一种基于数字货币的网络服务计费方法及系统与流程

1.本发明涉及保密通信领域，尤其涉及一种基于数字货币的网络服务计费方法及系统。


背景技术：

2.中国人民银行的数字货币d-rmb体系的核心要素为一种币、两类库和三个中心。一种币，即“d-rmb”(dc/ep)，简称d币，特指一串由央行签名的代表具体金额的加密数字串。两类库：分别是d-rmb的发行库和银行库(中央银行数字货币数据库、商业银行数字货币数据库)。数字货币在发行库中即表现为央行的数字货币基金；数字货币在银行库中即表现为商业银行的库存数字现金。三个中心：一是登记中心(记录货币产生、流通、清点核对及消亡全过程)；另外两个是认证中心，即ca认证中心(基于pki体系，对机构和用户证书进行集中管理，如cfca)和ibc认证中心【即基于标识的密码技术建立的认证中心(identity-based cryptograph)】。在登记中心可设计两张表，一为数字货币权属登记表，记录数字货币的归属，另一张为交易流水表。
3.d-rmb系统是一种分级式的体系，即由中央银行与各商业银行共建，中央银行数字货币系统是由中央银行或中央银行指定机构运行维护的用来处理关于数字货币的信息的计算机系统，其主要功能包括负责数字货币的发行与验证监测，商业银行数字货币系统是由商业银行或商业银行指定机构运行维护的用来处理关于数字货币的信息的计算机系统，其执行现有银行的有关货币的各种功能，即银行功能，主要包括从中央银行申请到数字货币后，负责直接面向社会，满足提供数字货币流通服务的各项需求。
4.现有网络服务如网络教育服务、音视频点播服务、游戏联机服务等，存在的缺陷：
5.1.现有技术中，网络服务的计费模式不够灵活：一般在开户时根据网络服务计费类型(包月或月末结账等)开始计费，包月用户还未使用网络服务就已计费，对用户来说可能造成网络服务器的闲置乃至浪费，月末结账的用户可能发现本月已发生超越预期的消费，不符合用户的要求；
6.2.现有技术中，网络服务的计费模式较为繁琐：网络服务分发和计费是二个独立的流程和二套独立的运行系统，系统搭建和业务逻辑较为复杂；
7.3.现有技术中，网络服务的计费模式不够透明：用户需要通过查询得到每次通信的计费细节，并且计费细节不够细化；
8.4.现有技术中，由于网络服务一般使用帐号密码方式鉴权，可能造成多人使用一个帐号的情况，即无法有力证明用户的身份。


