ES2992115T3 - Disposición de cadenas de bloques con una transacción restringida - Google Patents

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Abstract

Una disposición de cadenas de bloques configurada para distribuir simultáneamente al menos una transacción pública y/o una transacción restringida, donde la disposición incluye una pluralidad de nodos participantes (12) y una pluralidad de nodos validadores (13) conectados por una red de telecomunicaciones (14); donde un nodo participante (12) proponente está configurado para enviar hacia todos los nodos validadores (13) el contenido de un registro de transacción de información tx, junto con el identificador de un determinado grupo de privacidad preconfigurado; para proporcionar capacidades de anonimato y privacidad al sistema blockchain que distribuye bloques de registros de transacciones de información; de manera que, ai menos un nodo participante (12) destinatario, conectado a una red de bloques en cadena (11), es capaz de descifrar, leer y ejecutar los bloques de registro de transacciones de información encri piados por los nodos validadores o mineros (13) de la red de bloques en cadena (11).

Description

DESCRIPCIÓN
Disposición de cadenas de bloques con una transacción restringida
Objeto
Esta invención se refiere a la transferencia o transacción de información y, más específicamente, a un proveedor de una solución de cadena de bloques; concretamente, una red de cadenas de bloques distribuidas que valida y distribuye bloques de registros de transacción de información que pueden cifrarse, de modo que al menos un miembro receptor conectado a la red de cadena de bloques, puede descifrar, leer y ejecutar los bloques de registros de transacción de información cifrados por los nodos validadores o mineros en la red de cadena de bloques.
Estado de la técnica
Dentro de cualquier industria, hay numerosas redes privadas construidas alrededor de servicios y/o activos de servicios específicos. Una red privada construida alrededor de un activo financiero puede incluir una pluralidad de miembros de red, tales como un proveedor de servicios; por ejemplo, bancos, agencias de comprobación o similares; instituciones reguladoras, clientes, etc., que solicitan la transferencia de un activo financiero.
Una de las principales preocupaciones de las redes privadas, y de cualquier red en general, es asegurar que el contenido de las transacciones ejecutadas por los sistemas se divulga solo a los participantes de la transacción.
Por ejemplo, un proveedor de servicios que procesa una transferencia de información de un activo financiero de un primer cliente no divulgaría el contenido de esa transferencia de información a clientes no autorizados que no están implicados en la transferencia.
Aunque el proveedor de servicios desarrolla su propio sistema para que otros actores interactúen con su sistema, el resto de los miembros de la red también desarrollan sus propios sistemas para permitir la integración con el proveedor de servicios. Este escenario implica inherentemente la coexistencia de muchos sistemas creados con diferentes tecnologías e interconectados con diferentes protocolos. Esta diversidad de sistemas conduce a varios problemas difíciles de resolver:
En primer lugar, cada sistema individual es inherentemente diferente de otro sistema individual, tanto por la tecnología usada para su desarrollo como por las adaptaciones de cada participante. Además de requerir una inversión significativa e individualizada por cada uno de los participantes para integrar y transmitir información entre los sistemas de una manera apropiada.
En segundo lugar, cada sistema individual puede diferir en el nivel de seguridad implementada. Por ejemplo, cada red puede proporcionar diferentes protocolos para el cifrado, autenticación, enmascaramiento de datos y similares. Por lo tanto, algunos sistemas pueden ser más susceptibles de verse comprometidos, afectando tanto al sistema comprometido como a los datos que el resto de los sistemas hayan compartido con este.
En tercer lugar, la naturaleza diferente de cada sistema significa que los datos se almacenan de forma no estandarizada. Esto significa que se deban producir repetitivas conciliaciones de datos para verificar que los subconjuntos de datos compartidos entre los diferentes sistemas son equivalentes.
Finalmente, en cuarto lugar, en caso de una posible pérdida de información de uno de los participantes, la recuperación de la información será muy costosa y requerirá un tiempo considerable durante el cual el sistema afectado no estará disponible.
Las soluciones de la técnica anterior se describen en los documentos US 2017/155515 A1 y CN 109409888 A.
