[发明专利]一种具有隐私保护功能的区块链系统

说明书

本发明公开了一种具有隐私保护功能的区块链系统，由最小信任度管理员、私人部分、公共部分组成；最小信任度管理员用于协助交易的进行；私人部分用于定义参与交易的各方的输入信息以及对这些信息的发送和接收，定义交易过程中的相关计算以及交易过程中相关数据的验证；公共部分用于保证交易的公平进行；在加密货币基础上，采用分布式匿名机制、零知识证明、超时惩罚和封装方法，构建区块链。这种具有隐私保护功能的货币的生成、使用以及转换成基础货币都依靠zk‑SNARK实现对相关密文形式的数据进行验证，这样用户可以保证在不泄露用户信息的情况下实现数据的验证。

技术领域

本发明属于计算机信息安全技术领域，涉及一种具有隐私保护功能的区块链系统，具体涉及隐私保护功能的实现以及区块验证的问题。

背景技术

随着互联网技术的发展，信息的去中心化已经得到普及，于是人们便将目光投向了价值的去中心化，所谓价值的去中心化，是指在价值流通（主要是金融交易）的过程中，交易双方直接进行价值的交换，而不需要第三方的介入，这样就可以免去由于引入第三方而带来的昂贵的法律费用和交易成本。而区块链技术的出现则为实现价值的去中心化提供了可能。

区块链是由区块链网络中所有节点共同参与维持一个去中心化的分布式数据库系统，它是由一系列基于密码学方法产生的数据块组成，每个数据块被称作一个区块，这些区块按照产生的先后被有序地链接在一条链上，这个链就是区块链。区块链技术解决了价值的去中心中两个重要的问题，即双重支付问题和拜占庭将军问题。双重支付问题是指利用货币的数字特性两次或多次使用同一笔钱完成交易，在传统的金融交易中，由于有可信的第三方中心机构来保证，可以很好地避免这个问题，区块链技术通过分布式节点的验证和共识机制解决了去中心化系统中的双重支付问题。拜占庭将军问题是指在缺少可信任的中心节点的情况下，分布式节点如何达成共识和建立互信。区块链通过分布式共识算法和数字加密技术实现了在无需信任单个节点的情况下构建一个去中心化的可信系统。区块链技术的核心优势就是去中心化，能够运用数据加密、时间戳、分布式共识和经济激励等手段，在节点无需相互信任的分布式系统中实现可信的点对点交易，从而实现价值的去中心化。

如今，基于区块链的应用大多依靠区块链来保证安全性和可行性，但是由于区块链本身的验证机制和共识机制，很多信息不得不以明文的形式暴露在区块链上，这与用户对于信息隐私保护的希望相违背，同时也为攻击者窃取用户信息，攻击用户提供了可能。尽管有些应用提供了假名机制来为用户提供隐私性的保护，但是研究已经证明，攻击者能够通过暴露在区块链上的信息追踪到用户的真实身份。除了假名机制外，有些应用还通过提供一种混淆机制来增加假名的不可区分性，这种混淆机制依靠一个可信的第三方来实现，这个可信的第三方被称作“混淆者”。这个“混淆者”每隔一段时间会对这段时间内出现在区块链网络中的大量交易记录的打乱重排以实现假名的不可区分性，从而保证用户在很长一段时间后从矿池中收取的货币不会被其他人追踪到。但是这个混淆机制是针对一个区块中交易记录打乱重排，有研究已经证明，攻击者可以通过对交易图谱的分析来还原出原有的交易记录排序从而实现对用户真实身份的追踪，而且这种混淆机制还有很多方面的缺陷：（1）从货币存入账户到确认货币不会被其他人追踪到的这个时间间隔必须足够长以保证交易历史被充分地混淆；（2）“混淆者”仍然可以追踪到用户的货币或者将自己知道的信息透露给攻击者；（3）“混淆者”有可能私吞货币。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提出了一种建立在现有的加密货币（基础货币）的基础之上通过分布式匿名机制来保证用户隐私并采用零知识证明进行数据校验的区块链系统。

本发明所采用的技术方案是：一种具有隐私保护功能的区块链系统，其特征在于：由最小信任度管理员、私人部分、公共部分组成；

所述最小信任度管理员用于协助交易的进行；所述私人部分用于定义参与交易的各方的输入信息以及对这些信息的发送和接收，定义交易过程中的相关计算以及交易过程中相关数据的验证；所述公共部分用于保证交易的公平进行；