本发明公开了一种应用于区块链的数据编辑方法，包括以下步骤：A：构建记录验证树；B：若执行记录删除操作进入步骤C；若执行记录修改操作进入步骤F；C：用户、利益相关方想要删除的记录进行签名；D：所有节点对删除请求中的签名信息进行哈希、验证和广播；E：当删除消息验证通过后，将记录删除，并将删除消息插入到请求列表中；F：用户、利益相关方想要修改的记录进行签名；G：所有节点对删除请求中的签名信息进行哈希、验证和广播；H：当修改消息验证通过后，将区块中的记录从区块中删除，将修改消息插入到请求列表中，将新记录插入新记录列表中。本发明能够对区块链上的数据进行编辑，如修改和删除，同时能够对使用者的数据编辑行为进行有效约束。
1.一种应用于区块链的数据编辑方法，其特征在于，包括以下步骤：A：构建记录验证树；
其中，记录验证树为一个二叉和三叉混合树，记录验证树共有n层，从第1层到第n‑2层为结构树，每个结构树都是一颗三叉树，即每个节点有三个叶子节点，结构树的每个节点代表着阈值门；第n层和第n‑1层为信息树，每个信息树都是一颗二叉树，即每个节点有两个叶子节点；n为正整数；
B：判断用户是执行记录删除操作还是记录修改操作，若执行记录删除操作，则进入步骤C；若执行记录修改操作，则进入步骤F；
首先，用户对记录RL1的哈希hash1＝hash(RL1)进行签名Sign(hash1)，并生成删除请求DelInfo′＝{address,del,Sign(hash1)}，其中address为记录地址，del为删除标记,Sign()表示对任意字符进行签名计算，Sign(hash1)表示hash1的签名；
然后，利益相关方对删除请求的哈希hash2＝hash(DelInfo′)进行签名并发送给签名收集方；
最后，签名收集方收集各方的签名并生成删除消息DelInfo＝{address,del,Sign(hash1),MuSign(hash2)}，并将删除消息DelInfo广播到区块链网络中，其中MuSign(hash2)表示对删除请求hash2的多重签名；然后进入步骤D；
D：首先，所有节点对删除请求中的签名信息进行哈希，生成签名的哈希摘要hashsign＝hash(Sign(hash1))；
其次，将hashsign和其他记录的哈希集合hashlist一起代入记录验证树验证方法s
Verification()进行验证，并解出记录验证树保存的秘密值e(g,g) ，将其与验证参数哈希s
进行计算后再进行哈希计算得到秘密值哈希hash3＝hash(e(g,g)·VPHash)；
1)将hash3与秘密值哈希SHash进行对比是否一致；
最后，将验证结果广播到区块链网络中；然后进入步骤E；
E：当删除消息被全网半数以上节点的验证通过后，将区块i″中的记录RL1从区块中删除，并将删除消息插入到请求列表中；
首先，用户对记录RL1的哈希hash1＝hash(RL1)进行签名Sign(hash1)，并对新记录RL′1进行哈希得到hash′1＝hash(RL′1)，同时对hash′1进行签名Sign(hash′1)；
其次，用户生成修改请求ModifyInfo′＝{address,mod,Sign(hash1),hash′1,Sign(hash′1)}，并将修改请求发送给利益相关方，其中address为记录地址，mod为修改标记,Sign()表示对任意字符进行签名计算，Sign(hash1)为hash1的签名，hash′1为RL′1的哈希，Sign(hash′1)为hash′1的签名；
然后利益相关方对修改请求的哈希hash2＝hash(ModifyInfo′)进行签名并发送给签名收集方；
最后签名收集方收集各方签名并生成修改消息ModifyInfo＝{address,mod,Sign(hash1),hash′1,Sign(hash′1),MuSign(hash2)}，并将重新生成的记录RL′1一起发送到区块链网络上，其中，MuSign(hash2)表示对修改请求hash2的多重签名；然后进入步骤G；
G：首先，所有节点对修改请求中的签名信息进行哈希，生成哈希摘要hashsign＝hash(Sign(hash1))；
其次，将hashsign和其他记录的哈希集合hashlist一起代入记录验证树Verifications
()，并解出记录验证树保存的秘密值e(g,g) ；
然后，将秘密值e(g,g) 与验证参数哈希进行计算后再进行哈希计算得到秘密值哈希s
hash3＝hash(e(g,g)·VPHash)，并进行如下验证：
