[發明專利]一種基于動態地址的區塊鏈交易篩選方法

在審

• 申請號: 202110784614.3
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113660088A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 祝烈煌;高峰;張子劍;曹昊天;劉邵元;袁祥博
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L9/08;G06Q40/04;G06Q20/06;G06F21/62
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 張利萍

本發明涉及一種基于動態地址的區塊鏈交易篩選方法，屬于區塊鏈隱私保護技術領域。本方法生成的特殊地址與普通區塊鏈地址具有算法層面的不可區分性，在沒有秘鑰的情況下，即使敵手掌握了地址生成協議，也無法區分特殊地址和普通地址。本方法無需遍歷所有交易，接收方只需要對區塊進行遍歷，然后即可利用區塊鏈系統自帶的根據地址查詢交易的API篩選出特殊交易。特殊地址的生成過程采用HMAC、ECDSA等密碼技術，敵手要想破解特殊地址需要解決橢圓曲線難題，即預共享密鑰的安全性和比特幣私鑰的安全性一致。本方法無需修改區塊鏈底層協議，只需要調用區塊鏈系統的API即可實現。

技術領域

本發明涉及一種基于動態地址的區塊鏈交易篩選方法，兼具隱蔽性和高效性，屬于區塊鏈隱私保護技術領域。

背景技術

區塊鏈技術具有降低信任成本、提高交互效率的優勢，具有廣泛的應用前景。然而，區塊鏈技術在走向實用的過程中，面臨著隱私保護的嚴重挑戰。由于區塊鏈系統采用數據公開、透明存儲的策略，任意節點都能夠獲取區塊鏈系統上的全部數據，將不可避免的導致數據泄漏，危害用戶隱私安全。例如，當區塊鏈技術應用在支付領域時，攻擊者通過分析全部的賬本信息，能夠依據支付習慣對所有用戶進行分類標記，進行廣告、欺詐等惡意活動。

區塊鏈交易篩選機制與區塊鏈隱私保護密切相關。在區塊鏈系統中，所有用戶的數據都無差別的存儲在同一個賬本中，為了使用戶能夠從海量賬本數據中找到屬于自己的交易數據，必須設計交易篩選機制。典型的方案是：采用區塊鏈地址作為篩選交易的標簽，發送方將接收方的區塊鏈地址作為待發送區塊鏈交易的輸出地址，接收方通過遍歷區塊鏈賬本中的每一條交易，找出輸出地址中有自己的區塊鏈地址的交易。這種方法簡單高效，能夠滿足快速篩選交易的需求，但是面臨著數據泄露的風險。由于區塊鏈系統中所有鏈上數據都是公開透明的，攻擊者可以根據每個區塊鏈地址的交易特征進行身份畫像，推測匿名地址背后的身份信息。

現有的區塊鏈交易篩選機制不能有效保護用戶隱私。為了避免采用固定區塊鏈地址作為標簽導致的身份特征聚集的問題，比特幣開發者建議用戶在使用比特幣時采用“一次一密”的策略，即每個區塊鏈地址只使用一次。這種方案要求用戶頻繁更換區塊鏈地址，顯著提高了秘鑰保管(每一個區塊鏈地址對應一個獨立的秘鑰)的負擔，容易造成秘鑰丟失問題。門羅幣采用基于密碼算法的混淆地址機制，能夠在不增加用戶秘鑰管理負擔的情況下實現“一次一密”策略，滿足隱蔽性需求。但是，這種方法要求接收方對每個交易進行逐個計算檢測，篩選效率較低。而且，這種方案需要對區塊鏈系統的底層協議進行改進，無法適用在比特幣、以太坊等典型區塊鏈系統。

現有技術中，通常采用以下幾種方式來改進區塊鏈交易篩選的隱蔽性。

第一種方法為手動更換區塊鏈地址。該方法采用區塊鏈地址作為篩選交易的標簽。在每次發送交易之前，接收方給發送方提供一個新的區塊鏈地址。發送交易時，發送方使用此地址作為新交易的輸出地址。篩選交易時，接收方對區塊鏈賬本中的交易進行逐個檢測，當交易的輸出地址中包含事前協商的區塊鏈地址時，就被認為是屬于自己的交易。

但是，該方法實用性差。在每次交易之前發送方和接收方都需要協商一個新的區塊鏈地址，將顯著增加雙方的溝通負擔。此外，頻繁更換地址將顯著增加接收方秘鑰管理的工作量，增加秘鑰丟失的風險。

第二種方法為基于特定字符串的動態標簽機制。該方法采用特殊的字符串作為篩選交易的標簽。發送方和接收方事先協商一個特定的字符串。發送交易時，發送方在交易的某個參數中嵌入特定字符串。篩選交易時，接收方對區塊鏈賬本中的交易進行逐個檢測，當交易中的參數包含特定字符串時，就被認為是屬于自己的交易。

但是，該方法隱蔽性低。由于區塊鏈賬本是公開存儲的，賬本中嵌入的任何特定字符串都很容易被檢測。即使采用動態字符串策略，攻擊者也可以通過統計交易中的數據特征，輕易的篩選出包含特殊字符串的交易。