技术实现要素：

9.针对相关技术中的问题，本发明提出一种，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
10.为此，本发明采用的具体技术方案如下：
11.根据本发明的一个方面，提供了一种基于数字货币的网络服务计费方法，该方法包括以下步骤：
12.s1、利用商业银行为用户端颁发数字货币；
13.s2、用户端基于数字货币为网络服务付费；
14.s3、网络服务器向中央银行数字货币系统兑换数字货币；
15.其中，所述s1中利用商业银行为用户端颁发数字货币具体包括以下步骤：
16.s11、商业银行向中央银行数字货币系统提出申请包含随机数的数字货币的请求，中央银行数字货币系统生成随机数，并对其进行签名后生成数字货币，且将数字货币发回给商业银行；
17.s12、商业银行给用户端颁发各类币值的数字货币，即对称密钥，用户端向商业银行支付等价数字货币或实体货币。
18.进一步的，所述s11中将数字货币发回给商业银行的发送方式是基于量子密钥分发的加密发送或拷贝。
19.进一步的，所述s11中数字货币由id、币值、随机数和签名构成，其中，随机数优选为量子随机数。
20.进一步的，所述s2中用户端基于数字货币为网络服务付费具体包括以下步骤：
21.s21、网络服务器对用户端提供网络服务；
22.s22、网络服务器发送计费明细到用户端；
23.s23、用户端接收计费明细并将第二组合信息发送给网络服务器；
24.s24、网络服务器验证用户端数字证书、第一签名信息及数字货币，若验证通过则信任该交易；
25.s25、网络服务器取出数字货币中的随机数，并使用随机数对会话密钥进行计算得到用户端和网络服务器之间新的会话密钥；
26.s26、网络服务器存储第二组合信息，并将成功消息发送到用户端；
27.s27、用户端收到成功消息后，删除数字货币，同时计算并存储与网络服务器之间新的会话密钥。
28.进一步的，所述s21中网络服务器对用户端提供网络服务具体包括以下步骤：
29.s211、用户端和网络服务器通过https认证协议建立会话，并得到会话密钥；
30.s212、网络服务器在会话密钥的保护下对用户端提供网络服务，并进行其他消息的通信。
31.进一步的，所述s22中网络服务器发送计费明细到用户端具体包括以下步骤：
32.s221、网络服务器通过用户端的在线时间、数据流量或者二者的结合对用户端进行计费；
33.s222、每次达到计费条件，则向用户端发送一条计费请求，其中包含计费明细。
34.进一步的，所述s23中用户端将第二组合信息发送给网络服务器具体包括以下步骤：
35.s231、用户端收到计费明细后，根据计费明细计算总费用；
36.s232、用户端随机选取一个币值等于总费用且尚未使用过的数字货币，并与当前时间，发款方id、收款方id一起组成第一组合信息；
37.s233、使用用户端的私钥对第一组合信息进行签名得到第一签名信息，并将第一组合信息、第一签名信息及用户端的证书组合成第二组合信息，且用户端将第二组合信息发送给网络服务器。
38.进一步的，所述s3中网络服务器向中央银行数字货币系统兑换数字货币具体包括以下步骤：
39.网络服务器对用户端计费完成后，兑换收到的数字货币，并将第二组合信息发送到中央银行数字货币系统，中央银行数字货币系统验证并记录交易后生成价值为总费用的数字货币，并将其发送到网络服务器，网络服务器验证并存储数字货币，交易结束。
40.进一步的，所述s3中若网络服务器没有与中央银行数字货币系统通信的方式，则可通过网络服务器的数字货币帐号所属的商业银行间接与中央银行数字货币系统通信。
41.根据本发明的另一方面，提供了一种基于数字货币的网络服务计费系统，该系统包括中央银行数字货币系统、商业银行数字货币系统及用户端，用户端存有数字证书及用户端私钥。
42.本发明的有益效果：
43.1.本发明中，网络服务的计费模式比较灵活：根据实际的网络服务消耗量来计费，且在网络服务被使用的时刻进行计费，对用户来说不会造成网络服务器的闲置乃至浪费，也不会发生超越预期的消费。
44.2.本发明中，网络服务的计费模式比较简单：网络服务和计费统一为一个独立的流程和一套独立的运行系统，系统搭建和业务逻辑较为简单；其中网络服务的会话密钥根据数字货币内的随机数相结合后不断变化，使得网络服务更加安全。
45.3.本发明中，网络服务的计费模式比较透明：网络服务分发网络主动发送计费细节给用户，用户无需通过查询得到每次通信的计费细节，并且计费细节足够细化。
46.4.本发明中，由于网络服务器需要用户提供数字货币私钥签名的交易消息来进行交易，而只有用户本人拥有数字货币私钥，因此避免了多人使用一个帐号的情况，有力证明了用户的身份。
