TWI676385B - 時戳簽章系統及使用時戳簽章封包之方法 - Google Patents

Abstract

本案提供一種時戳簽章系統及使用時戳簽章封包之方法，該方法係包括：運算文件之文件雜湊值；產生包含文件雜湊值和文件時戳簽章之時戳簽章封包；以及將時戳簽章封包輸出至區塊鏈系統以進行共識演算，使時戳簽章封包寫入區塊鏈。此外，該方法更包括：自區塊鏈讀取時戳簽章封包；驗證時戳簽章封包；於時戳簽章封包之驗證結果正確時，產生包含驗證結果之驗證時戳簽章封包；以及將驗證時戳簽章封包輸出至區塊鏈系統以進行共識演算，使驗證時戳簽章封包寫入區塊鏈。本案使用區塊鏈技術建立和驗證時戳簽章，以提升文件之正確性。

Description

時戳簽章系統及使用時戳簽章封包之方法

本案係關於時戳簽章技術，詳而言之，係關於利用區塊鏈技術建立和驗證文件的時戳簽章之系統及方法。

時戳(Time Stamp)可證明一文件在一時間點即已存在，且可供驗證其內容自蓋上時戳後是否曾被人修改過。電子簽章(Digital Signature)可將一文件或交易與簽章人連結起來，簽章與文件內容的唯一性以及有效的簽章人憑證(Certificate)可確保電子簽章之不可否認性。

越來越多的法律與規範要求電子資料或文件必須有時間證明，因此，時戳已成為公鑰基礎建設(PKI)裡重要的一環，它提供不可否認性與確保未來一段長時間裡的資料正確性的驗證。此外，連結時戳與數位簽章可用來鑑識資料的完整性、即使其簽章憑證已失效，仍可長期確保文件正確性與有效性。

然而，一般裝置幾乎無法提供密碼運算與PKI驗證程序軟體，以進行時戳驗證，且時戳驗證資源系統需有公信力確認，否則難以對確保驗證系統輸出驗證結果的正確性 具有說服力。

因此，如何提出一種時戳簽證之驗證技術，即為目前極待解決之課題。

為達到前述目的及其他目的，本案揭示一種時戳簽章系統以及使用時戳簽章之方法。

本案之時戳簽章系統包括：雜湊運算模組，運算文件之一文件雜湊值；時戳簽章封包模組，產生包含該文件雜湊值和一文件時戳簽章之一時戳簽章封包；以及輸出模組，將該時戳簽章封包輸出至一區塊鏈系統以進行共識演算，以使該時戳簽章封包寫入一區塊鏈。

本案之時戳簽章系統更包括：讀取模組，自該區塊鏈讀取該時戳簽章封包；以及驗證模組，驗證該時戳簽章封包。該時戳簽章封包模組於該時戳簽章封包之驗證結果正確時，產生包含該驗證結果之一驗證時戳簽章封包，而該輸出模組將該驗證時戳簽章封包輸出至該區塊鏈系統以進行共識演算，以使該驗證時戳簽章封包寫入該區塊鏈。

該驗證模組驗證該時戳簽章封包包括：比對該時戳簽章封包中的文件雜湊值與該文件的文件雜湊值，其中，當比對結果相符時，代表該驗證結果正確。此外，該雜湊運算模組運算該時戳簽章封包之封包雜湊值，其中，該驗證時戳簽章封包更包含該封包雜湊值和一封包時戳簽章。

本案之使用時戳簽章之方法包括：運算文件之一文件雜湊值；產生包含該文件雜湊值和一文件時戳簽章之一時 戳簽章封包；以及將該時戳簽章封包輸出至一區塊鏈系統以進行共識演算，以使該時戳簽章封包寫入一區塊鏈。

本案之使用時戳簽章之方法更包括：自該區塊鏈讀取該時戳簽章封包；驗證該時戳簽章封包；於該時戳簽章封包之驗證結果正確時，產生包含該驗證結果之一驗證時戳簽章封包；以及將該驗證時戳簽章封包輸出至該區塊鏈系統以進行共識演算，以使該驗證時戳簽章封包寫入該區塊鏈。所述驗證該時戳簽章封包包括：比對該時戳簽章封包中的文件雜湊值與該文件的文件雜湊值，其中，當比對結果相符時，代表該驗證結果正確。