1)将hash3与秘密值哈希SHash进行对比是否一致；
2)对新生成的记录RL1′进行哈希计算，并将计算得出的记录RL1′的哈希值与修改消息中的哈希值hash′1进行对比是否一致；
最后，将验证结果广播到区块链网络中；然后进入步骤H；
H：当修改消息被全网半数以上节点的验证通过后，将区块中的记录RL1从区块中删除，将修改消息插入到请求列表中，将新记录插入新记录列表中；
其中，所述的步骤A包括以下步骤：A1：初始化步骤：由授权中心进行初始化，选择一个生成元为g的q阶双线性群 然后生成系统安全参数SP：
其中， 是素数阶双线性群，g为生成元，q为双线性群 的阶数，e(g,g)为双线性计算公式；
A2：生成步骤：Generate(SP,RL)，Generate(SP,RL)表示记录验证树的生成，RL表示记录集合，生成步骤由区块链节点运行；
首先，区块链节点根据记录集合RL和构造规则构造记录验证树其次，为记录验证树 的每一个节点 选择一个 次多项式 其中，代表记录验证树的节点， 为节点 的子节点数的阈值， 为节点 对应的多项式；
再次，随机选择秘密参数 作为记录验证树 保存的秘密值，并将秘密参数s保存在记录验证树 的根节点R中 ；然后令qR(0) ＝s，对于其他节点，令其中，qR(0)＝s表示根节点R对应的多项式在自变量为0时的因变量为s， 表示模为素数q的有限整数域， 表示节点 的父节点， 表示节点 的索引；
最后，设Y是记录验证树 的所有叶子节点的记录集合，计算验证树参数VP、验证参数哈希VPHash和秘密值哈希SHash：VPHash＝hash(VP) (3)s
SHash＝hash(VPHash·e(g,g)) (4)其中，为记录验证树的叶子节点且 和 为计算验证树参数VP的组成参数，表示记录 对应的多项式的自变量为0时对应因变量的值，哈希函数H()表示将任意二进制字符映射到双线性群 表示叶子节点y相关联记录的哈希摘要， 表示将哈希摘要 映射到双线性群 表示对于任意属于属性集Y的属性 均可以计算得到参数 和 用于生成验证树参数VP,hash()是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数；
区块链节点将验证树参数VP、验证参数哈希VPHash、秘密值哈希SHash、记录集合RL和其他区块信息一起打包生成区块，并向全网广播，区块得到确认后存储到区块链上，其他区块信息包括时间戳、父区块哈希和版本号；
A3：验证步骤；Verification(RL,VP)，Verification(RL,VP)表示记录验证树对记录的验证；验证步骤由区块链节点运行；以区块的记录集合RL和验证树参数VP作为输入，并输出验证结果；
首先，由验证系统执行解密 表示解密记录验证树以获取根节点保存的秘密值A；
其次，从记录验证树 的叶子节点开始计算节点保存的值，并使用递归计算上一层节点的值，通过逐层计算直至解出根节点R保存的秘密值；
然后，计算记录验证树的根节点R的秘密值A：其中，qR(0)表示根节点对应的多项式的自变量为0时的因变量的值，z表示当前节点的子节点；
最后，将新计算得出的秘密值哈希Shash′＝hash(A·VPHash)，对比Shash′是否和原始的秘密值哈希Shash一致，如果一致，说明记录真实有效，如果不一致说明区块记录被篡改。
2.根据权利要求1所述的应用于区块链的数据编辑方法，其特征在于：所述的步骤A1中，e(g,g)为双线性计算公式，满足下述性质：(1)双线性，对于 均存在
(3)可计算性，存在有效的算法对 计算其中， 和 是素数阶双线性群， 表示模为素数q的有限整数域，整数a属于 用于双线性计算中的指数，整数b属于 用于双线性计算中的指数，属于 用于双线性计算中的底数，β属于 用于双线性计算中的底数。
3.根据权利要求2所述的应用于区块链的数据编辑方法，其特征在于：所述的步骤A3中，在计算根节点R的秘密值的过程中：对于叶子节点来说，令t为节点 对应的记录值，如果 则
其中，t为节点 对应的记录值， 表示记录 对应的多项式的自变量为0时对应因变量的值，⊥表示“无效输入”，哈希函数H(t)表示将节点 对应的记录值t映射到双线性群对于非叶子节点来说，进行从下到上逐层解密操作；对于所有属于节点 的子节点z，调用DecryptNode(VP,z)并输出子节点z对应的秘密值Fz；Sx表示一个由 个Fz≠⊥节点z组成的集合；其中， 为节点 的子节点数的阈值，z表示节点x的子节点，Fz表示节点z对应的秘密值；
如果不存在这样的集合，函数返回⊥，如果存在这样的集合，则根据拉格朗日插值法计算：
