论文部分内容阅读
随着新一代数字货币——比特币的兴起,其底层支撑技术区块链也受到社会的关注,并被认为是信息互联网向价值互联网转换的基石。但是区块链技术体系依赖于全局账本的公开透明化,为了达成各个参与方的共识,必须要满足所有参与方都能查看及验证其他参与方的交易数据,共同维护全局账本,这就引发了交易隐私泄露问题。因此,交易隐私保护研究成为当前区块链技术研究的重要方向。本文在对与区块链密切相关的密码学算法以及现有隐私保护方案分析的基础上,提出一种基于Paillier同态加密的区块链交易隐私保护方案,并将其应用于经典的区块链平台以太坊中。本文的主要工作如下:(1)设计了基于Paillier同态加密的以太坊隐秘交易方案。本文通过对现有区块链交易隐私保护方案和经典同态加密算法的研究分析,设计了基于Paillier同态加密的以太坊隐秘交易方案。根据以太坊账户模型的特点,设计了金额隐藏方案;基于密文交易合法性验证原理,设计了交易验证方案;并可以对交易完成后的账户余额进行更新。(2)设计并实现了基于Paillier同态加密的以太坊隐秘交易系统。根据设计的隐秘交易方案,构造了隐秘交易结构体与隐秘交易验证规则,设计并实现了基于Paillier同态加密的以太坊隐秘交易系统,主要包括交易发起模块的设计与实现、交易验证模块的设计与实现以及更新账户余额模块的设计与实现。(3)测试了基于Paillier同态加密的以太坊隐秘交易系统。对基于Paillier算法的以太坊隐秘交易系统进行了隐秘交易有效性的功能测试,测试结果表明本文所设计实现的方案在以太坊中能够实现用户交易隐私的保护。与当前隐私保护效果最佳的Zcash区块链相比,测试结果表明,本文所设计实现的方案表现出更好的交易存储性能和更高的算法效率。