本案之使用時戳簽章之方法更包括：運算該時戳簽章封包之封包雜湊值，其中，該驗證時戳簽章封包更包含該封包雜湊值和一封包時戳簽章。

本案之使用時戳簽章之方法更包括：自該區塊鏈讀取該驗證時戳簽章封包；再次驗證該驗證時戳簽章封包；於該驗證時戳簽章封包之再次驗證結果正確時，產生包含該再次驗證結果之一再次驗證時戳簽章封包；以及將該再次驗證時戳簽章封包輸出至該區塊鏈系統以進行共識演算，以使該再次驗證時戳簽章封包寫入該區塊鏈。所述驗證該驗證時戳簽章封包包括：比對該驗證時戳簽章封包中的封包雜湊值與該時戳簽章封包的封包雜湊值，其中，當比對結果相符時，代表該驗證結果正確。

因此，本案將區塊鏈技術應用於時戳與簽章，即利用區塊鏈擁有資料多點散佈與不易竄改的特性，有效防止金 鑰與簽章的偽造問題。此外，本案之時戳簽章系統讀取時戳簽章封包以進行驗證，再將驗證結果寫入區塊鏈，後續使用者只要參考區塊鏈上的驗證結果，就可確認時戳簽章之正確性，進而確認文件之正確性。

2‧‧‧時戳簽章系統

3‧‧‧區塊鏈系統

21‧‧‧雜湊運算模組

22‧‧‧時戳簽章封包模組

23‧‧‧輸出模組

24‧‧‧讀取模組

25‧‧‧驗證模組

101~107、201~207、301~308‧‧‧方塊

S201~S204、S301~S305、S401~S405‧‧‧步驟

第1圖為本案之時戳簽章系統之示意圖；第2A圖為本案之使用時戳簽章之方法的建立時戳簽章之流程示意圖；第2B圖為本案之使用時戳簽章之方法之建立時戳簽章之步驟；第3A圖為本案之使用時戳簽章之方法的驗證時戳簽章之流程示意圖；第3B圖為本案之使用時戳簽章之方法之驗證時戳簽章之步驟；第4A圖為本案之使用時戳簽章之方法的再次驗證時戳簽章之流程示意圖；以及第4B圖為本案之使用時戳簽章之方法之再次驗證時戳簽章步驟。

以下藉由特定的實施例說明本案之實施方式，熟習此項技藝之人士可由本文所揭示之內容輕易地瞭解本案之其他優點及功效。本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等均僅用於配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，非用於限定本案可實施之限定條 件，故任何修飾、改變或調整，在不影響本案所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本案所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。

請參閱第1圖，其為本案之時戳簽章系統之示意圖。本案之時戳簽章系統2包括雜湊運算模組21、時戳簽章封包模組22、輸出模組23、讀取模組24和驗證模組25。

雜湊運算模組21運算一文件之一文件雜湊值。該文件可為證明文件或證照，該文件雜湊值代表該文件的正確性。時戳簽章封包模組22可為該文件提供該雜湊值之時戳簽章，即為文件時戳簽章，藉此產生包含該文件雜湊值和該文件時戳簽章之一時戳簽章封包。輸出模組23可將該時戳簽章封包輸出至區塊鏈系統3以進行或接受共識演算，致使該時戳簽章封包寫入一區塊鏈。

於區塊鏈系統3中，複數個節點之共識機制可包括工作量證明(Proof of Work，PoW)、權益證明(Proof of Stack；PoS)、或股權授權證明((Delegated Proof-of-Stake；DPos)。例如，可進行工作量證明，讓區塊鏈中的各節點有機會參與以達到公正性，並可使用多次Hash函數以及Merkle Tree，不僅節省儲存空間，更可藉由將前一個區塊的Hash值加入新區塊中，讓每個區塊環環相扣以達到不可竄改的特性。據此，該時戳簽章封包進入區塊鏈系統3中讓每個節點執行共識演算，依各共識機制的算法來決定哪個節點有權將該時戳簽章封包寫入區塊鏈上作為一個新區塊。

