本發(fā)明涉及一種通過在分布式賬本上記錄交易來實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全交互的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

1、不同實(shí)體之間普遍需要進(jìn)行交互和交易，以交換價(jià)值和數(shù)據(jù)。然而，要使交易各方都能以安全可靠的方式進(jìn)行交易，交易實(shí)體之間就需要有一定程度的信任。如果缺乏這種信任，就需要其他結(jié)構(gòu)和程序，如可強(qiáng)制執(zhí)行的合同和第三方機(jī)構(gòu)或中介。

2、加密貨幣是數(shù)字貨幣，是一種替代貨幣(或私人貨幣)。它們通常有別于中央控制的政府發(fā)行的貨幣(如法定貨幣)，提供一種去中心化或分布式的貨幣和/或交換媒介。數(shù)字貨幣可以從一個(gè)所有者或?qū)嶓w交易或轉(zhuǎn)移到另一個(gè)所有者或?qū)嶓w，并可用于任何目的，如購(gòu)買商品、購(gòu)買服務(wù)甚至獲取數(shù)據(jù)。因此，數(shù)字貨幣是傳統(tǒng)貨幣的替代品。

3、加密貨幣的一個(gè)示例是比特幣，盡管還設(shè)計(jì)了許多其他加密貨幣系統(tǒng)。比特幣由中本聰(satoshi?nakamoto)開發(fā)，其原始論文“bitcoin:apeer-to-peer?electronic?cashsystem”(比特幣：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電子現(xiàn)金系統(tǒng))概述了比特幣技術(shù)和原理的基本原理，可在https://bitcoin.org/bitcoin.pdf上查閱。

4、分布式加密貨幣的基礎(chǔ)技術(shù)，如分布式賬本，也可用于記錄其他類型的交易，并可形成可驗(yàn)證的交換歷史或其他形式的數(shù)據(jù)，而無需實(shí)體之間存在信任。分布式賬本、如區(qū)塊鏈，可以在沒有這種信任的情況下進(jìn)行交易和價(jià)值交換。不過，這需要使用公共區(qū)塊鏈來形成共識(shí)，任何個(gè)人或?qū)嶓w都難以破壞或控制這種共識(shí)。這通常采取基于工作證明的競(jìng)賽形式來達(dá)成共識(shí)，但這本身會(huì)消耗大量的計(jì)算和電力資源。

5、另一種方法是使用私有區(qū)塊鏈，但這重新要求各方與私有區(qū)塊鏈本身的所有者和控制者之間建立信任。

6、可以通過確定和驗(yàn)證實(shí)體的身份或其他特征來建立信任，但這種努力可能會(huì)帶來開銷和額外工作，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或電信網(wǎng)絡(luò)效率低下和額外負(fù)擔(dān)。此外，這種驗(yàn)證或檢查往往依賴于不同的信息源，而每個(gè)信息源都可能需要驗(yàn)證和批準(zhǔn)或信任。這可能需要顯著的帶寬和處理資源。因此，這種方法可能只適用于某些交易超過特定價(jià)值的實(shí)體，因?yàn)樵谶@種情況下，開銷不會(huì)成為顯著負(fù)擔(dān)。這也會(huì)阻止新的價(jià)值和數(shù)據(jù)交換在彼此陌生的實(shí)體之間發(fā)展，或阻止價(jià)值低但數(shù)量大的瞬時(shí)交換。對(duì)于規(guī)模小或數(shù)量多的實(shí)體或設(shè)備，如構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)(iot)的實(shí)體或設(shè)備或其他低計(jì)算能力設(shè)備，開銷會(huì)極大超過小規(guī)模的價(jià)值交換。因此，這限制了交換價(jià)值或數(shù)據(jù)包所需的效率和可擴(kuò)展性，尤其是對(duì)于自主或無監(jiān)督設(shè)備而言。

7、因此，需要一種方法和系統(tǒng)來克服這些問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本文提供了一種系統(tǒng)和方法，使兩個(gè)或更多個(gè)設(shè)備能夠安全地交互和交換信息或進(jìn)行其他交易。其中至少一個(gè)設(shè)備已預(yù)先注冊(cè)或以其他方式為系統(tǒng)所知。另一個(gè)設(shè)備則未注冊(cè)。例如，未注冊(cè)的設(shè)備可能在被訪問的電信網(wǎng)絡(luò)上漫游，但包含uicc或sim以實(shí)現(xiàn)漫游。設(shè)備之間的交易會(huì)被記錄下來，并可使用區(qū)塊鏈或分布式賬本進(jìn)行驗(yàn)證。

