[發明專利]比特幣兼容的支持鏈下交易的安全混幣處理方法及系統

在審

• 申請號: 202011129623.0
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112418834A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 謝皓萌;閆崢;費書凡
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06Q20/06
• 分類號: G06Q20/06;G06Q20/38;G06Q20/42
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發明屬于計算機應用技術領域，公開了一種與比特幣兼容的支持鏈下交易的安全混幣處理方法及系統。通過混幣服務器，將一段時間內比特幣發送者和接受者的地址進行混淆，使分析人員不能分辨發送者和接受者之間的聯系。本發明在增強比特幣匿名性的同時，提高了混幣處理方法的安全性。本發明實現了抗DoS攻擊：有效阻止惡意用戶重復加入然后退出此協議，惡意占用匿名服務器的比特幣資源。本發明實現了抗Sybil攻擊：有效阻止惡意用戶通過創建多個假名加入協議，減少真實用戶在匿名集中的占比，降低分析目標用戶的匿名性的難度。本發明實現了抗共謀攻擊，從而有效阻止了惡意用戶間共謀來侵害第三方的利益。本協議支持鏈下支付，有利于比特幣的可擴展性。

技術領域

本發明屬于計算機應用技術領域，公開了一種與比特幣兼容的支持鏈下交 易的安全混幣處理方法及系統。

背景技術

目前：比特幣(BTC)是由Satoshi Nakamoto在2008年創建的新型分布式 數字貨幣，它深刻地影響了金融業和整個社會。在比特幣大受歡迎的背后，匿 名性(不可連接性)是其最吸引人的功能之一。比特幣的匿名性主要依靠假名 機制，從理論上切斷了付款人與收款人真實身份之間的聯系，從而保護了交易 的隱私性。此外，付款人和收款人可以不時地更改他們的假名來偽裝他們的身 份。然而，越來越多的研究表明，比特幣實際的匿名性比本發明想象的要弱得 多。比特幣區塊鏈是一種公開賬本，它存儲了所有表明資金從付款人到收款人 之間流動的交易，并可能披露其假名之間的關聯。一旦一個假名與其真實身份相關聯，所有相關的假名和交易都可能與該方相關聯，從而導致匿名化的失效。 混幣處理方法使比特幣系統中的一方(混幣服務器)，負責從一組付款人接收比 特幣，然后在重新發送比特幣給最終收款人之前混淆交易各方之間的關系。這 樣，比特幣分析人員就不能根據公共賬本中的一系列交易推斷出收款人和實際 付款人之間的聯系。關鍵的是，一個混幣處理方法應該被證明是足夠安全的， 即使是混幣服務器也沒有能力分析所有相關交易的匿名性?；鞄盘幚矸椒ㄔ诒?特幣中面臨的最大的挑戰之一是兼容性。因此，本發明首先來概述一下比特幣 是如何工作的。

交易：比特幣的交易記錄了資金從原始交易T_origin到履行交易T_fulfill的轉 移。原始交易中的贖回條件規定了使用此交易中的比特幣必須滿足的條件。履 行交易需要提供滿足原始交易中贖回條件的腳本數據，才會導致比特幣從原始 交易轉移到履行交易。此過程會耗費一定數額的交易費(T_tran)用于獎勵礦工將 交易確認在區塊鏈上。每個交易可以包括多個輸入和多個輸出，每個輸出是相 互獨立的，其中的金額可以轉移到一個單獨的履行交易。原始交易的一個輸出 中的資金只能轉移到履行交易的一個輸入中。

當前比特幣交易中常用的贖回條件：哈希條件(h(a))：此條件規定了履行 交易必須揭露哈希值h(a)的原像，才能將原始交易中的比特幣進行轉移。

時間條件(T)：直到時間T過期后，在原始交易中的比特幣才能被轉移。

簽名條件(X)：此條件規定了履行交易必須由特定的用戶X使用Secp256橢 圓曲線并利用橢圓曲線簽名算法(ECDSA)進行簽名，才能將原始交易中的比特 幣進行轉移。

哈希時間條件(h(a)∨T)：原始交易中擁有一個哈希條件和一個時間條件， 規定了一方可以通過揭露哈希值h(a)的原像在時間T過期之前取走比特幣，或者 在時間時間T過期后將比特幣歸還給另一方。