讀取模組24可自區塊鏈系統3的該區塊鏈讀取該時戳 簽章封包。驗證模組25驗證該時戳簽章封包，驗證的方法為：比對該時戳簽章封包中的文件雜湊值與當初運算出的該文件的文件雜湊值，當比對結果相符時，代表該驗證結果正確。於該時戳簽章封包之驗證結果正確時，時戳簽章封包模組22可產生包含該驗證結果之一驗證時戳簽章封包，而輸出模組23再將該驗證時戳簽章封包輸出至區塊鏈系統3以進行或接受共識演算，致使該驗證時戳簽章封包寫入該區塊鏈。

另外，雜湊運算模組21更可運算該時戳簽章封包之封包雜湊值，例如根據該時戳簽章封包中的該文件時戳簽章和該文件雜湊值運算出該封包雜湊值。時戳簽章封包模組22更可為該時戳簽章封包提供該封包雜湊值之時戳簽章，即封包時戳簽章，藉此產生包含該封包雜湊值和該封包時戳簽章之驗證時戳簽章封包。後續，讀取模組24可再讀取該驗證時戳簽章封包，驗證模組25可再驗證該驗證時戳簽章封包，即比對該驗證時戳簽章封包中的封包雜湊值與當初運算出的該時戳簽章封包的封包雜湊值，當比對結果相符時，代表再次驗證結果正確，時戳簽章封包模組22可再產生包括該再次驗證結果正確之再次驗證時戳簽章封包。

因此，本案之時戳簽章系統可讓證書文件加入時戳簽章機制，而不須申請憑證，除保有安全驗證程序外，再提供由發證者將驗證結果寫入區塊鏈，查證者可以參考區塊鏈的驗證結果，不必重新計算驗證程序，簡化使用時戳簽章的複雜性。

另外，本案之使用時戳簽章之方法可大致分為三個程序：(1)時戳簽章建立，(2)時戳簽章驗證，(3)時戳簽章再次驗證。

(1)時戳簽章建立：

本案將證書文件經由雜湊運算，算出雜湊值，產生時戳簽章封包，時戳簽章封包內含時戳簽章與雜湊值；區塊鏈系統中多個節點執行挖礦以依雜湊值查核簽章正確性，若區塊鏈查核正確，則節點會將時戳簽章封包寫入區塊鏈內。

(2)時戳簽章驗證：

本案可讀取區塊鏈之時戳簽章封包，驗證簽章正確性，並將時戳簽章封包、驗證結果、簽章驗證系統資訊，經由區塊鏈挖礦系統驗證後再寫入區塊鏈。

(3)區塊鏈時戳簽章再次驗證：

讀取區塊鏈之證書文件的區塊資訊(時戳簽章封包、驗證結果、簽章驗證等系統資訊)，經雜湊比對正確後，可以對此證明文件簽章，增加此證書文件的驗證數，累積越多驗證簽章，即表示得到越多的認證；時戳簽章系統再將時戳簽章封包、驗證結果、簽章驗證系統資訊，經由區塊鏈挖礦系統驗證後再寫入區塊鏈。

接著，以第2A和2B圖、第3A和3B圖、和第4A和第4B圖分別說明本案之使用時戳簽章之方法的建立時戳簽章、驗證時戳簽章、和再次驗證時戳簽章。

如第2A圖所示，使用者向本案時戳簽章系統申請建 立證明文件(方塊101)之時戳簽章。於方塊102中，證明文件經由本案時戳簽章系統算出雜湊值(方塊103)，即文件雜湊值，其可代表傳送證明文件的正確性。時戳簽章封包模組22產生時戳簽章封包(方塊105)，其內含文件雜湊值以及該文件雜湊值之時戳簽章，即文件時戳簽章，第2A圖中僅以時戳簽章和雜奏值表示。於方塊106中，區塊鏈系統中多個節點會執行共識演算法，例如採用PoW，此可視為區塊鏈系統下的挖礦系統。於方塊107中，區塊鏈系統中多個節點執行共識演算之後，多個節點中的其中一者將有權將該時戳簽章封包寫入區塊鏈系統中的區塊鏈，作為該區塊鏈上的一新區塊。

