数字签名，其中，为当前时间戳，发送消息至区块链网络；

S2-2、监管节点接收到受资助人消息后，首先选取当前时间戳，定义为消息的时间戳和收到消息时的时间戳之间的有效差值，若，则说明消息有效，否则中止对话，然后计算下列公式来验证消息的正确性：

；若上式成立，则接收该消息，核验该受资助人的梦想内容及类型无误后，返回确认信息；

S2-3、监管节点根据梦想区块的交易格式打包受资助人提交的信息，并生成交易副本，如下：

；

其中，包含受资助人的个人真实信息及，为交易副本，不包含这两项字符串，是监管节点对交易的签名，为交易生成时间，为梦想区块链的标签，用于后续编辑区块链时定位区块坐标及交易位置；

S2-4、监管节点广播交易及交易副本，根据共识机制，由共识节点对交易及其副本进行验证，验证通过后根据标签写入梦想区块，并建立索引列表作为链下数据保存至本地数据库，其中为该区块的高度，用于生成资助链过程的快速定位，该区块的数据结构中存有两个merkleroot，分别为、，相对应地，区块头将存有前一区块的两个哈希值，区块与区块间由明链和暗链链接，用于修改区块链内容时仍能保证区块链结构不被破坏，即：

其中，表示当前区块，表示前一区块的两个哈希值，表示当前区块的随机数，表示区块的生成时间戳。

进一步的，S3的步骤为：

S3-1、资助人完成对受资助人的区块链地址的资金转账或服务，生成资助信息，向监管节点发送生成资助证书请求，

其中，表示资助内容，表示加密算法，监管节点收到请求后，执行解密算法获得，若与资助消息直接由计算得到的值相等，则确认接收该请求，并签发资助证书，其中为证书生成时间，并进行背书；

S3-2、监管节点根据资助区块的交易格式生成交易及交易副本，并广播至全网，根据共识机制，由共识节点进行验证，此外，监管节点还需提供资助对象的相关信息，用于区块定位；

其中，，交易副本中不包括资助人的个人相关信息，，表示监管节点对该交易的签名，表示以资助人公钥对相应证书加密，用于资助人接收后以自己的私钥进行解密而获得资助证书，表示交易生成时间；

S3-3、交易及其副本验证通过后，根据共识机制，主共识节点将交易及副本存入交易池，然后将时间内对同一受资助人的资助交易打包成区块，并广播至区块链网络，从共识节点对该区块进行验证，投票超过阈值后，计算索引定位所在区块高度height，将该区块链接到对应的资助链，其所在高度定义为depth，则某一交易在矩阵联盟链中的区块坐标(height, depth)；同样地，资助链的区块数据结构中存有两个merkleroot值，分别为和，以及前一区块的两个哈希值，且区块间由明链和暗链相链接。

进一步的，S4的具体内容为：

S4-1、资助人发起匿名修改请求

，其中为待修改交易所在区块坐标，为加密算法，表示资助证书，为当前时间戳；

S4-2、监管节点接收到，首先选择当前时间戳，若，则消息有效，根据查询本地数据库获得，执行解密算法，

若成立，则说明该资助人为合法用户，消息正确；

S4-3、消息验证通过后，监管节点为资助人生成伪身份，并签发新资助证书并背书，然后，监管节点生成新的交易数据

，

其中，其中表示交易生成时间，表示对该交易的数字签名，表示链标签；此外，监管节点还需向共识节点提供待修改交易所在区块坐标以及修改请求发起者的身份信息；

S4-4、根据共识机制，共识节点对交易验证通过后，根据及快速查询待修改交易，然后将待修改交易替换为，重新计算merkleroot的值，此时，该区块与后一区块之间的明链由于merkleroot的值改变而断开，而的值保持不变，因此暗链维护了资助链的完整性；若也发生了改变，则说明该区块发生了未经授权的篡改；

S4-5、当资助人想要再次实名时，发送修改请求，监管节点通过搜索本地数据库可以获得相关背书内容，核验身份后进行步骤S4-1~S4-3完成实名修改。当受到虚假信息或公益纠纷时，仍可以核查信息，确保可追溯、追责。