Sumario
La presente invención busca resolver una o más de las desventajas anteriores por medio de una disposición de cadena de bloques con al menos una transacción restringida como se define en las reivindicaciones.
El sistema de cadena de bloques propuesto proporciona la capacidad de anonimato y privacidad que no están disponibles actualmente en otros sistemas de cadena de bloques. Estas dos nuevas capacidades se desarrollan como un elemento diferenciador en una cadena de bloques única, que se comparte por todos los nodos integrantes de una red de bloques.
La red de cadena de bloques comprende una pluralidad de nodos participantes y nodos validadores o mineros con un mecanismo de consenso de evidencia de autoridad.
El método proporciona, a la pluralidad de nodos validadores, la capacidad de transformar un bloque de registro de transacción de información propuesto para una transacción restringida desde un nodo participante que propone en un bloque de registro de transacción de información restringido y anónimo, que se transmite hacia la pluralidad de nodos participantes destinatarios o nodos de cadena de bloques de la red de cadena de bloques.
Los nodos validadores receptores están configurados para transmitir bloques con registros de transacción de información cifrada a los nodos participantes de destino en la red de cadena de bloques.
La transacción validada por el nodo validador receptor, es decir, el nodo minero, se transmitirá desde el nodo validador receptor hacia todos los nodos participantes de destino en la red de cadena de bloques de la misma manera que lo haría un registro de transacción de información pública, es decir, dentro de un bloque de la cadena de bloques.
La transacción validada es cifrada por el nodo validador receptor de manera que los nodos participantes de la transacción son los únicos capaces de leerla y ejecutarla.
Por lo tanto, la cadena de bloques está formada por bloques que contendrán indistintamente registros de transacción de información públicos y/o restringidos, concretamente privados.
Es importante observar que la solución solo usa una cadena de bloques única en la que coexisten al menos dos tipos de registros de transacción de información; estos son registros de transacción de información pública y/o registros de transacción de información restringida (privados y anónimos).
Un nodo validador está configurado para cifrar los registros de transacción de información propuestos desde los nodos participantes proponentes; de manera que, el nodo validador proporciona registros de transacción de información restringida al final de la etapa de cifrado.
Los registros de transacción de información cifrada solo pueden descifrarse y ejecutarse por los nodos participantes en la red de cadena de bloques que estén en posesión de una clave de privacidad de cifrado correspondiente al grupo de privacidad dentro del cual se realiza la transacción restringida propuesta.
Un grupo de privacidad es un subconjunto de nodos en la red de cadena de bloques que comparten al menos una clave de privacidad de cifrado para leer las transacciones restringidas transmitidas entre nodos del grupo de privacidad.
Un miembro de la red de cadena de bloques puede ser parte de al menos un grupo de privacidad y como máximo puede pertenecer a tantos grupos de privacidad como combinaciones de miembros diferentes comprendan la red de cadena de bloques.
Un nodo participante o nodo de cadena de bloques en la red de cadena de bloques se refiere a una persona física o legal que mantiene, comparte y opera con su propia copia local de la cadena de bloques, a saber, un libro de registros o libro mayor.
Además, un miembro se refiere a una persona física o legal que realiza transacciones de información y está autorizada para acceder a ciertos registros de transacciones de información en la cadena de bloques.
Los nodos participantes contendrán una pluralidad de claves de privacidad de cifrado destinadas a registrar transacciones de información restringida dentro de los grupos de privacidad en los que están incluidos.
El nodo validador cifra un registro de transacción de información propuesto desde el nodo participante proponente con la clave de privacidad de cifrado de un determinado grupo de privacidad y también marca el bloque de datos de registro de transacción cifrado como restringido, después de lo cual el bloque creado, que comprende un registro de transacción de información cifrado, se ensambla en la cadena de bloques para su distribución posterior desde los nodos validadores hacia los otros nodos que son miembros de la red de cadena de bloques.
Por lo tanto, cualquier miembro del grupo de privacidad conectado a la red de cadena de bloques puede acceder a los detalles de ciertas transacciones de información incluidas en el bloque recién creado.