其中， 表示节点 对应的秘密值, 表示节点 所有子节点的集合，i′表示节点z的索引， 表示节点 对应子节点z索引组成的集合，qz(0)表示节点z对应的多项式的自变量为0时对应因变量的值， 表示索引为i′且集合为 时对应的拉格朗日插值法的插值基函数，parent(z)表示节点z的父节点，index(z)表示节点z的索引，qparent(z)(index(z))表示节点z的父节点对应的多项式在自变量为节点z的索引时的因变量的值， 表示节点对应的多项式的自变量为i′时对应因变量的值。
一种应用于区块链的数据编辑方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种数据编辑领域，尤其涉及一种应用于区块链的数据编辑方 法。
背景技术
[0002] 自从区块链的概念被提出后，区块链一直受到社会各界的普遍关注，其应 用也不再局限于虚拟货币，而是被广泛应用于物联网、供应链、医疗等领域中。 在这些领域中区块
链主要用来存储交易和数据。对于交易，现有的区块链可基 本满足交易存储的需求；对于
数据，区块链与传统的集中式存储相比满足了用 户去中心化、建立信任、数据不可篡改等
需求。然而在使用区块链过程中，链 上数据不可编辑给使用者带来诸多不便之处，主要有
以下三个方面：第一，错 误的数据无法修改。区块链广泛用于存放证书、健康记录、IoT数
据、资产信 息等，这些数据存储在区块链上，保证了数据的真实性和合法性。然而，如果 写
入区块链的数据具有只读性，那么记录中错误信息将无法被修正。第二，敏 感的数据难以
删除。数据存储是区块链的基本功能，但区块链存储数据的功能 被滥用。第三，失效的数据
无法清理。区块链经过一段时间的运行，早期产生 的区块中可能包含大量失效的数据。这
些失效的数据会持续占用大量的存储空 间，造成资源的浪费。
[0003] 针对上述问题，研究者们结合变色龙哈希、多项式等技术，对区块的哈希 验证结构、交易模式等进行了改进，实现了区块记录修改和删除功能。这些方 案大多实现了个人
数据的修改和删除，即用户只需通过节点的身份验证就可以 变更区块上的数据，而其他用
户对用户的变更操作不能进行干涉。然而，这种 设计在一些场景中是不合适的。例如，在食
品供应链中，食品企业的数据需要 上传到区块链上，以供其他合作企业或者政府监管部门
查看。一方面，食品企 业需要对错误的数据进行修改，这种需求在现有的可编辑区块链中
已经可以满 足。另一方面，如果企业对出现质量问题的相关数据进行修改，以达到逃避处
罚的目的，那么会给食品安全的监管带来极大的困难。因此，政府监管部门、 合作企业等利
益相关方希望能够对加工企业的数据编辑行为进行约束，使其不 能随意修改上传的数据，
以达到保护消费者和企业自身利益的目的。但这种需 求在现有的可编辑区块链方案中很
难得到满足。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种应用于区块链的数据编辑方法，能够对区块链上 的数据进行编辑，如修改和删除，同时能够对使用者的数据编辑行为进行有效 约束。
[0005] 本发明采用下述技术方案：
[0006] 一种应用于区块链的数据编辑方法，包括以下步骤：
[0007] A：构建记录验证树；
[0008] 其中，记录验证树为一个二叉和三叉混合树，记录验证树共有n层，从第 1层到第n‑2层为结构树，每个结构树都是一颗三叉树，即每个节点有三个叶 子节点，结构树的每个
节点代表着阈值门；第n层和第n‑1层为信息树，每个 信息树都是一颗二叉树，即每个节点
有两个叶子节点；n为正整数；
[0009] B：判断用户是执行记录删除操作还是记录修改操作，若执行记录删除操 作，则进入步骤C；若执行记录修改操作，则进入步骤F；
[0010] C：设用户想要删除区块i″上的记录RL1；
[0011] 首先，用户对记录RL1的哈希hash1＝hash(RL1)进行签名Sign(hash1)，并生成 删除请求DelInfo′＝{address,del,Sign(hash1)}，其中address为记录地址，del为删 除标
记,Sign()表示对任意字符进行签名计算，Sign(hash1)表示hash1的签名；
[0012] 其次，用户将删除请求发送给利益相关方；
[0013] 然后，利益相关方对删除请求的哈希hash2＝hash(DelInfo′)进行签名并发送给 签名收集方；
