(19)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 202211115672.8 (22)申请日 2022.09.14 (71)申请人 中国科学院大学 地址 100049 北京市石景山区玉泉路19号 （甲） (72)发明人 王平建　荆继武　王跃武　王鹏　 雷灵光　刘丽敏　孙思维　寇春静　 (74)专利代理 机构 北京君尚知识产权代理有限 公司 11200 专利代理师 司立彬 (51)Int.Cl. H04L 9/32(2006.01) H04L 9/40(2022.01) H04L 9/08(2006.01) (54)发明名称 一种多个节点链式协作签名的方法 (57)摘要 本发明公开了一种多个节点链式协作签名 的方法， 其步骤包括： 根据参与链式协作签名中 各节点的签名顺序生成一节点链； 执行第一个签 名的节点为根节点， 执行最后一个签名的节点为 用户节点； 前一节点为后一节点的父节点； 密钥 生成阶段， 由根节点开始沿着节 点链依次生成各 节点的公私钥对； 签名计算阶段， 由用户节点开 始， 每个子节 点生成随机数并根据该随机数和父 节点的公钥生成签名参数发送给其父节点； 根节 点根据子节 点的签名参数生 成自己的签名参数， 然后根据自己的签名参数和私钥对待签名消息 进行签名， 并将所生成签名发送给其子节点， 每 一子节点收到其父节点的签名后， 结合自己的私 钥和随机 数计算得到新签名， 将用户节点计算得 到的签名为 最终签名。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115499134 A 2022.12.20 CN 115499134 A 1.一种多个节点链式协作签名的方法， 其 步骤包括： 根据参与链式协作签名中各节点的签名顺序生成一节点链； 其中执行第 一个签名的节 点称为所述节点链的根节点， 执行最后一个签名的节点称为所述节点链的用户节点； 所述 节点链中前一节点 为后一节点的父节点、 后一节点 为前一节点的子节点； 密钥生成阶段， 由所述 根节点开始沿着所述节点链 依次生成各节点的公私钥对； 签名计算阶段， 由所述用户节点开始， 每个子节点生成自 己的随机数并根据该随机数 和父节点的公钥生成签名参数发送给其父节点； 所述根节点根据其子节点发来的签名参数 生成自己的签名参数， 然后根据自己的签名参数和私钥对待签名 消息进行签名， 并将所生 成签名发送给其子节点， 每一子节点收到其父节点的签名后， 结合自己的私钥和己生成的 随机数计算得到新签名， 将所述用户节点计算得到的签名为所述待签名消息的最终签名。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 生成各节点的公私钥对的方法为： 所述根 节点首先生成自己的公私钥对并将公钥发送 给其子节点， 每一子节点随机产生自己的私钥 并根据自己的私钥和父节点的公钥生成自己的公钥； 所述用户节点根据自己所生成的公钥 生成一用户公钥， 所述用户公钥用于验证所述 最终签名。 3.根据权利要 求1或2所述的方法， 其特征在于， 所述节点链为N1,N2,…,NA， 第i个节点Ni 的密钥对记为(di,Pi)， di为节点Ni的私钥， Pi为节点Ni的公钥， 1≤i≤A， A为参与链式协作签 名中的节点总数。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 生成各节点的公私钥对的方法为： 21)根节点N1随机生成自己的私钥d1， 然后根据私钥d1计算得到自己的公钥P1并将其发 送给其子节点； 22)子节点Nj随机生成自己的私钥dj； 然后根据私钥dj和公钥Pj‑1生成自己的公钥Pj； 其 中， Pj‑1为子节点 Nj的父节点 Nj‑1的公钥； 1<j<A； 23)用户节点NA随机生成自己的私钥dA； 然后根据私钥dA和PA‑1生成自己的公钥PA， 以及 根据公钥PA生成用户公钥Puser； 其中， PA‑1为用户节点 NA的父节点 NA‑1的公钥。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 根节点N1根据P1＝d1[*]G计算得到自己的 公钥P1； 子节点Nj根据Pj＝dj[*]Pj‑1计算生成自己的公钥Pj； 用户节点NA根据PA＝dA[*]PA‑1生 成自己的公钥PA， 用户公钥Puser＝PA[‑]G； 其中， G为椭圆曲线基点， [*]为椭圆 曲线上的点乘 操作， [‑]为椭圆曲线上的减法操作。 6.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 生成所述 最终签名的方法为： 31)用户节点NA生成随机数kA， 然后根据kA、 PA‑1计算签名参数QA并将其发送给父节点 NA‑1； 32)节点Nl收到其子节点Nl+1发来的签名参数Ql+1后， 生成随机数kl； 然后根据Ql+1、 kl计 算签名参数Ql并将其发送给 父节点Nl‑1； 其中， A‑1≥l>1； 33)根节点N1收到子节点N2发来的签名参数Q2后， 生成随机数k1； 然后根据Q2、 k1计算得 到签名参数Q1； 34)根节点N1计算r＝e+x1 mod n， s1＝d1‑1(k1+r)mod n， 将(r,s1)发送给子节点N2； 其 中， 签名参数Q1为椭圆曲线点； x1为椭圆曲线点Q1的x坐标值， e为待签名消息M的摘要， d1为 根节点N1的私钥， n 为基点G的阶； 35)子节点Nj收到父节点发来的(r,sj‑1)后， 计算sj＝dj‑1(kj+sj‑1)mod n， 将(r,sj)发送权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115499134 A 2给子节点 Nj+1； 1<j<A； 36)用户节点NA收到父节点NA‑1发来的(r,sA‑1)后， 计算s＝dA‑1(kA+sA‑1)‑r mod n， 得到 所述最终签名为(r,s)。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 用户节点NA根据QA＝kA[*]PA‑1计算得到签 名参数QA； 节点Nl根据Ql＝kl[*]Pl‑1[+]Ql+1计算得到签名参数Ql； 根节点N1根据Q1＝k1[*]G [+]Q2计算得到签名参数Q1。 8.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 所述根节点的公钥由其私钥和椭圆曲 线基点G生成， 其 他节点的公钥由其私钥和父节点的公钥生成。 9.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述随机数的取值范围为[1,n ‑1]， 其中， n 为椭圆曲线基点G的阶。 10.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根节点拥 有多个子节点， 从而构 成一 个由一个根节点、 多个中间节点和多个用户节点组成的树形节点链； 所述根节点与所述用 户节点之间的节点 为中间节点。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115499134 A 3