区块链交易数据隐私保护研究与实现

发布时间：2025-05-13 03:32

　　区块链是一种共享的数字化公共帐本,一旦记录和验证交易,就无法更改。由于大多数区块链节点都保留了账本的副本,所以区块链在带来去中心化的好处的同时也带来了隐私泄露问题。本文针对区块链交易数据的隐私问题进行研究,主要工作有以下几点:针对区块链交易地址隐私保护问题,本文基于Xim混币的方案提出一种改进混币方案,并且开发一个具有该混币功能的钱包应用程序。改进方案的匹配和混合过程均没有中心化第三方参与,匹配过程:利用匿名广告的方式寻找多个有意愿混币的用户混合固定金额;混合过程:通过洗牌的操作打乱输入和输出地址之间的联系。所有的混币用户检查输入输出地址集合是否包含自己的地址后对该笔交易进行签名,当所有混币用户都签名后发送到区块链网络。安全性和实验测试结果分析表明,改进方案减少了混币时间,解决了 Xim方案存在的时间攻击以及推理攻击等安全问题。针对区块链交易的隐私保护问题,本文主要利用了零知识证明技术设计隐私保护方案。该方案主要使用向量Pedersen承诺的Bulletproof零知识证明技术,并且结合椭圆曲线快速实现多标量乘的方法对零知识证明生成和验证证明的速度进行优化。实验测试标量乘算法结果表明标量...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 中心化混币
        1.2.2 去中心化混币
        1.2.3 密码数字货币
    1.3 本文研究内容
2 区块链基础知识
    2.1 区块链结构
        2.1.1 区块链交易
        2.1.2 区块
        2.1.3 区块链钱包
    2.2 密码学基础
        2.2.1 Hash算法与Hash指针链
        2.2.2 公钥密码算法
        2.2.3 椭圆曲线签名与验证
        2.2.4 零知识证明
    2.3 数学知识
        2.3.1 伽罗华域
        2.3.2 椭圆曲线上的群操作
        2.3.3 椭圆曲线离散对数问题
    2.4 交易隐私
    2.5 本章小结
3 混币方案研究与改进
    3.1 中心化混币方案的分析
        3.1.1 中心化混币方案
        3.1.2 中心化混币方案对比
    3.2 去中心化混币方案的分析
        3.2.1 去中心化的混币方案
        3.2.2 去中心化的混币方案对比
    3.3 基于Xim的改进方案
        3.3.1 Xim混币方案概述
        3.3.2 基于Xim的改进方案
    3.4 分析与对比
    3.5 实验仿真
    3.6 本章小结
4 交易数据隐私保护
    4.1 承诺方案概述
        4.1.1 椭圆曲线形式的Pedersen承诺
        4.1.2 向量Pedersen承诺
    4.2 Bulletproof交易数据保护方案
        4.2.1 Bulletproof证明生成
        4.2.2 Bulletproof范围证明
    4.3 方案设计
        4.3.1 方案实现
        4.3.2 隐私性分析
        4.3.3 安全性分析
    4.4 基于椭圆曲线的优化方案
    4.5 相关仿真
        4.5.1 实现环境
        4.5.2 仿真结果分析
    4.6 本章小结
5 总结与展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集



本文编号：4045675