[发明专利]基于账户模型的总量受控的数字货币发行方法

说明书

一种基于账户模型的总量受控的数字货币发行方法；以区块链技术为基础，将数字货币发行中涉及到的各个参与实体作为区块链中网络的节点，实体通过在区块链上进行交易发起、交易验证、共识来维护本地账本，帐本作为实体之间货币流通的记录；针对数字货币发行设计支持快速交易验证的账本与交易结构，并设计与结构对应的、保护交易隐私的交易发起、验证和对可发钞实体发钞量审计方法，使用所设计结构与方法，在满足网络安全假设下，可在不泄露实体身份、交易额度等交易信息的同时，保证发钞实体在受控总量之下诚实发钞，审计过程一定程度避免可发钞实体恶意联合。所设计的交易结构与验证方法充分利用不同范围证明算法的特点，压缩交易验证时间。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种具有匿名支付和交易额度隐藏功能的基于区块链的数字货币的发明方法。

背景技术

数字货币作为一种便捷度更高、防伪效果更强的货币形式，随着移动支付的普及渐渐为人们所熟知。不同于当前流行的需要权威机构背书的以支付宝为代表的数字货币技术，以区块链技术为底层技术的去中心化数字货币无需依赖任何权威机构，就可以完成交易。这种数字货币以比特币、门罗币、ZeroCoin等为代表，它们是完全去中心化的，货币的发行时间与发行额度都遵循系统中预定的逻辑，不能在不分叉的前提下改动货币发行逻辑。

但是在法定数字货币系统中，货币的发行总量则需要由国家进行宏观调控。这意味着每个可发钞实体拥有可变的可发钞额度，可发钞实体的交易中的转出数额不能超过该可发钞实体的可发钞额度。另外，法定数字货币的特殊性要求了交易数据的隐私性，在具有隐私保护特性的基于区块链的数字货币系统的设计中，交易金额通常需要被隐藏。隐藏的交易金额带来了一些问题，最为显著的一个问题是，交易验证者无法直接通过明文交易金额验证交易有效性。在数字货币发行这一应用场景下，隐藏交易金额将导致验证者无法直接验证交易发行的货币数额是否在可发钞额度范围之内，为此，还需要生成交易金额在可发钞额度之内的证明。现有的交易金额隐藏方案通常使用承诺，生成交易金额在某一规定额度之内的证明则使用范围证明算法。

基于UTXO模型的区块链中出现了很多致力于隐私保护的数字货币，包括著名的ZeroCoin与ZeroCash。ZeroCoin保证交易参与者身份的隐藏，但不能隐藏交易金额，也不能实现币的切分。ZeroCash是一个成功的保护交易隐私的系统，能够保证交易中发送方、交易额度和接收方的隐藏，同时做到比ZeroCoin更短的交易验证时间。在UTXO模型下，ZeroCash通过熔币(Pour)来拆分合法未使用的币，从而花费币，保证交易的收支平衡，间接实现对发行总量的控制。在数字货币发行的场景下，可发钞实体从央行获取较大的可发钞数额并动态发钞，由于每次动态发钞中发钞金额可能较小，频繁的发钞动作将带来频繁的熔币操作。由于熔币操作本身非常耗时，这带来可观的时间开销。与之相对的，在账户模型下，不需要引用特定的未花费币，规避了熔币这一高开销的过程。

现有的多数数字货币系统没有对系统参与者明确分类，明确各个参与者的功能职责。对参与者角色和职责的明确有助于数字货币发行方法的设计。参考目前的发钞体系，参与者角色可分为三种，分别是央行、可发钞银行(可发钞实体)以及其他参与者。在法定数字货币系统中，央行实体作为原始信任实体，可以凭空产生货币，可发钞实体接受央行的交易转账(可发钞额度授权)，将货币动态发行给其他系统参与者，实现动态发行货币。

发明内容

本发明需要解决如下的关键技术问题：

设计一种简洁的、可用于数字货币发行的账本结构与交易内容。容易使用账本中的交易信息完成范围证明算法中的证明生成和验证，同时保护可发钞实体的隐私性，提供给基于账户模型的数字货币发行方法使用。

设计一种基于账户模型的数字货币发行方法，能够在隐藏实体身份和交易金额的条件下控制可发钞实体的发钞额度，在短时间内验证出一个交易中的交易额度是否超过可发钞额度。