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区块链隐私保护研究综述

更新时间：2019-12-24 02:40:55 大小：2M 上传用户：zhiyao6查看TA发布的资源 标签：区块链 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

区块链技术的核心特征是“去中心化”和“去信任化”,作为分布式总账技术、智能合约基础平台、分布式新型计算范式,可以有效构建可编程货币、可编程金融和可编程社会,势必将对金融及其他领域带来深远影响,并驱动新一轮技术变革和应用变革.但是区块链技术在提高效率、降低成本、提高数据安全性的同时,也面临严重的隐私泄露问题,得到研究者的广泛关注.将介绍区块链技术架构,定义区块链技术中身份隐私和交易隐私的概念,分析区块链技术在隐私保护方面存在的优势和不足,并分类描述现有研究中针对区块链隐私的攻击方法,例如交易溯源技术和账户聚类技术;然后详细介绍针对区块链网络层、交易层和应用层的隐私保护机制,包括网络层恶意节点检测和限制接入技术、区块链交易层的混币技术、加密技术和限制发布技术,以及针对区块链应用的防御机制;最后,分析了现有区块链隐私保护技术存在的缺陷,展望了未来发展方向.此外,还讨论针对恶意使用区块链技术的监管方法.


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：
ＤＯＩ１０．７５４４ｉｓｓｎ１０００１２３９ ．２０１７ ．２０１７０４７１  
－
计 算 机 研 究 与 发 展  
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（ ）： ，  
５４１０ ２１７０２１８６ ２０１７  
－
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍ ｕｔｅｒＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏ ｍｅｎｔ  
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区块链隐私保护研究综述  
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祝烈煌  
高
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沈
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北京理工大学计算机学院 北京  
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中国政法大学 北京  
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３
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２
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ｓｏｃｉｅｔ ｗｈｉｃｈｗｉｌｌｈａｖｅａｆａｒｒｅａｃｈｉｎ ｉｍ ａｃｔｏｎｔｈｅｆｉｎａｎｃｉａｌａｎｄｏｔｈｅｒｆｉｅｌｄｓ ａｎｄｄｒｉｖｅａｎｅｗｒｏｕｎｄ  
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ｂｌｏｃｋｃｈａｉｎ ｄｅｆｉｎｅｓｔｈｅｃｏｎｃｅｔｏｆｉｄｅｎｔｉｔ ｒｉｖａｃ ａｎｄｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｒｉｖａｃ  
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ｅｘｉｓｔｉｎ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｓｕｃｈａｓｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｔｒａｃｉｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏ ａｎｄａｃｃｏｕｎｔｃｌｕｓｔｅｒｉｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏ ．Ａｎｄ  
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ａｃｃｅｓｓｔｅｃｈｎｏｌｏ ｆｏｒｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｌａｅｒ ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｍｉｘｉｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏ  
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ｌｉｍｉｔｅｄｒｅｌｅａｓｅｔｅｃｈｎｏｌｏ ｆｏｒｔｈｅｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｌａｅｒ ａｎｄｓｏｍｅｄｅｆｅｎｓｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｆｏｒｂｌｏｃｋｃｈａｉｎ  
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ｆｕｔｕｒｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｏｎｔｈｉｓｔｏｉｃ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ ｔｈｅｒｅｕｌａｔｏｒ ａ ｒｏａｃｈｔｏ ｍａｌｉｃｉｏｕｓｕｓｅｏｆｂｌｏｃｋｃｈａｉｎ  
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“ ” “ ”， 、 、  
区块链技术的核心特征是 去中心化 和 去信任化 作为分布式总账技术 智能合约基础平台  
摘
要
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， 、 ，  
分布式新型计算范式 可以有效构建可编程货币 可编程金融和可编程社会 势必将对金融及其他领域  
， 、 、  
带来深远影响 并驱动新一轮技术变革和应用变革 但是区块链技术在提高效率 降低成本 提高数据安  
．
：
；
：
修回日期  
２０１７ ０８ ０３  
收稿日期  
－ －  
２０１７ ０６ １１  
－
－
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：
