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区块链乐观卷叠的欺诈验证方法及应用研究

区块链乐观卷叠的欺诈验证方法及应用研究

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作者：于彦宽山东财经大学

学位级别：硕士

区块链技术目前正处于快速发展阶段,各个领域针对区块链技术的的研究和应用越来越多,已经展现出成为下一代互联网的潜力。然而,随着近年来区块链网络中的交易量急剧增加,出现了网络堵塞和交易费用激增等问题,这些问题在数字资产交易方... 详细信息

区块链技术目前正处于快速发展阶段,各个领域针对区块链技术的的研究和应用越来越多,已经展现出成为下一代互联网的潜力。然而,随着近年来区块链网络中的交易量急剧增加,出现了网络堵塞和交易费用激增等问题,这些问题在数字资产交易方面尤为明显,因此,如何平衡和提升区块链的扩容性、安全性和去中心化程度逐渐成为主流研究的焦点。一方面,区块链的Rollup(卷叠)二层扩容方案有助于提升整体网络的扩容性并且可以继承主链的安全性。然而,另一方面,其通常需要一个中心化机构或节点来完成交易打包工作,并且在卷叠包验证方面存在大量冗余,验证效率还存在提升空间。因此,为了提升验证效率、扩容性能和去中心化程度,本文对相关技术和应用进行了以下研究工作:(1)提出了一种基于对赌协议的多分法交互式欺诈证明的二层卷叠包验证方法。首先,通过利益激励机制吸引参与节点,并采用非对称加密方法为其分发身份;其次,通过智能合约技术和安全隐私控制方案,对赌节点通过设计的对赌协议进行下注工作;并且,使用了两轮有效性证明以及El Gmail加密方法来保障下注者的隐私以及整体下注、参数计算工作的安全性。最后,智能合约根据下注结果计算生成参数D并传给验证者,验证者根据D分法策略对卷叠包进行交互式欺诈证明挑战,完成验证工作;(2)提出了一种基于多分法交互式欺诈证明的数字资产交易框架。通过分析发现,传统的交易行为可被分离为交易生成和交易确认两个阶段,前者将由外部交易撮合系统完成,后者发送至区块链系统进行;生成的交易由二层Rollup网络通过设计的选举型拜占庭容错算法(EPBFT,Electoral Practical Byzantine Fault Tolerance)进行共识,共识完成后对赌节点对共识结果下注,对赌协议计算下注结果生成参数D,验证者针对生成的卷叠交易包进行验证挑战,确认安全后完成交易确认阶段,交易被确认在主链及外部存储系统上永久存证。该交易框架可以显著降低交易成本,并在继承主链安全性的同时提升交易系统的性能和去中心化程度,为基于区块链网络的高频交易应用提供了可行解决方案。

关键词：区块链智能合约二层扩容乐观卷叠资产交易所

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