面向隐私保护的去中心化区块链中继器的激励机制设计

公共区块链虽以透明性和不可篡改性著称，但存在显著的隐私问题。网络层面的分析和长期观察公开可用的交易常常可用于推断用户身份。为缓解这一问题，多个区块链应用依赖中继器，这些中继器充当用户和部署在区块链上的智能合约之间的中介节点。然而，依赖单个中继器不仅会创建单点故障，还会引入可被利用的漏洞，削弱系统的隐私保证。本文提出一种去中心化中继器架构，通过博弈论激励设计来增强隐私和可靠性。我们将中继器之间的相互作用建模为非合作博弈，并设计一种激励机制，使得概率上传作为唯一的混合纳什均衡出现。通过进化博弈分析，我们展示了该均衡对扰动和协调偏离的稳定性。通过数值评估，我们分析了均衡策略和系统行为随关键参数（如中继器数量、上传成本、奖励和惩罚）的演变。特别是，我们表明即使在高交易成本下，系统也能保持可靠性，故障概率低于 0.05。此外，我们的结果突显了去中心化中继器系统中隐私、可靠性、鲁棒性和成本之间的根本性权衡。