用于交易隐私保护和监管的比特币混合机制研究

【摘要】 比特币是第一个被广泛使用的加密数字货币，也是第一个区块链应用。 近年来比特币大学，它以其匿名性、跨境交易速度快、交易可靠性高、不可篡改和去中心化等特点成为用户和商家使用的一种支付方式，一些国家甚至确认了比特币的合法地位。 但其交易数据在区块链中完全公开，任何用户都可以获得所有交易数据，这就带来了合法交易（用户资金总量、资金流向、交易行为）的隐私泄露。 同时，要对不法分子利用比特币实施违法犯罪活动的非法交易进行有效监管。 因此，比特币交易隐私成为国内外研究的热点。 本文总结了现有比特币交易隐私保护方法存在的兼容性差、防护薄弱、非法交易监管缺失等不足。 针对上述问题，设计了一种新的挖矿方法，并证明了现有方法的局限性。 然后提出隐私保护方案，达到隐私保护和监管的目的。 本文的创新点主要有两个方面：（1）针对交易地址隐私挖掘，提出了一种新的地址聚类分析方法，既可以实现非混币交易的地址聚类，又支持共享并为交易发送混合货币地址集群。 该方法利用了共享币混币协议的缺陷比特币大学，可以从大量交易记录中识别出共享发送交易，并将其反向分解为非混币交易。 基于真实比特币交易数据的实验结果表明，目前比特币交易份额和发送交易占比约为2.6%； 本文提出的地址聚类分析方法与现有方法相比，准确率提高了约40.94%。 (2) 针对比特币交易的隐私保护，提出了一种基于双线性部分盲签名和隐身地址的中心化混币方案，既可以保护用户的交易隐私，又可以支持受信机构实施交易监管。 为解决用户交易隐私问题，本方案通过在现有比特币系统中加入混币服务节点，隐藏用户交易公开地址与实际使用地址之间的关系，实现交易输入输出的不可链接性。 该方案通过设定一系列固定金额来实现对交易金额的保护。 使用改进的隐私地址技术，实现对收款人地址的保护。 为加强对比特币的监管，引入第三方机构实现用户和混币服务节点的身份认证。 理论分析证明了该方案的隐私保护效果； 实验结果表明，该方案在身份认证和盲签名方面比现有的基于RSA的混币方案快近10倍。