發(fā)布時(shí)間：2020-04-08 01:04

【摘要】：區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展日新月異,隱私保護(hù)的重要性持續(xù)提升。為了能夠使區(qū)塊鏈中分散的各個(gè)節(jié)點(diǎn)達(dá)成共識(shí),從而有效地驗(yàn)證交易,區(qū)塊鏈中的全部交易數(shù)據(jù)都必須公開,使得所有節(jié)點(diǎn)都能夠訪問,因此容易導(dǎo)致隱私泄露。另一方面,相關(guān)數(shù)據(jù)的隱藏又會(huì)增加區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)在驗(yàn)證交易時(shí)的計(jì)算負(fù)擔(dān)。所以,研究如何保證在隱藏了交易數(shù)據(jù)的情況下,其他節(jié)點(diǎn)仍然能夠判斷交易的合法性,就具有較大的挑戰(zhàn)。基于區(qū)塊鏈的數(shù)字貨幣應(yīng)用面臨著嚴(yán)重的隱私泄露風(fēng)險(xiǎn),只有解決了區(qū)塊鏈數(shù)字貨幣交易的隱私泄露問題,實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的隱私保護(hù),才能使區(qū)塊鏈數(shù)字貨幣得到廣泛使用,從而才能將區(qū)塊鏈技術(shù)運(yùn)用到其它領(lǐng)域。針對(duì)區(qū)塊鏈上的交易隱私泄露問題,本文對(duì)面向數(shù)字貨幣的區(qū)塊鏈隱私保護(hù)展開了相關(guān)研究,主要完成的工作和創(chuàng)新點(diǎn)包括:(1)提出了一個(gè)新的基于橢圓曲線密碼體制(ECC)的關(guān)聯(lián)環(huán)簽名方案,并在隨機(jī)預(yù)言機(jī)模型下證明了該方案的安全性。該方案滿足正確性、匿名性、不可偽造性和關(guān)聯(lián)性。它可以用于區(qū)塊鏈數(shù)字貨幣的匿名交易,保護(hù)交易雙方的身份隱私,還能利用關(guān)聯(lián)性檢測(cè)區(qū)塊鏈數(shù)字貨幣的重復(fù)花費(fèi)。(2)給出了一個(gè)具體的基于區(qū)塊鏈的數(shù)字貨幣匿名交易方案,交易過程確保了交易雙方的匿名性。基于本文提出的關(guān)聯(lián)環(huán)簽名算法,該交易方案保證了交易發(fā)起方的匿名性,并能夠利用其關(guān)聯(lián)性檢測(cè)區(qū)塊鏈數(shù)字貨幣的重復(fù)花費(fèi)。交易發(fā)起方通過交易接收方的公鑰信息生成一個(gè)虛擬的中間地址,隱藏了交易接收方的真實(shí)地址,以此來保證交易接收方的匿名性。交易發(fā)起方生成一個(gè)支付憑證,用來防止交易接收方對(duì)交易事實(shí)的抵賴。本方案還引入了一個(gè)代理商,幫助交易接收方減輕計(jì)算負(fù)擔(dān)。最后給出了本方案的安全性分析。
【圖文】：

很大程度減少了數(shù)據(jù)的傳輸量和計(jì)算資源的消耗。區(qū)塊鏈的各個(gè)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證交易是否存在或是否合法時(shí)，只需驗(yàn)證 Merkle 樹的根值即可。2)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)中本聰在 2009 年 1 月 4 日創(chuàng)建了創(chuàng)世區(qū)塊，即區(qū)塊鏈中的第一個(gè)區(qū)塊，它標(biāo)志著比特幣的誕生，是數(shù)字貨幣的新紀(jì)元[45]。除了創(chuàng)世區(qū)塊以外，每一個(gè)區(qū)塊中都包含前一區(qū)塊的地址，它們前后依次鏈接，，就形成了區(qū)塊鏈的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。區(qū)塊鏈就像巖層一樣，時(shí)間越久遠(yuǎn)，堆壓在下面的東西就越穩(wěn)定，越難改變。但是由于區(qū)塊的連續(xù)性，即使再久遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)都可以追根溯源。

塊鏈在全網(wǎng)中始終保持著一條起始于創(chuàng)世區(qū)塊的最長(zhǎng)的區(qū)塊鏈[46]。由于大后地進(jìn)行挖礦操作，當(dāng)同一時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生了多個(gè)區(qū)塊，要增加新區(qū)塊到主鏈上會(huì)發(fā)生“分叉”現(xiàn)象。因?yàn)閰^(qū)塊鏈最終只會(huì)保留一條最長(zhǎng)的鏈，因此區(qū)塊鏈“不容忽視的。考慮最簡(jiǎn)單的“Y 形分叉”，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是兩個(gè)礦工礦成功，從而產(chǎn)生了兩個(gè)新區(qū)塊，這時(shí)主鏈上就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)分支，如圖 2分叉”問題的辦法就是，繼續(xù)等待后續(xù)區(qū)塊的生成，最終保留累計(jì)工作量證長(zhǎng)度最長(zhǎng)）的分支，丟棄另一個(gè)分支。實(shí)際上，“分叉”現(xiàn)象只是暫時(shí)的，塊鏈必定是全網(wǎng)唯一確定的最長(zhǎng)鏈。所以，當(dāng)區(qū)塊鏈“分叉”時(shí)，礦工們“站重要的，他們將通過計(jì)算和比較來決定將在哪一個(gè)分支的后面繼續(xù)進(jìn)行挖礦己挖礦所得的新區(qū)塊盡可能不被丟棄，即不做無用功。
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：D923;TP309;TP311.13

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2618653