明文规模的公平数据交换
摘要
公平数据交换(FDE)协议(CCS'24)实现了具有恒定链上占用 footprint的原子化、按文件计费的交换，但现有实现不具可扩展性：即使文件仅为几十兆字节，proof验证也可能需要数小时。在本工作中，我们提出两种FDE实现：VECKplus和VECKstar。VECKplus将客户端验证时间降低到O(lambda)——与文件大小无关——其中lambda为安全参数。VECKplus将验证时间缩短至大约1秒（在普通台式计算机上即可完成），适用于任意文件大小。VECKplus还显著减少了proof生成时间，通过限制昂贵范围证明仅用于文件中规模为Theta(lambda)的子集来实现。这一改进尤其有利于大文件，尽管proof生成和加密已是可预计算且在服务器上高度可并行：例如，对于32 MiB文件，proof生成时间从大约6295秒降至约4.8秒（约1300倍加速）。如同现有的ElGamal实现一样，VECKplus仍保留对整个文件的指数ElGamal加密。因此，客户端必须执行ElGamal解密并下载至少为10倍明文大小的密文。我们在第二个实现VECKstar中解决了上述两个缺陷：我们用快速的散列派生掩码取代大规模ElGamal加密，并将公钥计算限制于与文件大小无关的Theta(lambda)样本，通过zk-SNARK连接，从而在我们原型中为验证增加不到0.1秒。重要的是，这还将通信开销从至少10倍降至小于50%。最终，这些更改实现了明文规模的性能。最后，我们通过一个与文件大小无关的zk-SNARK桥接比特币的secp256k1和BLS12-381，在Lightning Network上实现FDE的完全离链运行，将费用从约10美元降至不到0.01美元，并将支付延迟缩短至数秒。
引用
@article{arxiv.2506.14944,
title = {Plaintext-Scale Fair Data Exchange},
author = {Majid Khabbazian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.14944},
year = {2025}
}
备注
This is a revised and polished version of the earlier submission, to be published in the proceedings of the Financial Cryptography and Data Security (FC) conference