具有不确定通道余额的闪电网络支付的安全与隐私

闪电网络（LN）是一个突出的支付通道网络，旨在解决比特币的可扩展性问题。由于通道余额的隐私性，发送方无法可靠地选择具有足够流动性的支付路径，只能求助于试错方法，尝试多条路径直至一条成功。这会泄露私人信息并降低支付可靠性，损害用户体验。本工作关注 LN 支付的可靠性与隐私。我们建立了 LN 中支付过程的概率模型，考虑了通道余额的不确定性。这使我们能够表达给定支付金额与路径下的支付成功概率。对单笔与多部分支付应用负伯努利试验，使我们能够计算给定金额、发送方与接收方下的期望支付尝试次数。因此，我们分析推导出了为最小化期望尝试次数应将一笔支付拆分的最优部分数。该方法论使我们能够定义服务级别目标，并量化作为支付尝试副作用泄露给发送方的私人信息量。我们提出了一种不需要协议升级的优化路径选择算法。即，我们建议节点在发起支付尝试时优先选择最有可能成功的路径。基于真实世界 LN 拓扑的仿真表明，与使用中类似的基线算法相比，该方法将平均支付尝试次数减少了 20%。如果 LN 协议升级以实现 BOLT14 中描述的通道再平衡提案，这一改进将增至 48%。