El nodo participante destinatario desencripta los registros de transacción de información restringida del bloque creado usando la clave de privacidad de encriptación correspondiente desde dentro de su conjunto de claves de privacidad de encriptación asignadas a cada grupo de privacidad.
Por lo tanto, el sistema proporciona registros de transacciones restringidas o privadas y públicas contenidas en un bloque que finalmente se ensamblan en la cadena de bloques y se distribuyen uniformemente a todos los miembros de la red, proporcionando no solo privacidad a las transacciones por cifrado, sino anonimato porque los bloques se distribuyen solo por los nodos validadores.
Todos los miembros de la red de la cadena de bloques utilizan una cadena o libro de registro único y, por lo tanto, se eliminan los recursos redundantes para gestionar sistemas individuales.
La privacidad se logra a través del cifrado porque los miembros de la red de cadena de bloques solo pueden acceder a los detalles de las transacciones de información a las que tienen derecho; es decir, son miembros de una porción de nodos o grupo de privacidad de la red de cadena de bloques.
El uso de algoritmos de resumen de información también establece la inmutabilidad de los registros de transacción, protegiendo así contra posibles actos maliciosos. La resistencia de los datos se mejora a medida que los registros de transacción cifrados son almacenados localmente por los miembros.
Breve descripción de las figuras
En la siguiente descripción se ofrece una explicación más detallada que se basa en las figuras adjuntas:
La Figura 1 muestra en un diagrama de bloques una red de bloques en cadena que comprende una pluralidad de nodos que están conectados a través de una red de telecomunicaciones para difundir o propagar simultáneamente registros de transacción de información pública y privada de una cadena de bloques.
Descripción
En relación con la figura 1, en la que se muestra un entorno de una red de cadena de bloques 11 en la que una pluralidad de nodos, participantes 12 y validadores o mineros 13 están conectados a través de una red de telecomunicaciones 14 para compartir y ejecutar transacciones distribuidas dentro de bloques de datos que se añaden a una cadena de bloques.
La cadena de bloques se distribuye a través de la red de telecomunicaciones 14 desde un nodo validador 13 hacia el resto de los nodos 12, 13 de la red de cadena de bloques 11.
La red de telecomunicaciones 14 puede ser una red del tipo red de área local LAN, cableada o inalámbrica, red de área amplia, WAN, tal como una intranet, una extranet o Internet, o similares. La red de telecomunicaciones 14 facilita las comunicaciones entre los nodos 12, 13 de la red de cadena de bloques 11.
Los nodos 12 y 13 en la red de cadena de bloques 11 son dispositivos electrónicos del tipo un ordenador que ejecuta un sistema operativo.
Los nodos 12, 13 que integran la red de cadena de bloques 11 están configurados para ejecutar instrucciones almacenadas en un medio de almacenamiento legible por ordenador. Asimismo, todos los nodos 12, 13 ejecutan protocolos de comunicación para interactuar con los servicios y/o el contenido proporcionado por la red de cadena de bloques 11.
Todos los nodos 12, 13 de la red de cadena de bloques 11 tienen acceso de lectura a los datos de la cadena en su propia copia local. Solo los nodos validadores o mineros 13 pueden emitir o crear nuevos bloques con registros de transacción públicos y restringidos.
Una transacción pública y/o una transacción restringida; a saber, privada se transmitirá desde un nodo participante 12 hacia otros nodos validadores para su validación y consenso. Una vez que se validada y consensuada la transacción, el nodo validador genera un bloque de datos para añadir a la cadena de bloques. Cada bloque de datos incluye un hash relativo al bloque de datos inmediatamente anterior para evitar la modificación de la información anterior.
Sin embargo, si un nodo participante 12 propone una transacción privada o restringida, la transacción propuesta tiene que ser validada por la mayoría de los nodos validadores o mineros 13. Esta transacción se transmite a los nodos validadores o mineros 13 a través de una red de telecomunicaciones 14.
El nodo validador 13 receptor del mensaje de solicitud de ejecución de transacción restringida determina los nodos participantes 12 según los miembros introducidos en un determinado grupo de privacidad preconfigurado.
El mensaje de solicitud de ejecución de la transacción restringida comprende además de los datos específicos de la transacción propuesta, los metadatos relativos al contexto de privacidad para el que se ejecuta la transacción restringida.
