面向数字货币的区块链隐私保护研究

发布时间：2020-04-08 01:04

【摘要】：区块链技术的发展日新月异,隐私保护的重要性持续提升。为了能够使区块链中分散的各个节点达成共识,从而有效地验证交易,区块链中的全部交易数据都必须公开,使得所有节点都能够访问,因此容易导致隐私泄露。另一方面,相关数据的隐藏又会增加区块链节点在验证交易时的计算负担。所以,研究如何保证在隐藏了交易数据的情况下,其他节点仍然能够判断交易的合法性,就具有较大的挑战。基于区块链的数字货币应用面临着严重的隐私泄露风险,只有解决了区块链数字货币交易的隐私泄露问题,实现严格的隐私保护,才能使区块链数字货币得到广泛使用,从而才能将区块链技术运用到其它领域。针对区块链上的交易隐私泄露问题,本文对面向数字货币的区块链隐私保护展开了相关研究,主要完成的工作和创新点包括:(1)提出了一个新的基于椭圆曲线密码体制(ECC)的关联环签名方案,并在随机预言机模型下证明了该方案的安全性。该方案满足正确性、匿名性、不可伪造性和关联性。它可以用于区块链数字货币的匿名交易,保护交易双方的身份隐私,还能利用关联性检测区块链数字货币的重复花费。(2)给出了一个具体的基于区块链的数字货币匿名交易方案,交易过程确保了交易双方的匿名性。基于本文提出的关联环签名算法,该交易方案保证了交易发起方的匿名性,并能够利用其关联性检测区块链数字货币的重复花费。交易发起方通过交易接收方的公钥信息生成一个虚拟的中间地址,隐藏了交易接收方的真实地址,以此来保证交易接收方的匿名性。交易发起方生成一个支付凭证,用来防止交易接收方对交易事实的抵赖。本方案还引入了一个代理商,帮助交易接收方减轻计算负担。最后给出了本方案的安全性分析。
【图文】：

很大程度减少了数据的传输量和计算资源的消耗。区块链的各个节点验证交易是否存在或是否合法时，只需验证 Merkle 树的根值即可。2)链式结构中本聪在 2009 年 1 月 4 日创建了创世区块，即区块链中的第一个区块，它标志着比特币的诞生，是数字货币的新纪元[45]。除了创世区块以外，每一个区块中都包含前一区块的地址，它们前后依次链接，，就形成了区块链的链式结构。区块链就像岩层一样，时间越久远，堆压在下面的东西就越稳定，越难改变。但是由于区块的连续性，即使再久远的数据都可以追根溯源。

分叉图,分叉,区块

块链在全网中始终保持着一条起始于创世区块的最长的区块链[46]。由于大后地进行挖矿操作，当同一时间点产生了多个区块，要增加新区块到主链上会发生“分叉”现象。因为区块链最终只会保留一条最长的链，因此区块链“不容忽视的。考虑最简单的“Y 形分叉”，出现这种现象的原因是两个矿工矿成功，从而产生了两个新区块，这时主链上就会出现两个分支，如图 2分叉”问题的办法就是，继续等待后续区块的生成，最终保留累计工作量证长度最长）的分支，丢弃另一个分支。实际上，“分叉”现象只是暂时的，块链必定是全网唯一确定的最长链。所以，当区块链“分叉”时，矿工们“站重要的，他们将通过计算和比较来决定将在哪一个分支的后面继续进行挖矿己挖矿所得的新区块尽可能不被丢弃，即不做无用功。
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：D923;TP309;TP311.13

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