基金项目 国家重点研发计划项目  
（
）；  
国家自然科学基金项目  
（
）；  
北京市自然科学基金项目  
（
）
２０１６ Ｙ ＦＢ０８００３０１  
６１６０２０３９  
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（ ），  
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ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ ６１６０２０３９ ａｎｄｔｈｅＢｅｉｉｎ ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ ４１６４０９８ ．  
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：
通信作者 沈蒙  
（ ）  
ｓｈｅｎｍｅｎ ｂｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ  
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ꢀ
：
祝烈煌等 区块链隐私保护研究综述  
２１７１  
， ， ，  
全性的同时 也面临严重的隐私泄露问题 得到研究者的广泛关注 将介绍区块链技术架构 定义区块链  
．
， ，  
技术中身份隐私和交易隐私的概念 分析区块链技术在隐私保护方面存在的优势和不足 并分类描述现  
， ；  
有研究中针对区块链隐私的攻击方法 例如交易溯源技术和账户聚类技术 然后详细介绍针对区块链网  
、 ， 、  
络层 交易层和应用层的隐私保护机制 包括网络层恶意节点检测和限制接入技术 区块链交易层的混  
、 ， ； ，  
币技术 加密技术和限制发布技术 以及针对区块链应用的防御机制 最后 分析了现有区块链隐私保护  
， ，  
技术存在的缺陷 展望了未来发展方向 此外 还讨论针对恶意使用区块链技术的监管方法  
．
．
； ； ； ；  
区块链 隐私保护 对等网络 聚类分析 比特币  
关键词  
ꢀ
中图法分类号  
ＴＰ３９１  
ꢀ
“ ” “ ”  
区块链技术具有 去中心化 和 去信任化 等特  
，
泄露能源传输等敏感信息 对个人安全和国家安全  
ꢀꢀ  
，
点 能够不依赖第三方可信机构在陌生节点之间建  
， ，  
造成威胁 因此 区块链技术在走向实用之前 必须  
．
， ，  
立点对点的可信价值传递 有助于降低交易成本 提  
解决隐私泄露问题  
．
， ，  
高交互效率 有非常广阔的应用前景 被认为是引领  
，
然而 区块链 技 术与传 统  
架 构 存 在 显 著区  
ＩＴ  
［］  
１
信息互联网向价值互联网转变的关键技术  
．
，
别 很多传统的隐私保护方案在区块链应用中不适  
，
在数字货币领域 比特币和类似比特币的新型  
，
架 构 中 数 据 通 常 存 储 在 中 心 化 服 务  
用 传统  
．
ＩＴ  
数字货币发展 迅 速 投 资 公 司 和  
．ＡＲＫ  
公
ｃｏｉｎｂａｓｅ  
， ，  
器 隐私保护的重点是确保数据不被外泄 因此 管  
．
：
年发布的联合报告指出 全球比特币用户数  
司
２０１７  
理者可以通过提高中心节点的防御能力来抵抗各种  
［］  
２
，
万 每天交易金额超过  
量超过  
亿美元  
１０００  
ꢀ
１．５  
．
， 、  
攻击 例如使用高性能服务器 部署入侵检测设备  
、
，
的预测 指 出 到 了  
Ｇａｒｔｎｅｒ  
，
年 以 区 块 链 为 中  
２０２２  
，
安装专用的数据防泄密软件等 区块链技术中 数据  
．
［］  
３
，
此外 各国央行  
．
心的相关交易将高达  
亿美元  
１００  
， ，  
存储在分散的节点 没有统一的管理者 节点的性能  
，
逐渐支持数字货币 甚至计划发行法定数字货币 在  
．
，
和安全能力参差不齐 攻击者很容易攻陷其中一些  
，
金融行业 银行和金融机构希望利用区块链技术改  
，
节点 此外 攻击者甚至可以伪装成合法节点直接获  
．
，
造传统金融体系 降低数据维护成本 在能源行业  
．
，
，
得交易数据 因此 区块链中隐私保护的重点是确保  
．
、
区块链的去中心化 开源共享以及智能管理等特性  
，
交易的匿名性 即攻击者无法通过分析交易数据获  
，
与未来能源变革有着天然的契合性 能够在能源互  
，
得用户的身份信息 这种安全需求需要针对性的隐  
、 、 、 、  
联网 智能电网 碳交易 电动汽车 智能交通等领域  
［］  
４
私保护机制 区块链技术中采用了特殊的信息传递  
．
，
在文化行业 利用区块链技术数据  
．
发挥重要作用  
、 ，  
机制 共识机制和激励机制 这也给隐私保护带来了  
、 ， 、  
不可更改 公信力高的特性 可以开展证书存储 数  
新的机遇和挑战  
．
、
字产权保护 文物鉴定等众多业务  
．
，
区块链技术面临隐私泄露风险 传统的隐私保  
，
随着区块链技术不断发展和广泛应用 其面临  
， 、  
护技术又不适用 因此分析区块链隐私泄露缺陷 研  
，
的隐私泄露问题越来越突出 必须得到充分重视 相  
．
究针对性的隐私保护方法具有重要意义 目前已经  
．
，
对于传统的中心化架构 区块链机制不依赖特定中  
，
出现了很多针对区块链隐私的防护方法 它们能够  
，
心节点处理和存储数据 因此能够避免集中式服务  
器单点崩溃和数据泄露的风险 但是为了在分散的  
．
、
从网络层 交易层等不同的角度防范窃取隐私的攻  
，
区块链节点中达成共识 区块链中所有的交易记录  
，
击行为 针对目前发展现状 本文对现有典型的攻击  
．
，
必须公开给所有节点 这将显著增加隐私泄露的风  
，
方法和防御机制进行回顾与总结 希望能给当前及  
， ，  
险 例如 在数字货币应用中 分析人员通过分析交  
．
未来的相关研究提供一定的参考与帮助  
．
，
易记录可以获得用户的交易规律 甚至能够推测出  
［］  
５
，
在金融应用中 如果  
．
用户的身份信息和位置信息  
区块链隐私保护背景知识  
１
ꢀ
，
分析人员获得全部的交易记录 既可以追溯个体账  
， ，  
户的交易细节 也可以分析宏观的金融趋势 这些信  
区块链技术概述  
１．１  
ꢀ
，
息既属于用户的隐私信息 也属于公司的核心数据  
．
区块链是从比特币底层技术衍生出来的新型技  
，
在能源行业中 区块链技术通常被用于实现点对点  
，
术体系 最早的定义来自于中本聪在  
年发表的  
２００９  
［］  
６
，
的能源交换  
这种情况下区块链交易数据有可能  
［］  
７
，
，
论文  
之后区块链的内涵和外延发生了很多改变  

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