La transacción restringida propuesta es transmisible desde el nodo validador 13 receptor a al menos uno o más nodos validadores 13 para su validación y consenso. Cada nodo validador 13 determina si una transacción es válida y si consensua con el resto de los nodos validadores 13 si debe integrarse en siguiente bloque de la cadena.
Por lo tanto, la red 11 de nodos participantes 12 y validadores 13 mantienen y gestionan la cadena de bloques de datos compuesta simultáneamente por transacciones públicas y/o restringidas; de manera que cada nodo 12, 13 tiene acceso a todos los bloques de datos, ya sean registros de transacciones de información pública o restringida, aunque solo los nodos participantes 12 del determinado grupo de privacidad tienen acceso simultáneo a la transacción restringida y a transacciones públicas.
Una transacción propuesta por un nodo participante 12 de la red de cadena de bloques tiene un identificador único que corresponde a la ejecución de una función matemática resumen tal como MD5, un algoritmo de hash seguro, SHA, BLAKE u otras funciones de hash similares sobre su contenido binario. Este identificador único se denominará hash de transacción.
Para el inicio de una transacción de información restringida, el nodo participante 12 proponente envía privadamente a todos los nodos validadores 13 el contenido del registro de transacción de información t<x’>, junto con el identificador del grupo de privacidad.
Los nodos validadores 13 ejecutan la transacción de información y, una vez, que la transacción de información ha sido validada y acordada por una mayoría de nodos validadores 13 el registro de transacción de información t<x’>está encriptado por un módulo encriptador del nodo validador 13.
La transacción de información t<x>encriptada está recubierta por una nueva transacción de información t<x>’ ; de modo que la transacción de información t<x>’ es forzada a mantener el mismo identificador hash que la transacción de información t<x>. De esta manera, el bloque de datos encriptados se marca como una transacción de información t<x>restringida para la cual solamente los nodos participantes 12 que tienen la clave de privacidad de encriptado son capaces de leer y ejecutar la transacción de información t<x>restringida. El proceso anterior se lleva a cabo por el módulo cifrador del nodo validador 13.
El bloque de datos cifrado y marcado de la cadena de bloques se distribuirá por los nodos validadores 13 de la red de cadena de bloques y comprenderá de 0 a N transacciones y al menos una transacción de información t<x>’; es decir, un bloque de datos que está cifrado y marcado como restringido. Los nodos participantes 12 en el grupo de privacidad de t<x>, se les informa además que t<x>’ es una transacción destinada a ese grupo de privacidad.
Los nodos validadores 13 se habilitan tras la recepción de los metadatos de restricción desde el nodo participante 12 proponente, para ejecutar, validar, empaquetar y entregar todas las transacciones restringidas a los nodos participantes 12 pertenecientes al grupo de privacidad.
Los nodos participantes 12, que desean realizar una transacción de información restringida dentro del grupo de privacidad, están configurados para descifrar bloques cifrados distribuidos desde los nodos validadores 13, usando la correspondiente clave de privacidad de cifrado correspondiente al grupo de privacidad de la transacción.
Los nodos validadores 13 están configurados para realizar tareas de gestión del grupo privado formado tales como distribuir un conjunto de claves de privacidad de cifrado. Los nodos validadores 13 usan una clave de privacidad del conjunto de claves de privacidad de cifrado, para cifrar transacciones de información propuestas que tienen que cifrarse y marcarse como bloques de datos restringidos antes de ensamblarse dentro de un bloque y, más tarde, distribuirse a todos los nodos 12 de la red de cadena de bloques, es decir, a los nodos 12 del grupo de privacidad y a todos los otros nodos de la red de cadena de bloques, 11.
Para que un nodo participante 12 de la red de cadena de bloques pueda realizar una transacción de información restringida con al menos un nodo participante específico 12 de la red de cadena de bloques 11, ambos nodos participantes 12 de la red de cadena de bloques 11, deben pertenecer al mismo grupo de privacidad.
