来源：移动支付网 作者：木子剑
数金公共服务（青岛）有限公司、数字人民币（青岛）创新实验室有限公司正申请一项名为“一种数字货币的多级硬件钱包交易方法、介质及系统”的发明专利。其申请于2024年11月20日，公布于12月17日。该发明旨在解决子钱包数量较多时传统的一对一资金归集效率低下的问题。
方法包括：首先，基于央行密钥和运营机构密钥，为硬件钱包组派生业务群组母钱包密钥，用于管理子密钥的创建、吊销和有效期。然后，通过母钱包密钥派生子钱包密钥，将子钱包密钥写入硬件钱包介质中，其中，硬件钱包介质作为数字货币交易受理终端，子钱包密钥通过密钥派生函数完成派生。此外，还向硬件钱包介质中写入子硬件钱包程序,包括收款和资金向母钱包归集功能。在交易过程中，通过子钱包程序接收付款钱包发送的交易资产，验证付款钱包证书签发根证书，验证签发原始币串摘要及交易资产，完成收款交易，并将交易资产销毁，同时创建等额新币串,通过母钱包密钥公钥对等额币串进行加密锁定。最后，通过模拟退火算法计算资金归集最优解，确定需要归集的子钱包及币串列表，执行资金归集过程，过程包括发送归集初始指令、验证归集响应、发送归集确认指令、锁定币串、构造交易资产及重置归集记录。
更具体的，业务群组母钱包密钥的生成步骤包括：获取央行颁发的根密钥；通过根密钥生成运营机构银行行业密钥；基于根密钥及运营机构银行行业密钥生成业务群组母钱包密钥；将业务群组母钱包密钥存储于轨道交通核心交易系统中；建立业务群组母钱包密钥与轨道交通核心交易系统的绑定关系。
通过密钥派生函数完成密钥派生步骤包括：设置密钥派生函数的输出长度；针对每个子钱包设置不同的加密盐值；设定迭代运算次数；设定最终密钥长度；通过密钥派生函数生成子钱包密钥；将子钱包密钥与硬件钱包介质建立一一对应关系。
收款交易的步骤包括：付款钱包选择交易币串并锁定交易币串；当交易币串金额大于交易金额时创建交易资产及余额资产；使用付款钱包私钥对交易资产进行签名；使用收款子钱包公钥对签名后的交易资产进行加密；发送加密后的交易资产至子钱包。
模拟退火算法的步骤包括：设定初始温度及冷却率；随机选择子钱包中币串组合作为初始解；建立目标和与实际和的差值作为适应度函数；定义邻域结构生成候选解；根据适应度函数计算新解接受概率；通过温度下降策略进行迭代计算最优解。
资金归集过程包括：母钱包构造归集初始指令并使用私钥签名；子钱包验证归集初始指令并获取当前余额及币串哈希；子钱包使用私钥签名并发送余额信息；母钱包验证子钱包签名及证书有效期；母钱包发送归集确认指令；子钱包锁定币串并构造交易资产；母钱包验证资产信息；若资产信息有误则发送错误代码至子钱包；子钱包接收错误代码后释放资产并解锁币串；重置归集记录；若资产信息正确则将币串记录至母钱包；通知子钱包交易完成。
另外，硬件钱包程序还包括：设置安全存储模块用于记录交易流程；在安全存储模块中记录归集指令响应状态；在安全存储模块中记录币串锁定状态；在安全存储模块中记录交易资产构造状态；在安全存储模块中记录交易完成状态；根据安全存储模块中记录状态控制交易流程。
而资金归集过程中，还包括优化的归集路径和安全的通信机制，具体为：
采用改进的分层确定性路径方案进行归集路径优化，包括：将子钱包按照层级关系构建树形结构；基于贪心算法计算每个层级的最优归集顺序；通过动态规划确定跨层级的归集路径。
使用确定性密钥派生机制保护归集过程，包括：为每个钱包分配唯一的确定性密钥；基于密钥派生函数生成会话密钥；采用对称加密保护归集指令和响应数据。
该发明的背景为，在数字货币和区块链技术快速发展的当下，数字资产钱包已成为用户管理加密货币的重要工具。特别是在企业级应用场景中，大型机构通常需要管理数量庞大的子钱包，这些子钱包用于日常运营、交易和资金管理。当前市场上广泛应用的数字资产管理系统主要采用层级化钱包结构，即设置一个母钱包统一管理多个子钱包，这种架构在实际的资金归集过程中，现有技术往往采用简单的线性归集方式，即子钱包直接向母钱包转账。这种方式在子钱包数量较多时会导致区块链网络拥堵，同时产生大量不必要的交易手续费。
例如，某大型交易所日常管理超过10万个子钱包，如果采用传统的一对一归集方式，不仅效率低下，而且会显著增加运营成本。
说明书提到，与现有技术相较而言，该发明带来多项有益效果，除了通过引入模拟退火算法和分层确定性路径优化方案显著提高资金归集的效率外，还采用改进的HyperLogLog算法评估钱包间的交互强度，结合动态会话密钥生成机制，构建多层次的安全防护体系。另外，该发明设计的钱包标识符系统和交互关系图实现了钱包系统的高效管理和扩展。
事实上，该发明涉及大量的计算，说明书对此进行了介绍，此处不再展开。
据移动支付网了解，该发明专利的申请人之一数字人民币（青岛）创新实验室有限公司，于2023年4月26日正式挂牌成立，由数金公共服务（青岛）有限公司出资建设和运营。实验室的建立旨在打造一个产学研一体的数字人民币开放研发平台。
