学术论文|我院赛博安全与密码技术团队在区块链方向发表系列成果

       近日,我院赛博安全与密码技术团队的两篇论文分别被IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing(简称TDSC)IEEE Transactions on Information Forensics and Security(简称TIFS)录用。TDSC和TIFS是中国计算机学会(CCF)推荐的A类期刊,是计算机网络与信息安全研究领域中的顶级期刊。

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       近年来,我们见证了区块链技术巨大的成功。然而,可扩展性问题使得区块链技术饱受诟病。为缓解该问题,众多学者已经提出了许多不同性质的解决方案。由于其高TPS(每秒交易量),支付通道网络作为最有前途的解决方案而蓬勃发展。不幸的是,现有的支付通道网络解决方案或者无法提供路径隐私保证,或者需要节点全联通假设(即,任何两个参与者之间总是存在匿名通信信道)。

       赛博安全与密码技术团队首先提出了一种新的密码原语,名为匿名多跳支付(AMHP)。将AMHP与支付通道结合,可以实现一种新的支付通道网络解决方案,该解决方案具有路径隐私属性,但摆脱了节点全联通的假设。随后,该团队提出了第一个AMHP方案,称为AMHL+,但代价是高昂的通信开销。为了降低通信成本,该团队进一步提出了一种基于双线性配对技术的AMHP方案(名为EAMHL+)。与AMHL+相比,EAMHL+的通信成本降低了92.3%。严格的安全分析表明EAMHL+具有一致性、平衡安全性和路径隐私性。最后,大量的实验结果表明,尽管EAMHL+比AMHL+需要更多的计算成本,但就通信开销而言,EAMHL+更加高效。该匿名多跳支付成果弥补了现有支付通道网络解决方案的不足,为支付通道网络的发展和应用提供了强大动能。

       该成果由浙江工商大学、南京航空航天大学和加拿大新布伦瑞克大学研究人员合作完成,在2023年3月被IEEE TDSC录用。浙江工商大学为该论文的第一完成单位,我院赛博安全与密码技术团队的邵俊教授为论文的通讯作者,硕士年级研究生张艺同学为该论文的第一作者。

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       区块链技术被认为是打破数据孤岛、实现数据流通的有效技术之一,目前已有多个大型区块链项目也相应部署落地。但由于底层区块链系统的异构,导致这些大型区块链项目之间的数据流通十分困难,进而造成新一轮数据孤岛。针对该问题,工业界和学术界提出了大量跨链协议,但这些协议普遍存在一些弊端,如:单点故障、密钥盗窃、吞吐量低。

       为此,赛博安全与密码技术团队通过研究支付通道和虚拟支付通道,设计了一种新型跨链虚拟支付通道协议。这种协议不仅支持异构链间无速率限制的跨链交易,同时不受中间人状态和底层区块链吞吐量影响,因此可以极大提升跨链交易速率。实验结果证明,研究团队所提协议比已有链下跨链协议更加高效,并且随着跨链交易数量的增加,这种效率优势愈发明显。该研究成果能够有效优化异构区块链间数据流通,促进区块链技术的发展与应用。

       该成果由浙江工商大学和加拿大新布伦瑞克大学研究人员合作完成,在2023年5月被IEEE TIFS录用。浙江工商大学为该论文的第一完成单位,我院赛博安全与密码技术团队的邵俊教授为论文的通讯作者,硕士年级研究生贾潇风同学为该论文的第一作者。