Todos los nodos 12 de la red de cadena de bloques 11 reciben cada uno de los bloques de datos de la cadena de bloques existente y, sucesivamente, de manera continua, avanza la cadena de bloques.
Por lo tanto, todos los nodos 12, 13 de la red de cadena de bloques tienen almacenada la misma copia binaria de la cadena de bloques; a saber, libro de registros distribuido, libro mayor, inmutable, que incluye tanto las transacciones públicas como las privadas. Los nodos participantes 12 y los validadores 13 de la red de cadena de bloques 11 comprenden al menos una interfaz de entrada-salida para realizar comunicaciones entre los diferentes nodos 12, 13 de la red de cadena de bloques, 11, al menos un módulo de cifrado-descifrado, un almacén de grupos de privacidad que comprende al menos un nodo participante 12 y al menos un conjunto de claves de privacidad cifradas y un almacén de cadena de bloques; a saber, libro de registros distribuido, libro mayor.
El almacén de grupos de privacidad de los nodos participantes 12 almacenará solamente los grupos de privacidad en los que el nodo participante 12 es un miembro. Por el contrario, el almacén de grupos de privacidad de los nodos validadores 13 será el resultado del superconjunto de los grupos de privacidad de cada nodo, o los grupos de privacidad que se pueden formar con los n-1 nodos participantes, 12 de la red de cadena de bloques 11de bloques 11.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Una disposición de cadena de bloques configurada para distribuir simultáneamente al menos una transacción pública y/o una transacción restringida, donde la disposición comprende una pluralidad de nodos participantes (12) y una pluralidad de nodos validadores (13) conectados por una red de telecomunicaciones (14), un nodo participante proponente (12) está configurado para enviar un registro de transacción de información t<x>a todos los nodos validadores (13) junto con el identificador de un grupo de privacidad preconfigurado particular, el registro de transacción de la información t<x>se cifra en un módulo cifrador del nodo participante emisor N<p>(12), el nodo validador receptor (13) está configurado para cubrir la transacción de información t<x>cifrada por medio de una nueva transacción de información t<x>’, de manera que la transacción de información se ve obligada a mantener el mismo identificador hash que la transacción de información t<x>.
2. Disposición de acuerdo con la reivindicación 1, donde el nodo validador receptor (13) está configurado para marcar el bloque de datos cifrado con una restringida transacción de información t<x>, de manera que únicamente los nodos participantes (12) que tienen la clave de privacidad de cifrado están configurados para leer y ejecutar la restringida transacción de información t<x>.
3. Disposición de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el nodo validador receptor (13) está configurado para ensamblar el bloque de datos cifrado y marcado a la cadena de bloques para distribuir la cadena de bloques hacia los nodos participantes (12) en el grupo de privacidad particular de la restringida transacción de información t<x>la clave de privacidad es compartida por el grupo de privacidad particular.
4. Disposición de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el nodo validador receptor (13) está configurado para informar a los nodos participantes (12) en el grupo de privacidad particular de la restringida transacción de información t<x>que restringida transacción de información t<x>está destinada al grupo de privacidad particular.
5. Disposición de acuerdo con la reivindicación 4, en la que el nodo validador receptor (13) está configurado para distribuir hacia los nodos participantes (12) la cadena de bloques que comprende el bloque de datos con registros cifrados y marcados, en la que la cadena de bloques consistirá en 0 a N transacciones y al menos un nodo validador receptor (13).
6. Disposición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el nodo validador receptor (13) está configurado para recibir un mensaje de solicitud para una ejecución de transacción restringida desde un nodo participante (12), en la que el nodo validador receptor (13) determina los nodos participantes (12) basándose en los miembros introducidos en un grupo de privacidad preconfigurado particular.
7. Disposición de acuerdo con la reivindicación 6, en la que el mensaje de solicitud de ejecución de la restringida transacción de información recibido por el nodo validador receptor (13), además de los datos de transacción propuestos por el nodo participante (12) proponente, comprende los metadatos relativos al contexto de privacidad para el que se ejecuta la transacción restringida.
8. Disposición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el nodo participante emisor (12) está configurado para cubrir la transacción de información t<x>cifrada por medio de una nueva transacción de información t<x>’.
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