支付通道网络中路由加密货币的隐私与效用权衡

支付通道网络（PCN）被视为当今加密货币最有前景的可扩展性解决方案之一。大致来说，PCN 是一种网络，其中每个节点代表一个用户，每条有向加权边代表在区块链上托管的资金；这些资金只能在边的两个端点之间进行交易。用户通过将资金沿着连接 A 到 B 的路径进行中继，从而高效地将资金从节点 A 传输到 B，只要路径中的每条边都包含足够的余额（托管资金）来支持该交易。每当交易成功时，边的权重会相应更新。然而，在已部署的 PCN 中，出于隐私原因，通道余额（即边权重）不会向用户透露；用户仅知道时间 0 时的初始权重。因此，在进行交易路由时，用户首先猜测一条路径，然后检查它是否支持该交易。这种“猜测-检查”过程极大地降低了交易的成功率。在另一个极端，了解完整的通道余额可以在牺牲隐私的情况下大幅提高成功率。在这项工作中，我们研究网络是否可以揭示带噪声的通道余额，以在隐私和效用之间进行权衡。我们展示了这种权衡的基本极限，并针对一类通用的图拓扑提出了达到该基本极限的噪声机制。我们的结果表明，在实践中，PCN 应该在低隐私或低效用状态下运行；不可能通过牺牲一点隐私来获得巨大的效用增益，或者通过牺牲一点效用来获得巨大的隐私增益。