2、未注冊(cè)的設(shè)備需要在賬本上有錢包(帶有錢包id)。系統(tǒng)為未注冊(cè)的設(shè)備生成對(duì)稱密鑰，并將這個(gè)對(duì)稱密鑰與未注冊(cè)的設(shè)備的uicc或sim相關(guān)聯(lián)。還會(huì)生成公鑰和私鑰秘鑰對(duì)，并將其與對(duì)稱密鑰相關(guān)聯(lián)或分配給對(duì)稱密鑰。此外，還會(huì)創(chuàng)建錢包和賬本賬戶，并將其與公鑰和私鑰秘鑰對(duì)相關(guān)聯(lián)或分配給公鑰和私鑰秘鑰對(duì)。設(shè)備標(biāo)識(shí)符(如imsi)也可與錢包id和賬戶標(biāo)識(shí)符相關(guān)聯(lián)。家庭用戶服務(wù)器(hss)提供未注冊(cè)的設(shè)備的憑證，這些憑證與對(duì)稱密鑰相關(guān)聯(lián)。因此，電信網(wǎng)絡(luò)的hss可以利用uicc或sim的安全性在賬本上提供可驗(yàn)證的錢包身份。它還提供為任何交易生成支付的手段(例如，使用電信網(wǎng)絡(luò)的計(jì)費(fèi)系統(tǒng))。這樣就能與在系統(tǒng)中注冊(cè)的其他設(shè)備或?qū)嶓w(以類似方式)進(jìn)行安全交互。然后，可以使用未注冊(cè)的設(shè)備(現(xiàn)在已在系統(tǒng)中安全注冊(cè))的私鑰生成和簽署交易。系統(tǒng)例如可以是服務(wù)器或平臺(tái)。

3、根據(jù)第一方面提供了一種用于第一設(shè)備與第二設(shè)備安全交互的方法，該方法包括以下步驟：

4、接收在第一設(shè)備和第二設(shè)備之間創(chuàng)建交易的請(qǐng)求，該請(qǐng)求被與賬本(例如分布式賬本或區(qū)塊鏈)通信的服務(wù)器接收；

5、確定第二設(shè)備是否已向服務(wù)器注冊(cè)，以及第二設(shè)備是否未向服務(wù)器注冊(cè)：

6、服務(wù)器將對(duì)稱密鑰分配給第二設(shè)備，其中對(duì)稱密鑰與第二設(shè)備的uicc相關(guān)聯(lián)，

7、生成第二設(shè)備的公鑰和私鑰秘鑰對(duì)，其中私鑰和公鑰秘鑰對(duì)與對(duì)稱密鑰相關(guān)聯(lián)，

8、服務(wù)器在賬本上生成第二設(shè)備的錢包，其中錢包具有錢包id，并且錢包id與公鑰和私鑰秘鑰對(duì)相關(guān)聯(lián)；

9、家庭用戶服務(wù)器(hss)向服務(wù)器提供第二設(shè)備的憑證；

10、服務(wù)器將所提供的憑證與對(duì)稱密鑰相關(guān)聯(lián)；以及

11、在第二設(shè)備的錢包與第一設(shè)備的賬本上的錢包之間的賬本上生成交易，其中該交易由第二設(shè)備的私鑰簽署。因此，系統(tǒng)(例如還沒有賬本上的錢包)未知的設(shè)備(第二設(shè)備)可以與系統(tǒng)已知并注冊(cè)的設(shè)備安全地交互和交易(交換信息和價(jià)值)。優(yōu)選地，第一設(shè)備已經(jīng)在賬本上具有錢包id和相關(guān)聯(lián)的公鑰和私鑰秘鑰對(duì)，該公鑰和私鑰秘鑰對(duì)具有經(jīng)分配的與第一設(shè)備的uicc或sim相關(guān)聯(lián)的對(duì)稱密鑰。優(yōu)選地，賬本是分布式賬本。優(yōu)選地，賬本是區(qū)塊鏈。第一(或第二)設(shè)備可以是向第二(或第一)設(shè)備提供服務(wù)(如停車或充電服務(wù))的服務(wù)器或平臺(tái)的一部分。以這種可驗(yàn)證的安全方式僅記錄數(shù)據(jù)交換(即不交換價(jià)值或貨幣)也是有利的，因?yàn)榇祟悢?shù)據(jù)可以在最初未在同一系統(tǒng)注冊(cè)的設(shè)備之間安全共享。

12、優(yōu)選地，該方法還包括在hss上注冊(cè)第二設(shè)備的uicc的步驟。這優(yōu)選地在其他步驟之前提前進(jìn)行。因此，第二設(shè)備會(huì)在網(wǎng)絡(luò)上注冊(cè)(例如漫游)，以便能夠訪問數(shù)據(jù)服務(wù)，其身份也會(huì)提前得到驗(yàn)證(即使用其uicc或sim)。

13、可選地，生成第二設(shè)備的錢包的步驟還包括向錢包提供信用額度。信用額度可代表貨幣信用額度或其他形式的價(jià)值。因此，這可以提高效率，因?yàn)榈诙O(shè)備可以交換價(jià)值，而無需提前向錢包添加資金。違約風(fēng)險(xiǎn)(不償還信用額度)很低，因?yàn)榈诙O(shè)備的身份已由hss驗(yàn)證，漫游變化可被記錄和產(chǎn)生，并用于償還任何已花費(fèi)的信用額度。