第2A圖之方塊流程可簡化顯示於第2B圖。於步驟S201中，運算文件之文件雜湊值。於步驟S202中，產生包含文件雜湊值和文件時戳簽章之時戳簽章封包。於步驟S203中，將時戳簽章封包輸出至區塊鏈系統以進行或接受共識演算。於步驟S204中，時戳簽章封包寫入區塊鏈。

如第3A圖所示，本案時戳簽章系統自區塊鏈系統的區塊鏈讀取出時戳簽章封包(方塊201)，驗證模組25比對時戳簽章封包中的文件雜湊值與當初所運算出之證明文件的文件雜湊值。於方塊204中，產生驗證結果。時戳簽章封包模組22產生時戳簽章封包(方塊205)，即驗證時戳簽章封包，其內含根據該文件雜湊值與該文件時戳簽章所運算出之封包雜湊值以及該封包雜湊值之時戳簽章，即封包時戳簽章，第3A圖中僅以時戳簽章和雜奏值表示。於方 塊206中，區塊鏈系統中多個節點會執行共識演算法，例如採用PoW，此可視為區塊鏈系統下的挖礦系統。於方塊207中，區塊鏈系統中多個節點執行共識演算之後，多個節點中的其中一者將有權將驗證時戳簽章封包寫入區塊鏈系統中的區塊鏈，作為該區塊鏈上的一新區塊。

第3A圖之方塊流程可簡化顯示於第3B圖。於步驟S301中，自區塊鏈讀取時戳簽章封包。於步驟S302中，驗證時戳簽章封包，包括比對該時戳簽章封包中的文件雜湊值與證明文件的文件雜湊值。於步驟S303中，產生包含驗證結果之驗證時戳簽章封包，其更包括根據該文件雜湊值與該文件時戳簽章所運算出之封包雜湊值和封包時戳簽章。於步驟S304中，將驗證時戳簽章封包輸出至區塊鏈系統以進行或接受共識演算。於步驟S305中，驗證時戳簽章封包寫入區塊鏈。

第4A圖顯示根據文件所產生之時戳簽章封包(內含文件雜湊值和文件時戳簽章)，經區塊鏈系統下的挖礦系統進行共識演算而寫入至區塊鏈系統的區塊鏈上之後，利用本案之時戳簽章系統進行驗證之示意說明。時戳簽章系統自區塊鏈讀出時戳簽章封包(方塊301)以進行驗證，之後產出包含驗證結果之驗證時戳簽章封包(方塊302以時戳簽章封包表示)，接著於方塊303中，區塊鏈系統中多個節點會執行共識演算法，此可視為區塊鏈系統下的挖礦系統。於方塊304中，區塊鏈系統中多個節點執行共識演算之後，多個節點中的其中一者將有權將驗證時戳簽章封包寫入區 塊鏈系統中的區塊鏈，作為該區塊鏈上的一新區塊。爾後，時戳簽章系統自區塊鏈讀出驗證時戳簽章封包(方塊304)以進行驗證，之後產出包含再次驗證結果之再次驗證時戳簽章封包(方塊306以時戳簽章封包表示)，接著於方塊307中，區塊鏈系統中多個節點會執行共識演算法，此可視為區塊鏈系統下的挖礦系統。於方塊308中，區塊鏈系統中多個節點執行共識演算之後，多個節點中的其中一者將有權將該再次驗證時戳簽章封包寫入區塊鏈系統中的區塊鏈，作為該區塊鏈上的一新區塊。

