BCMIX：一种动态自组织的基于区块链的混合匿名系统

隐私保护意识的增强使得人们高度关注保护匿名性的匿名系统。通过研究早期方案，我们总结了匿名系统的一些棘手问题。中心化设置是一个普遍问题，因为大多数匿名系统依赖中心代理或预设节点来转发和混合消息，这在某种程度上损害了用户隐私。此外，由于对额外资源（即带宽和存储）的大量需求以及高延迟，可用性成为限制匿名系统发展的另一个重要因素。而且，现有匿名系统可能遭受不同攻击，包括恶劣的中间人（MitM）攻击、分布式拒绝服务（DDoS）攻击等。在此背景下，我们首先提出一种基于区块链的混合网络（BCMN）协议，并从理论上证明其安全性与匿名性。然后我们构建了一个具体的动态自组织的基于区块链的 MIX 匿名系统（BCMIX）。在该系统中，用户和混合节点利用区块链交易及其地址相互协商密钥，可抵抗 MitM 攻击。此外，我们设计了一种 IP 分片算法以缓解女巫攻击。为评估 BCMIX 系统，我们利用现实世界中矿池的分布来测试系统的性能与抗攻击能力。与其他系统相比，BCMIX 对已知攻击提供了更好的弹性，同时实现了低延迟匿名通信而无需显著的带宽或存储资源。