[0014] 最后，签名收集方收集各方的签名并生成删除消息 DelInfo＝{address,del,Sign(hash1),MuSign(hash2)}，并将删除消息DelInfo广播到区块 链网络中，其中MuSign
(hash2)表示对删除请求hash2的多重签名；然后进入步骤 D；
[0015] D：首先，所有节点对删除请求中的签名信息进行哈希，生成签名的哈希 摘要hashsign＝hash(Sign(hash1))；
[0016] 其次，将hashsign和其他记录的哈希集合hashlist一起代入记录验证树验证方 法s
Verification()进行验证，并解出记录验证树保存的秘密值e(g,g) ，将其与验证 参数哈
s
希进行计算后再进行哈希计算得到秘密值哈希hash3＝hash(e(g,g)·VPHash)；
[0017] 然后进行如下验证：
[0018] 1)将hash3与秘密值哈希SHash进行对比是否一致；
[0019] 2)对多重签名进行验证是否合法；
[0020] 如果这两项都通过验证则接受删除行为，否则不接受；
[0021] 最后，将验证结果广播到区块链网络中；然后进入步骤E；
[0022] E：当删除消息被全网半数以上节点的验证通过后，将区块i″中的记录RL1从 区块中删除，并将删除消息插入到请求列表中；
[0023] F：设用户想要修改区块i″上的记录RL1；
[0024] 首先，用户对记录RL1的哈希hash1＝hash(RL1)进行签名Sign(hash1)，并对新 记录RL′1进行哈希得到hash′1＝hash(RL′1)，同时对hash′1进行签名Sign(hash′1)；
[0025] 其次，用户生成修改请求 ModifyInfo′＝{address,mod,Sign(hash1),hash′1,Sign(hash′1)}，并将修改请求发送给利益 相关方，其中address为记录地址，mod为修改标
记,Sign()表示对任意字符 进行签名计算，Sign(hash1)为hash1的签名，hash′1为RL′1的哈
希，Sign(hash′1)为hash′1的签名；
[0026] 然后利益相关方对修改请求的哈希hash2＝hash(ModifyInfo′)进行签名并发送 给签名收集方；
[0027] 最后签名收集方收集各方签名并生成修改消息 ModifyInfo＝{address,mod,Sign(hash1),hash′1,Sign(hash′1),MuSign(hash2)}，并将重新生成 的记录RL1′一起发送
到区块链网络上，其中，MuSign(hash2)表示对修改请求hash2的多重签名；然后进入步骤G；
[0028] G：首先，所有节点对修改请求中的签名信息进行哈希，生成哈希摘要 hashsign＝hash(Sign(hash1))；
[0029] 其次，将hashsign和其他记录的哈希集合hashlist一起代入记录验证树 s
Verification()，并解出记录验证树保存的秘密值e(g,g) ；
[0030] 然后，将秘密值e(g,g)s与验证参数哈希进行计算后再进行哈希计算得到秘 密值s
哈希hash3＝hash(e(g,g)·VPHash)，并进行如下验证：
[0031] 1)将hash3与秘密值哈希SHash进行对比是否一致；
[0032] 2)对新生成的记录RL1′进行哈希计算，并将计算得出的记录RL1′的哈希值 与修改消息中的哈希值hash′1进行对比是否一致；
[0033] 3)对多重签名进行验证是否合法；
[0034] 如果这三项均通过验证则接受修改行为，否则不接受；
[0035] 最后，将验证结果广播到区块链网络中；然后进入步骤H；
[0036] H：当修改消息被全网半数以上节点的验证通过后，将区块中的记录RL1从 区块中删除，将修改消息插入到请求列表中，将新记录插入新记录列表中。
[0037] 所述的步骤A包括以下步骤：
[0038] A1：初始化步骤：由授权中心进行初始化，选择一个生成元为g的q阶双 线性群然后生成系统安全参数SP：
[0039]
[0040] 其中， 是素数阶双线性群，g为生成元，q为双线性群 的阶数，e(g,g) 为双线性计算公式；
[0041] A2：生成步骤：Generate(SP,RL)，Generate(SP,RL)表示记录验证树的生成， RL表示记录集合，生成步骤由区块链节点运行；
[0042] 首先，区块链节点根据记录集合RL和构造规则构造记录验证树
[0043] 其次，为记录验证树 的每一个节点 选择一个 次多项式 其中， 代表记录验证树的节点， 为节点 的子节点数的阈值， 为节点 对应的多 项式；