进一步的，S 5的具体步骤为：

S5-1、受资助人发起删除请求

，其中为该梦想区块高度，为当前请求的时间戳；

S5-2、监管节点收到受资助人发来的删除请求后，首先选取当前时间，若，则请求有效，然后上链查询获得交易数据

，

计算，若，则说明该受资助人身份可信；否则说明该受资助人身份不合法或值受到未经授权的篡改，则中止会话；

S5-3、当受资助人身份核验通过时，监管节点生成新的交易数据并广播，此外，还需提供待修改区块的高度；

S5-4、根据共识机制，经过共识节点验证后，对待修改区块进行删除操作，具体地，将原有的替换为，并重新计算，由于该值的改变，对于梦想链而言，后一区块中存储的当前区块的第一个哈希值发生改变，而第二个哈希值保持不变，故梦想链的结构保持完整性；同理，对于资助链而言，其第一个资助区块中保存的第二哈希值不变，资助区块结构完整；由于资助链上交易内容不包含受资助人的相关信息，相应资助证书被加密，只有拥有相应的私钥的资助节点可以看到，其他节点均不可查询到受资助人的相关信息。

进一步的，所述共识机制是指实施基于多因素投票的实用拜占庭容错机制，所述共识节点为资助人和受助人；在链上发布交易或者修改交易需要得到共识节点的共识，共识节点通过综合计算匹配度SD、资助额度SA、资助人信用评分CS三因素投票选出排名前位的共识节点参与共识，每过小时换届，重新组织竞选投票。

进一步的，根据所述共识机制，共识节点进行验证的步骤为：

S6-1、在矩阵联盟链冷启动时，由监管节点将此时资助交易信息写入创世区块；密钥生成中心KGC为每个节点分配独立的区块链地址、私钥和公钥，资助人的公钥只对监管节点及共识节点公开，已写入区块的账户地址公开可见，未写入的账户地址则不会在网络中显示；

S6-2、监管机构中的第三方信用机构对新加入的资助节点授予信用评分；监管节点读取资助节点的资助证书，记录节点的资助值，根据资助类型type计算资助匹配度评分；

S6-3、当进入竞选投票时间时，监管节点计算竞选节点的综合评分；其中，，是对进行归一化处理的结果，选出评分排序前位的节点担任共识节点；

S6-4、第一批共识节点产生后，在时间内，共识节点按照排名依次担任主节点；主节点SP将验证通过的资助交易信息打包到一个区块中，生成发送给其余从节点；在主节点后的下一个节点是副主节点，与主节点同时打包，当主节点出错时才会发出自己产生的区块；

S6-5、其余从节点接收到主节点发送的预准备消息后，验证签名，若验证通过，赞同区块上链，则发送确认消息转发给其他共识节点，若超时或不赞同则发送；

S6-6、各共识节点接收到准备消息后，当接收到的有效准备消息数量（最大恶意节点数量），计算赞同和不赞同的票数，决定确认消息中的值，节点广播确认信息Confirm，当收到的确认信息，则执行请求；

；

S6-7、若客户端收到个相同回复，则说明客户端发起的请求已经达成全网共识，否则需要重新发送请求；是系统节点数，若系统所允许的最大恶意节点数量，则要求；

S6-8、若发现恶意节点，则更新其信用评分，其中，，并将评分发送给第三方信用机构；若完成轮共识，则更新该节点的信用评分为。

本发明所述的有益效果为：1、区别于传统资助的公益模式，在本发明所述的方法区块资助交易中引入资助类型，增设“服务资助”，为更多热心公益的群众提供了更多可以资助的方式，充分发挥资助人的积极性，更有针对性地帮助受资助人；

2、立足本场景分类资助的模式，根据资助匹配度、信用值等因素选出共识节点，有利于每个节点都有机会参与共识，加强信用值对共识的影响，减弱节点因多次参与共识而更易获取记账权的优势，更有利于共识的公平公正；

3、立足受资助人和资助人的隐私保护，通过优化的区块链结构，受资助人和资助人可以选择在联盟链上隐去其个人实名信息，以避免被网络永远记录、被公众永远关注；但仍能够保证资助和被资助信息公正公开、透明可溯源，避免因伪造信息或欺骗等虚假行为造成公益纠纷；在保证可追责的前提下，将选择是否实名公开的权利交还本人；

4、建立矩阵联盟链，通过链上区块的坐标信息和链下索引列表，使得监管节点和共识节点能够快速定位待修改交易的区块位置，有助于提高区块修改效率；

5、引入权威信用部门，如中国人民银行、公安局或支付宝等，参与监管，对梦想家、梦想资助人背书认证，授予资助人信用评分，当资助人在联盟链中有失信或恶意行为时，将同时记录在现实世界的诚信档案里，有利于资助人诚信作为，形成有效的信用反馈监督机制；

6、通过密码学方法，任何攻击者无法通过梦想家或梦想资助人的数据操作获取到真实资助信息或判断出真实身份，保护了梦想家和梦想资助人的数据隐私。