14、可選地，信用額度可以作為令牌存儲(chǔ)在錢包中。還可以使用其他機(jī)制，包括直接存儲(chǔ)信用額度的數(shù)值。

15、有利地，該交易可將第二設(shè)備的錢包中的至少一部分信用額度轉(zhuǎn)移到第一設(shè)備的錢包中。此外或替代地，該交易可涉及數(shù)據(jù)或信息的轉(zhuǎn)移，這種轉(zhuǎn)移可以記錄在賬本上。

16、可選地，第二設(shè)備可在漫游，該方法還包括使用與hss相關(guān)聯(lián)的漫游計(jì)費(fèi)平臺(tái)結(jié)算第二設(shè)備的錢包的一個(gè)或多個(gè)交易的總和的步驟。因此，網(wǎng)絡(luò)訪問者(例如來自國(guó)外)可以安全地與其他本地使用者或服務(wù)(即第一設(shè)備)進(jìn)行交易。當(dāng)?shù)诙O(shè)備沒有漫游時(shí)，則可以使用通常的家庭計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。

17、優(yōu)選地，結(jié)算第二設(shè)備的錢包的一個(gè)或多個(gè)交易的總和的步驟還包括漫游計(jì)費(fèi)平臺(tái)生成通話詳細(xì)記錄cdr，包括在hss上的漫游費(fèi)。也可使用其他支付機(jī)制。

18、可選地，該方法還包括使用第二設(shè)備的私鑰簽署cdr的步驟。已簽署的cdr還可以記錄在賬本上。在發(fā)出費(fèi)用或?qū)①M(fèi)用添加到計(jì)費(fèi)系統(tǒng)之前，可以對(duì)已簽署的cdr進(jìn)行核實(shí)。

19、可選地，cdr上的漫游費(fèi)的數(shù)值可被記錄為漫游分鐘數(shù)。

20、優(yōu)選地，該方法還包括向第二設(shè)備的錢包提供額外信用額度的步驟。這可以在任何原始信用額度用完或過期之前或之后進(jìn)行。

21、可選地，該結(jié)算步驟還包括使用第二設(shè)備的公鑰驗(yàn)證賬本上的一個(gè)或多個(gè)交易的步驟。因此，交易是可驗(yàn)證的，并且可減少有爭(zhēng)議交易的發(fā)生。

22、可選地，服務(wù)器向第二設(shè)備分配對(duì)稱密鑰的步驟可由智能合約觸發(fā)。智能合約還可以觸發(fā)其他事件，包括向第二設(shè)備或第二設(shè)備的使用者提供服務(wù)，或由第二設(shè)備或第二設(shè)備的使用者提供服務(wù)(例如向第一設(shè)備或由第一設(shè)備)。

23、可選地，hss向服務(wù)器提供第二設(shè)備的憑證的步驟可由該智能合約或另一個(gè)智能合約觸發(fā)。

24、可選地，對(duì)稱密鑰可被配置為在預(yù)定時(shí)間后過期。例如，對(duì)稱密鑰可在過期前或過期后使用類似程序替換。

25、優(yōu)選地，錢包id可以進(jìn)一步與第二設(shè)備的國(guó)際移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)imsi相關(guān)聯(lián)。因此，錢包id可以使用不同的唯一標(biāo)識(shí)符直接或間接地與第二設(shè)備相關(guān)聯(lián)。

26、根據(jù)第二方面，提供了一種系統(tǒng)，包括：

27、服務(wù)器；

28、與該服務(wù)器相關(guān)聯(lián)的賬本；

29、家庭用戶服務(wù)器hss；

30、漫游結(jié)算系統(tǒng)；和

31、包含指令的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)該程序由一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，可使一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)執(zhí)行任一或所有前述方法。

32、上述方法可以作為計(jì)算機(jī)程序來實(shí)施，計(jì)算機(jī)程序包括指令以操作計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)程序可存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。

33、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可包括一個(gè)或多個(gè)處理器(例如，本地、虛擬或基于云的處理器)，如中央處理器(cpu)和/或單個(gè)或多個(gè)圖形處理器(gpu)。處理器可執(zhí)行軟件程序形式的邏輯。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可包括存儲(chǔ)器，其中包括易失性和非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可被包括以存儲(chǔ)邏輯或程序指令。系統(tǒng)的不同部分可通過網(wǎng)絡(luò)(如無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò))連接。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可包括一個(gè)或多個(gè)接口。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可包含合適的操作系統(tǒng)，例如unix、windows(rtm)或linux。

34、應(yīng)當(dāng)注意的是，上述任何特征都可用于本發(fā)明的任何特定方面或?qū)嵤├?/p>