[0044] 再次，随机选择秘密参数 作为记录验证树 保存的秘密值，并将秘密 参数s保存在记录验证树 的根节点R中；然后令qR(0)＝s，对于其他节点，令
[0045] 其中，qR(0)＝s表示根节点R对应的多项式在自变量为0时的因变量为s， 表示模为素数q的有限整数域， 表示节点 的父节点， 表示 节点 的索引；
[0046] 最后，设Y是记录验证树 的所有叶子节点的记录集合，计算验证树参数 VP、验证参数哈希VPHash和秘密值哈希SHash：
[0047]
[0048] VPHash＝hash(VP) (3)
[0049] SHash＝hash(VPHash·e(g,g)s) (4)
[0050] 其中，为记录验证树的叶子节点且 和 为计算验证树参数VP 的组成参数， 表示记录 对应的多项式的自变量为0时对应因变量的值， 哈希函数H()表示
将任意二进制字符映射到双线性群 表示叶子节点y 相关联记录的哈希摘要，
表示将哈希摘要 映射到双线性群
表示对于任意属于属性集Y的属性 均可以计 算得到参数 和 用于生成验证树参数
VP,hash()是一种将任意长度的消息压 缩到某一固定长度的消息摘要的函数；
[0051] 区块链节点将验证树参数VP、验证参数哈希VPHash、秘密值哈希SHash、 记录集合RL和其他区块信息一起打包生成区块，并向全网广播，区块得到确认 后存储到区块链上，
其他区块信息包括时间戳、父区块哈希和版本号；
[0052] A3：验证步骤；Verification(RL,VP)，Verification(RL,VP)表示记录验证树对记 录的验证；验证步骤由区块链节点运行；以区块的记录集合RL和验证树参数VP 作为输入，
并输出验证结果；
[0053] 在验证过程中：
[0054] 首先，由验证系统执行解密 表示解密 记录验证树以获取根节点保存的秘密值A；
[0055] 其次，从记录验证树 的叶子节点开始计算节点保存的值，并使用递归计 算上一层节点的值，通过逐层计算直至解出根节点R保存的秘密值；
[0056] 然后，计算记录验证树的根节点R的秘密值A：
[0057]
[0058] 其中，qR(0)表示根节点对应的多项式的自变量为0时的因变量的值，z表 示当前节点的子节点；
[0059] 最后，将新计算得出的秘密值哈希Shash′＝hash(A·VPHash)，对比Shash′是否 和原始的秘密值哈希Shash一致，如果一致，说明记录真实有效，如果不一致说 明区块记录
被篡改。
[0060] 所述的步骤A1中，e(g,g)为双线性计算公式，满足下述性质：
[0061] (1)双线性，对于 均存在
[0062] (2)非退化性， 使 成立， 代表 群的单位元；
[0063] (3)可计算性，存在有效的算法对 计算
[0064] 其中， 和 是素数阶双线性群， 表示模为素数q的有限整数域，整 数a属于用于双线性计算中的指数，整数b属于 用于双线性计算中的指 数，属于 用于双线
性计算中的底数，β属于 用于双线性计算中的底数。
[0065] 所述的步骤A3中，在计算根节点R的秘密值的过程中：
[0066] 对于叶子节点来说，令t为节点 对应的记录值，
[0067] 如果 则
[0068] 如果t∈RL，则
[0069]
[0070] 其中，t为节点 对应的记录值， 表示记录 对应的多项式的自变量为 0时对应因变量的值，⊥表示“无效输入”，哈希函数H(t)表示将节点 对应的 记录值t映射到双线
性群
[0071] 对于非叶子节点来说，进行从下到上逐层解密操作；对于所有属于节点 的 子节点z，调用DecryptNode(VP,z)并输出子节点z对应的秘密值Fz；Sx表示一个 由 个Fz≠⊥节
点z组成的集合；其中， 为节点 的子节点数的阈值，z表示 节点x的子节点，Fz表示节点z
对应的秘密值；
[0072] 如果不存在这样的集合，函数返回⊥，如果存在这样的集合，则根据拉格 朗日插值法计算：
[0073]
[0074] 其中， 表示节点 对应的秘密值, 表示节点 所有子节点的集合，i′表 示节点z的索引， 表示节点 对应子节点z索引组成的集合，qz(0)表示节点 z对应的多项式的自
变量为0时对应因变量的值， 表示索引为i′且集合为 时对应的拉格朗日插值法
的插值基函数，parent(z)表示节点z的父节点， index(z)表示节点z的索引，qparent(z)
(index(z))表示节点z的父节点对应的多项式 在自变量为节点z的索引时的因变量的值，