附图说明
47.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
48.图1为份发明实施例中网络服务计费方法的流程图；
49.图2为本发明实施例中网络服务计费系统的基本结构图。
具体实施方式
50.为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
51.根据本发明的实施例，提供了一种基于数字货币的网络服务计费方法及系统。
52.现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1所示，根据本发明的一个实施例，提供了一种基于数字货币的网络服务计费方法，该方法包括以下步骤：。
53.s1、密钥颁发(利用商业银行为用户端颁发数字货币)
54.商业银行向央行提出申请包含随机数的数字货币的请求，央行生成随机数，对其进行央行签名后生成数字货币，将数字货币发回给商业银行。发送方式可以是qkd加密发送或拷贝。每个对称密钥即数字货币的数据结构如下表所示，由id、币值、随机数和签名构成。其中，随机数优选为量子随机数。
55.id币值随机数签名
56.在商业银行给用户端a颁发各类币值的数字货币即对称密钥，a向商业银行支付等价数字货币或实体货币。
57.s2、a为网络服务付费(用户端基于数字货币为网络服务付费)
58.用户端a和网络服务器s通过https认证协议建立会话，得到会话密钥ka。s在会话密钥ka的保护下对a提供网络服务，并进行其他消息的通信。
59.s通过a的在线时间、数据流量或者二者的结合对a进行计费。每次达到计费条件，例如达到预定的在线时间或者预定的流量等，则向a发送一条计费请求，包含计费明细md。
60.a收到计费明细md后，根据md计算总费用m。a随机选取一个币值等于m且尚未使用过的数字货币am，与当前时间t，发款方信息ida、收款方信息ids一起组成tx(第一组合信息)，可表示为tx＝t||ida||ids||am。用a的私钥ska对tx进行签名得到txs＝sign(tx，ska)(第一签名信息)，其中，sign(m，sk)表示使用私钥sk对m签名。将tx、txs以及a的证书certa组合成txm(第二组合信息)，可表示为txm＝tx||txs||certa。a将txm发送给s。
61.s验证数字证书、签名和数字货币，验证通过后信任该交易。
62.s取出am中的随机数amk，根据算法fks(*)，使用amk对会话密钥ka进行计算得到ka
′
＝fks(ka，amk)，将ka
′
作为a和s之间新的会话密钥。
63.s存储txm，然后将成功消息发送到a。
64.a收到成功消息后，删除数字货币，计算并存储ka
′
＝fks(ka，amk)作为与s之间新的会话密钥。
65.s3、s兑换数字货币(网络服务器向中央银行数字货币系统兑换数字货币)
66.计费完成后，网络服务器兑换收到的数字货币。网路服务s将txm发送到央行，央行验证并记录交易后生成价值为m的数字货币，发送到s，s验证并存储数字货币，交易结束。如s没有与央行通信的方式，则可通过s的数字货币帐号所属的商业银行间接与央行通信。
67.根据本发明的另一个方面，如图2所示，提供了一种基于数字货币的网络服务计费系统，该系统由中央银行数字货币系统、商业银行数字货币系统(在实际中可以是多个商业银行数字货币系统)以及用户端组成。将用户端记为a，网络服务器记为s。
68.a存有数字证书certa及其私钥ska。
69.综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明中，网络服务的计费模式比较灵活：根据实际的网络服务消耗量来计费，且在网络服务被使用的时刻进行计费，对用户来说不会造成网络服务器的闲置乃至浪费，也不会发生超越预期的消费；本发明中，网络服务的计费模式比较简单：网络服务和计费统一为一个独立的流程和一套独立的运行系统，系统
搭建和业务逻辑较为简单；其中网络服务的会话密钥根据数字货币内的随机数相结合后不断变化，使得网络服务更加安全；本发明中，网络服务的计费模式比较透明：网络服务分发网络主动发送计费细节给用户，用户无需通过查询得到每次通信的计费细节，并且计费细节足够细化；本发明中，由于网络服务器需要用户提供数字货币私钥签名的交易消息来进行交易，而只有用户本人拥有数字货币私钥，因此避免了多人使用一个帐号的情况，有力证明了用户的身份。
70.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