第4A圖之方塊流程可簡化顯示於第4B圖。於步驟S401中，自區塊鏈讀取驗證時戳簽章封包。於步驟S402中，再次驗證該驗證時戳簽封包，包括比對該驗證時戳簽章封包中的封包雜湊值與時戳簽章封包的封包雜湊值。於步驟S403中，產生包含驗證結果之再次驗證時戳簽章封包，其更包括根據該封包雜湊值與該封包時戳簽章所運算出之驗證封包雜湊值和驗證封包時戳簽章。於步驟S404中，將再次驗證時戳簽章封包輸出至區塊鏈系統以進行或接受共識演算。於步驟S405中，再次驗證時戳簽章封包寫入區塊鏈。

綜上所述，本案利用區塊鏈的分散式節點特性，以點對點方式將時戳簽章散佈在多點裝置的節點上，確保時戳簽章可追朔，與保存安全性。此外，時戳簽章之驗證結果寫在區塊鏈上，查證者只要查詢區塊鏈即可知道時戳簽章的正確性，不必重新簽章與進行查驗簽章的程序，節省系 統資源與簡化作業程序。再者，可追朔文件因修改，或有多份時戳簽章，經由區塊鏈紀錄，可以輕易了解文件修改時間先後順序。

上述實施例僅例示性說明本案之功效，而非用於限制本案，任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本案之精神及範疇下對上述該些實施態樣進行修飾與改變。因此本案之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

Claims (8)

1. 一種使用時戳簽章之方法，包括：運算文件之一文件雜湊值；產生包含該文件雜湊值和一文件時戳簽章之一時戳簽章封包；將該時戳簽章封包輸出至一區塊鏈系統以進行共識演算，以使該時戳簽章封包寫入一區塊鏈；自該區塊鏈讀取該時戳簽章封包；驗證該時戳簽章封包；於該時戳簽章封包之驗證結果正確時，產生包含該驗證結果之一驗證時戳簽章封包；以及將該驗證時戳簽章封包輸出至該區塊鏈系統以進行共識演算，以使該驗證時戳簽章封包寫入該區塊鏈。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，驗證該時戳簽章封包包括：比對該時戳簽章封包中的文件雜湊值與該文件的文件雜湊值，其中，當比對結果相符時，代表該驗證結果正確。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括運算該時戳簽章封包之封包雜湊值，其中，該驗證時戳簽章封包更包含該封包雜湊值和一封包時戳簽章。
4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，更包括：自該區塊鏈讀取該驗證時戳簽章封包；再次驗證該驗證時戳簽章封包；於該驗證時戳簽章封包之再次驗證結果正確時，產生包含該再次驗證結果之一再次驗證時戳簽章封包；以及將該再次驗證時戳簽章封包輸出至該區塊鏈系統以進行共識演算，以使該再次驗證時戳簽章封包寫入該區塊鏈。
5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中，驗證該驗證時戳簽章封包包括：比對該驗證時戳簽章封包中的封包雜湊值與該時戳簽章封包的封包雜湊值，其中，當比對結果相符時，代表該驗證結果正確。
6. 一種時戳簽章系統，包括：雜湊運算模組，運算文件之一文件雜湊值；時戳簽章封包模組，產生包含該文件雜湊值和一文件時戳簽章之一時戳簽章封包；輸出模組，將該時戳簽章封包輸出至一區塊鏈系統以進行共識演算，以使該時戳簽章封包寫入一區塊鏈；讀取模組，自該區塊鏈讀取該時戳簽章封包；以及驗證模組，驗證該時戳簽章封包，其中，該時戳簽章封包模組於該時戳簽章封包之驗證結果正確時，產生包含該驗證結果之一驗證時戳簽章封包，而該輸出模組將該驗證時戳簽章封包輸出至該區塊鏈系統以進行共識演算，以使該驗證時戳簽章封包寫入該區塊鏈。
7. 如申請專利範圍第6項所述之時戳簽章系統，其中，該驗證模組驗證該時戳簽章封包包含比對該時戳簽章封包中的文件雜湊值與該文件的文件雜湊值，其中，當比對結果相符時，代表該驗證結果正確。
8. 如申請專利範圍第6項所述之時戳簽章系統，其中，該雜湊運算模組運算該時戳簽章封包之封包雜湊值，其中，該驗證時戳簽章封包更包含該封包雜湊值和一封包時戳簽章。