表示节点 对应的多项式的自 变量为i′时对应因变量的值。
[0075] 本发明通过构建记录验证树特有的验证方式来实现记录的编辑；然后将多 重签名引入到该发明中，当用户需要编辑记录时，利益相关方进行签名，签名 验证通过后才能
执行编辑操作，以此保证记录不能被随意编辑，从而在供应链、 物联网等场景中保护利益
相关方的利益。本发明既能够实现对区块链上的数据 进行编辑，如修改和删除，同时还能
够对使用者的数据编辑行为进行有效约束。
附图说明
[0076] 图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
[0077] 以下结合附图和实施例对本发明作以详细的描述：
[0078] 如图1所示，本发明所述的应用于区块链的数据编辑方法，包括以下步骤：
[0079] A：构建记录验证树；
[0080] 其中，记录验证树为一个二叉和三叉混合树，记录验证树共有n层，从第 1层到第n‑2层为结构树，每个结构树都是一颗三叉树，即每个节点有三个叶 子节点，结构树的每个
节点代表着阈值门；第n层和第n‑1层为信息树，每个 信息树都是一颗二叉树，即每个节点
有两个叶子节点；n为正整数；
[0081] 区块链系统为区块链中每一个记录构建一颗信息树；信息树中的一个叶子 节点存储着记录的哈希值，用于验证记录的真实性，信息树中的另一个叶子节 点存储着记录签
名的哈希值，用于验证数据编辑中修改和删除操作的合法性， 信息树中的父节点存储着或
门。
[0082] 本发明中，记录验证树不仅要验证原始记录，而且要验证修改或删除操作， 用OR连接两个哈希值，当其中一个哈希值存在时就可以通过记录验证树的验 证，以此来实现记
录的修改或删除，能够有效节省频繁修改记录带来的存储空 间占用，满足物联网、供应链
场景中用户修改记录的需求。
[0083] 自底向上，第n‑2层，每三颗信息树构成一颗结构树，每个结构树的根节 点代表着与门，从第n‑3层开始，每三颗结构树构成一颗复合结构树，每个复 合结构树的根节点代表
着与门；重复上一步操作直至只剩下一个节点，完成记 录验证树的构建；如果剩余的信息
树或结构树不足三颗时，将剩余的一颗或者 两颗信息树或结构树组成一颗结构树或复合
结构树；
[0084] 本发明中，使用与门是因为每一颗信息树代表了一个记录，使用与门连接 信息树就可以把区块中所有的记录连接起来形成一个整体，保证记录的安全。 此外，在将记录验
证树映射到多项式过程中，一个节点连接信息树越多在解密 时计算量越大。因此，为了降
低解密时多项式的计算量，结构树的子节点不超 过三个。
[0085] 本发明中，记录验证树的构建过程包括以下步骤：
[0086] A1：初始化步骤：
[0087] 由授权中心进行初始化，选择一个生成元为g的q阶双线性群 然后生 成系统安全参数SP：
[0088]
[0089] 其中， 是素数阶双线性群，g为生成元，q为双线性群 的阶数，e(g,g) 为双线性计算公式，满足下述公知性质：
[0090] (1)双线性，对于 均存在
[0091] (2)非退化性， 使 成立， 代表 群的单位元；
[0092] (3)可计算性，存在有效的算法对 计算
[0093] 其中， 和 是素数阶双线性群， 表示模为素数q的有限整数域，整 数a属于用于双线性计算中的指数，整数b属于 用于双线性计算中的指 数，属于 用于双线
性计算中的底数，β属于 用于双线性计算中的底数。 上述公知性质为本领域常规技术，在
此不再赘述。
[0094] A2：生成步骤：
[0095] Generate(SP,RL)，Generate(SP,RL)表示记录验证树的生成，RL表示记录集合， 生成步骤由区块链节点运行。
[0096] 首先，区块链节点根据记录集合RL和构造规则构造记录验证树
[0097] 其次，为记录验证树 的每一个节点 选择一个 次多项式 其中， 代表记录验证树的节点， 为节点 的子节点数的阈值， 为节点 对应的多 项式；
[0098] 再次，随机选择秘密参数 作为记录验证树 保存的秘密值，并将秘密 参数s保存在记录验证树 的根节点R中；然后令qR(0)＝s，对于其他节点，令
其中，qR(0)＝s表示根节点R对应的多项式在自变量 为0时的
因变量为s， 表示模为素数q的有限整数域， 表示节点 的 父节点，
表示节点 的索引；
[0099] 最后，设Y是记录验证树 的所有叶子节点的记录集合，计算验证树参数 VP、验证参数哈希VPHash和秘密值哈希SHash：
