[发明专利]一种可监管的区块链的混币协议

说明书

本发明属于信息安全领域，具体涉及一种可监管的区块链的混币协议，该协议提供了用户‑混淆商‑监管方的三层混币交易模型，有可信的监管方对整个混币交易提供安全保障，提高匿名性，选择多个混淆商提供混币服务，将交易分流实现高效混币；该模型主要包括用户、混淆商、监管方和公告板四个实体；该协议主要分为三个阶段：准备阶段、混淆阶段、审计阶段；采用具有匿名性同余式的群签名，验证未知签名者的身份信息，保证了两个混淆商之间的无连接性；允许用户主动、随机的在大量混淆商中选择两个混淆商，保证了混淆商位置的隐秘性；在监管方的审计中，恶意行为会被惩罚，使交易更加的安全；采用消息通过公告板播出，减少多混淆商之间的交互开销。

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，特别涉及一种可监管的区块链的混币协议。

背景技术

比特币是在区块链上的点对点的数字货币。近年来，比特币的数量和交易量逐渐提升，截至2020年1月27日，据报道在20,327个市场中有5,067种加密货币，市值为246,760,457,689美元(比特币占市场的65.8％)。和其他加密货币一样，比特币也面临着隐私泄露问题。因为所有交易的记录都记录在区块链的公开账本上，敌手可以使用分析技术(例如启发式集群)分析交易数据并发现交易双方的真实身份。一旦用户的真实身份暴露，敌手就可以采用恶意分析或者植入木马偷窃用户的比特币。掩盖交易中的真实买卖对应关系被称为混币技术，混币通常要求比特币卖家结合部分中间人去中转交易，这样在账本上显示的交易记录往往不是真正的买卖双方记录。混币原理如图1所示，通过中间人，敌手往往不能对应买家个卖家的关系。但是现有的混币技术仍然存在以下不足。关于强匿名性，为了了解交易双方的身份隐私，敌手往往会猜测买卖双方的对应关系。应该有效的阻止这种威胁，不过现有的混币协议不能很好的解决。例如Coinshuffle将多笔交易混合成一笔交易能够隐藏买卖关系，但是这受限于比特币最大交易尺寸，敌手很容易从有限的多笔交易中猜测出真正的对应关系。BlindCoin使用一个集中式的混淆商来处理多笔交易，但是单一混淆商很容易被敌手集中攻击而泄露交易信息。

除此之外，随着比特币的交易的增加，混币系统应该提供稳定的混币服务。不过现有的协议很难保证，例如Xim通过卖家随机选择中间人提高匿名性，但是在选择的过程中会花费大量的时间。类似BlindCoin，MixCoin的单一混淆商一方面也很容易在大量交易下，受到带宽限制，陷入性能瓶颈，不能继续为用户提供混淆服务。另一方面，恶意混淆商很可能在提供混淆服务时记录用户信息，窃取用户隐私。

发明内容

本发明的目的是提供一种可监管的区块链的混币协议。能够在大规模比特币交易下，为用户提供匿名性强，高效的混币服务；支持多个混淆商同时为用户提供服务，保护用户的身份隐私；支持监管方审计交易，保护交易的安全性。

为了实现混币的强匿名性和高扩展性，协议实现用户快速的随机选择多个混淆商提供混币服务。本发明提供的一种可监管的区块链的混币协议，所述协议在监管方的监管下，所述协议选择多个混淆商提供混币服务；包括：用户-混淆商-监管方的三层混币交易模型。其主要包括四个实体：用户、混淆商、监管方和公告板。用户是一个交易的卖家；混淆商为用户提供混币服务，收取一定的混币费用；监管方负责监管混淆商的行为，阻止混淆商偷窃比特币；公告板被用来公开用户和混淆商之间的交互信息；所述协议主要分为三个阶段：准备阶段、混淆阶段、审计阶段。

进一步的，所述准备阶段为注册阶段，混淆商必须提交押金并且向监管方证明有足够的比特币；所述准备阶段主要包括比特币证明和混淆商加入；

所述比特币证明：协议允许用户通过监管方审核成为混淆商，用户使用ECDSA签名标记自己的私有地址K；监管方验证这个签名，如果地址中有足够的比特币，用户会被要求向监管方的托管地址E提供押金。

所述混淆商加入：收到押金后，监管方发送模值，给每个混淆商；每个混淆商生成自己的私钥和公钥，之后混淆商发送自己的公钥和ID给监管方；为了防止混淆商随意发送其他信息，监管方需要计算知识签名证明自己拥有私钥和公钥。