71.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种基于数字货币的网络服务计费方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：s1、利用商业银行为用户端颁发数字货币；s2、用户端基于数字货币为网络服务付费；s3、网络服务器向中央银行数字货币系统兑换数字货币；其中，所述s1中利用商业银行为用户端颁发数字货币具体包括以下步骤：s11、商业银行向中央银行数字货币系统提出申请包含随机数的数字货币的请求，中央银行数字货币系统生成随机数，并对其进行签名后生成数字货币，且将数字货币发回给商业银行；s12、商业银行给用户端颁发各类币值的数字货币，即对称密钥，用户端向商业银行支付等价数字货币或实体货币。2.根据权利要求1所述的一种基于数字货币的网络服务计费方法，其特征在于，所述s11中将数字货币发回给商业银行的发送方式是基于量子密钥分发的加密发送或拷贝。3.根据权利要求1所述的一种基于数字货币的网络服务计费方法，其特征在于，所述s11中数字货币由id、币值、随机数和签名构成，其中，随机数优选为量子随机数。4.根据权利要求1所述的一种基于数字货币的网络服务计费方法，其特征在于，所述s2中用户端基于数字货币为网络服务付费具体包括以下步骤：s21、网络服务器对用户端提供网络服务；s22、网络服务器发送计费明细到用户端；s23、用户端接收计费明细并将第二组合信息发送给网络服务器；s24、网络服务器验证用户端数字证书、第一签名信息及数字货币，若验证通过则信任该交易；s25、网络服务器取出数字货币中的随机数，并使用随机数对会话密钥进行计算得到用户端和网络服务器之间新的会话密钥；s26、网络服务器存储第二组合信息，并将成功消息发送到用户端；s27、用户端收到成功消息后，删除数字货币，同时计算并存储与网络服务器之间新的会话密钥。5.根据权利要求4所述的一种基于数字货币的网络服务计费方法，其特征在于，所述s21中网络服务器对用户端提供网络服务具体包括以下步骤：s211、用户端和网络服务器通过https认证协议建立会话，并得到会话密钥；s212、网络服务器在会话密钥的保护下对用户端提供网络服务，并进行其他消息的通信。6.根据权利要求5所述的一种基于数字货币的网络服务计费方法，其特征在于，所述s22中网络服务器发送计费明细到用户端具体包括以下步骤：s221、网络服务器通过用户端的在线时间、数据流量或者二者的结合对用户端进行计费；s222、每次达到计费条件，则向用户端发送一条计费请求，其中包含计费明细。7.根据权利要求6所述的一种基于数字货币的网络服务计费方法，其特征在于，所述s23中用户端将第二组合信息发送给网络服务器具体包括以下步骤：s231、用户端收到计费明细后，根据计费明细计算总费用；
s232、用户端随机选取一个币值等于总费用且尚未使用过的数字货币，并与当前时间，发款方id、收款方id一起组成第一组合信息；s233、使用用户端的私钥对第一组合信息进行签名得到第一签名信息，并将第一组合信息、第一签名信息及用户端的证书组合成第二组合信息，且用户端将第二组合信息发送给网络服务器。8.根据权利要求1所述的一种基于数字货币的网络服务计费方法，其特征在于，所述s3中网络服务器向中央银行数字货币系统兑换数字货币具体包括以下步骤：网络服务器对用户端计费完成后，兑换收到的数字货币，并将第二组合信息发送到中央银行数字货币系统，中央银行数字货币系统验证并记录交易后生成价值为总费用的数字货币，并将其发送到网络服务器，网络服务器验证并存储数字货币，交易结束。9.根据权利要求8所述的一种基于数字货币的网络服务计费方法，其特征在于，所述s3中若网络服务器没有与中央银行数字货币系统通信的方式，则可通过网络服务器的数字货币帐号所属的商业银行间接与中央银行数字货币系统通信。10.一种基于数字货币的网络服务计费系统，用以实现权利要求1-8中任一项所述的一种基于数字货币的网络服务计费方法的步骤，其特征在于，该系统包括中央银行数字货币系统、商业银行数字货币系统及用户端，用户端存有数字证书及用户端私钥。

技术总结
本发明公开了一种基于数字货币的网络服务计费方法及系统，该方法包括以下步骤：利用商业银行为用户端颁发数字货币；用户端基于数字货币为网络服务付费；网络服务器向中央银行数字货币系统兑换数字货币。有益效果：本发明中的网络服务的计费模式比较灵活；本发明中的网络服务的计费模式比较简单；本发明中的网络服务的计费模式比较透明；本发明可以有力证明用户的身份。用户的身份。用户的身份。


技术研发人员：富尧 钟一民 杨羽成
受保护的技术使用者：南京如般量子科技有限公司
技术研发日：2020.11.23
技术公布日：2022/5/25