[0100]
[0101] VPHash＝hash(VP) (3)
[0102] SHash＝hash(VPHash·e(g,g)s) (4)
[0103] 其中，为记录验证树的叶子节点且 和 为计算验证树参数VP 的组成参数， 表示记录 对应的多项式的自变量为0时对应因变量的值， 哈希函数H()表示
将任意二进制字符映射到双线性群 表示叶子节点y 相关联记录的哈希摘要，
表示将哈希摘要 映射到双线性群
表示对于任意属于属性集Y的属性 均可以计 算得到参数 和 用于生成验证树参数
VP,hash()是一种将任意长度的消息压 缩到某一固定长度的消息摘要的函数；
[0104] 区块链节点将验证树参数VP、验证参数哈希VPHash、秘密值哈希SHash、 记录集合RL和其他区块信息一起打包生成区块，并向全网广播，区块得到确认 后存储到区块链上。
其他区块信息包括时间戳、父区块哈希和版本号，属于本 领域常规技术，在此不再赘述。
[0105] A3：验证步骤；
[0106] Verification(RL,VP)，Verification(RL,VP)表示记录验证树对记录的验证；验证 步骤由区块链节点运行；以区块的记录集合RL和验证树参数VP作为输入，并 输出验证
结果；
[0107] 在验证过程中：
[0108] 首先，由验证系统执行解密 表示解密 记录验证树以获取根节点保存的秘密值A；
[0109] 其次，从记录验证树 的叶子节点开始计算节点保存的值，并使用递归计 算上一层节点的值，通过逐层计算直至解出根节点R保存的秘密值；
[0110] 然后，计算记录验证树的根节点R的秘密值A：
[0111]
[0112] 其中，qR(0)表示根节点对应的多项式的自变量为0时的因变量的值，z表 示当前节点(此处为根节点R)的子节点；
[0113] 最后，将新计算得出的秘密值哈希Shash′＝hash(A·VPHash)，对比Shash′是否 和原始的秘密值哈希Shash一致，如果一致，说明记录真实有效，如果不一致说 明区块记录
被篡改。
[0114] 在计算根节点R的秘密值的过程中：
[0115] 对于叶子节点来说，令t为节点 对应的记录值，
[0116] 如果 则
[0117] 如果t∈RL，则
[0118]
[0119] 其中，t为节点 对应的记录值， 表示记录 对应的多项式的自变量为 0时对应因变量的值，⊥表示“无效输入”，哈希函数H(t)表示将节点 对应的 记录值t映射到双线
性群
[0120] 对于非叶子节点来说，进行从下到上逐层解密操作；对于所有属于节点 的 子节点z，调用DecryptNode(VP,z)并输出子节点z对应的秘密值Fz；Sx表示一个 由 个Fz≠⊥
节点z组成的集合；其中， 为节点 的子节点数的阈值，z表示 节点x的子节点，Fz表示节
点z对应的秘密值；
[0121] 如果不存在这样的集合，函数返回⊥，如果存在这样的集合，则根据拉格 朗日插值法计算：
[0122]
[0123] 其中， 表示节点 对应的秘密值, 表示节点 所有子节点的集合，i′表 示节点z的索引， 表示节点 对应子节点z索引组成的集合，qz(0)表示节点 z对应的多项式的自
变量为0时对应因变量的值， 表示索引为i′且集合为 时对应的拉格朗日插值法
的插值基函数，parent(z)表示节点z的父节点， index(z)表示节点z的索引，qparent(z)
(index(z))表示节点z的父节点对应的多项式 在自变量为节点z的索引时的因变量的值，
表示节点 对应的多项式的自 变量为i′时对应因变量的值，拉格朗日插值法的定义
如下：
[0124] 对于一个未知的n次多项式，如果已知该多项式的n+1个不同的点在 xi(i＝0,1,…,n)处的函数值yi(i＝0,1,…,n)(即该函数过(xi,yi)i＝0,1,…,n这n+1个点)，则 可以唯
一确定一个拉格朗日插值多项式 其中Δj(x)为插值基函数， 表达式为：
[0125]
[0126] 其中，n为多项式次方数，i表示点的编号且i＝0,1,…,n，xi为点i的横坐标， yi为点i的纵坐标，P(x)表示拉格朗日插值多项式，j表示点的编号且j＝0,1,…,n， yj表示编号
为j时对应的纵坐标值，Δj(x)为插值基函数，x表示多项式的自变 量，xj为点j的横坐标；
[0127] B：判断用户是执行记录删除操作还是记录修改操作，若执行记录删除操 作，则进入步骤C；若执行记录修改操作，则进入步骤F；
[0128] C：设用户想要删除区块i″上的记录RL1；
