区块链隐私关键技术研究.pdf
本文主要研究了区块链隐私保护技术，着重探讨了基于区块链的可验证计算、区块链数据隐私、区块链交易金额隐私等问题。
**研究内容与创新点：**
1. **基于区块链的可验证计算：** 针对区块链通信轮数多、平台效率低下的问题，提出了三个一轮通信可验证密码方案，分别是：
* **NVHSS (一轮通信可验证一阶乘法同态秘密分享)：** 分发者将秘密分发给分片持有者，公开验证密钥。分片持有者利用验证密钥验证分发者及分片的可信性，并执行一阶乘法同态计算。
* **NVFHSS (一轮通信可验证全同态秘密分享)：** 在 NVHSS 的基础上改进，支持分片持有者执行任意阶的同态乘法，降低验证密钥长度，提升了效率。
* **AntNest (一轮通信安全多方计算)：** 将 NVFHSS 算法应用于安全多方计算，解决了多方安全计算中通信轮数多的问题。
2. **区块链数据隐私：** 针对现有区块链应用中数据隐私泄露和难以支持同态计算的问题，提出了一个去中心化外包计算机制 (DOC)。该机制利用 NVHSS 和 NVFHSS 算法，在保证数据隐私的前提下，允许去中心化节点提供可验证的外包计算服务，降低用户和服务器的负担。
3. **区块链交易金额隐私：** 提出了基于 Pedersen 承诺、零知识证明和范围证明的区块链余额隐藏机制，实现了对区块链账户余额的实时隐藏，并保障了交易的公开可验证性。该机制首次实现了在公开可验证的情况下，隐藏区块链账户余额的功能。
**应用场景：**
* **BeeKeeper 1.0：** 基于NVHSS，为支持一阶同态乘法的保密 IoT 服务模型。
* **BeeKeeper 2.0：** 基于NVFHSS，为支持高阶同态乘法的保密 IoT 服务模型，在 BeeKeeper 1.0 的基础上，改进了性能和功能。
* **MIStore：** 基于区块链的医疗保险对账模型，保护患者消费数据隐私，允许保险公司验证消费金额。
**性能测试：**
对提出的算法和模型进行了详细的性能测试，包括算法的运行时间、区块链交易吞吐量、延迟等指标。
**结论：**
本文研究成果旨在提升区块链隐私保护能力，通过密码学技术和区块链技术的结合，为区块链应用提供了新的解决方案，并提供了详细的理论分析和实验结果。该研究具有一定的学术价值和应用前景。
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