支付通道网络中的并发性与隐私
密码学与安全
2019-11-22 v1
摘要
诸如比特币之类的无许可区块链协议在交易吞吐量和延迟方面存在固有局限。当前解决这一关键问题的努力集中于链下支付通道，这些通道可组合为支付通道网络（PCN），从而支持无限量的支付，而除登记每个通道的初始与最终容量外无需访问区块链。尽管该方法为低延迟和高吞吐量支付铺平了道路，其在实践中的部署引发了若干隐私担忧，以及与支付固有并发性相关的技术挑战（如竞态条件和死锁），这些此前未被充分研究。本工作中，我们为PCN中的隐私与并发性奠定基础，给出了通用可组合（Universal Composability）框架下的形式化定义以及实用且可证明安全的解决方案。具体而言，我们提出Fulgor和Rayo。Fulgor是首个为PCN提供可证明隐私保证且完全兼容比特币脚本系统的PCN支付协议。然而，Fulgor是一种阻塞协议，因此如同现有PCN一样易出现并发支付死锁。相反，Rayo是首个强制非阻塞进展（即至少一笔并发支付会终止）的PCN协议。我们通过一个新的不可能性结果表明，非阻塞进展必然以更弱的隐私为代价。Fulgor和Rayo的核心是一种新的智能合约Multi-Hop HTLC，它兼容比特币脚本系统，在提供条件支付的同时相较于先前方法降低了运行时间与通信开销。
引用
@article{arxiv.1911.09148,
title = {Concurrency and Privacy with Payment-Channel Networks},
author = {Giulio Malavolta and Pedro Moreno-Sanchez and Aniket Kate and Matteo Maffei and Srivatsan Ravi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.09148},
year = {2019}
}