[0129] 首先，用户对记录RL1的哈希hash1＝hash(RL1)进行签名Sign(hash1)，并生成 删除请求DelInfo′＝{address,del,Sign(hash1)}，其中address为记录地址，del为删 除标
记,Sign()表示对任意字符进行签名计算，Sign(hash1)表示hash1的签名；
[0130] 其次，用户将删除请求发送给利益相关方；
[0131] 然后，利益相关方对删除请求的哈希hash2＝hash(DelInfo′)进行签名并发送给 签名收集方，利益相关方一般由企业的合作伙伴和政府监管部门等组成；
[0132] 最后，签名收集方收集各方的签名并生成删除消息 DelInfo＝{address,del,Sign(hash1),MuSign(hash2)}，并将删除消息DelInfo广播到区块 链网络中，其中MuSign
(hash2)表示对删除请求hash2的多重签名；然后进入步骤 D；
[0133] D：首先，所有节点对删除请求中的签名信息进行哈希，生成签名的哈希 摘要hashsign＝hash(Sign(hash1))；
[0134] 其次，将hashsign和其他记录的哈希集合hashlist一起代入记录验证树验证方 法s
Verification()进行验证，并解出记录验证树保存的秘密值e(g,g) ，将其与验证 参数哈
s
希进行计算后再进行哈希计算得到秘密值哈希hash3＝hash(e(g,g)·VPHash)；
[0135] 然后进行如下验证：
[0136] 1)将hash3与秘密值哈希SHash进行对比是否一致；
[0137] 2)对多重签名进行验证是否合法；
[0138] 如果这两项都通过验证则接受删除行为，否则不接受；
[0139] 最后，将验证结果广播到区块链网络中；然后进入步骤E；
[0140] E：当删除消息被全网半数以上节点的验证通过后，将区块i″中的记录RL1从 区块中删除，并将删除消息插入到请求列表中；
[0141] F：设用户想要修改区块i″上的记录RL1；
[0142] 首先，用户对记录RL1的哈希hash1＝hash(RL1)进行签名Sign(hash1)，并对新 记录RL′1进行哈希得到hash′1＝hash(RL′1)，同时对hash′1进行签名Sign(hash′1)；
[0143] 其次，用户生成修改请求 ModifyInfo′＝{address,mod,Sign(hash1),hash′1,Sign(hash′1)}，并将修改请求发送给利益 相关方，其中address为记录地址，mod为修改标
记,Sign()表示对任意字符 进行签名计算，Sign(hash1)为hash1的签名，hash′1为RL′1的哈
希，Sign(hash′1)为hash′1的签名；
[0144] 然后利益相关方对修改请求的哈希hash2＝hash(ModifyInfo′)进行签名并发送 给签名收集方；
[0145] 最后签名收集方收集各方签名并生成修改消息 ModifyInfo＝{address,mod,Sign(hash1),hash′1,Sign(hash′1),MuSign(hash2)}，并将重新生成 的记录RL1′一起发送
到区块链网络上，其中，MuSign(hash2)表示对修改请求hash2的多重签名；然后进入步骤G；
[0146] G：首先，所有节点对修改请求中的签名信息进行哈希，生成哈希摘要 hashsign＝hash(Sign(hash1))；
[0147] 其次，将hashsign和其他记录的哈希集合hashlist一起代入记录验证树 s
Verification()，并解出记录验证树保存的秘密值e(g,g) ；
[0148] 然后，将秘密值e(g,g)s与验证参数哈希进行计算后再进行哈希计算得到秘 密值s
哈希hash3＝hash(e(g,g)·VPHash)，并进行如下验证：
[0149] 1)将hash3与秘密值哈希SHash进行对比是否一致；
[0150] 2)对新生成的记录RL1′进行哈希计算，并将计算得出的记录RL1′的哈希值 与修改消息中的哈希值hash′1进行对比是否一致；
[0151] 3)对多重签名进行验证是否合法；
[0152] 如果这三项均通过验证则接受修改行为，否则不接受；
[0153] 最后，将验证结果广播到区块链网络中；然后进入步骤H；
[0154] H：当修改消息被全网半数以上节点的验证通过后，将区块中的记录RL1从 区块中删除，将修改消息插入到请求列表中，将新记录插入新记录列表中。
