【摘要】：近年來,區(qū)塊鏈技術(shù)引領(lǐng)了去中心化模式應(yīng)用的熱潮。在區(qū)塊鏈應(yīng)用中,用戶需要借助數(shù)字錢包中的數(shù)字密鑰來證明其資產(chǎn)。從這個(gè)角度出發(fā),可以將數(shù)字錢包視為用戶的個(gè)人資產(chǎn)。若數(shù)字錢包的存儲設(shè)備發(fā)生損壞或遺失,用戶必將遭受無法挽回的損失。因此,應(yīng)該對數(shù)字錢包進(jìn)行備份。然而,現(xiàn)有數(shù)字錢包備份件的儲存方案并不完善:本地存儲方案需要用戶自行組織與管理個(gè)人設(shè)備,管理風(fēng)險(xiǎn)大、維護(hù)成本高;托管存儲方案依賴于第三方機(jī)構(gòu),可信度不足。鑒于此,本文聚焦于數(shù)字錢包的備份問題,利用容錯(cuò)性高、抗攻擊(抗勾結(jié))能力強(qiáng)、擴(kuò)展性高的去中心化網(wǎng)絡(luò),設(shè)計(jì)了一種簡便經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)健性強(qiáng)的數(shù)字錢包備份方案。本文主要研究內(nèi)容和貢獻(xiàn)包括:1)歸納了現(xiàn)有數(shù)字錢包備份方案的局限性,分析了無中心化網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢及將其應(yīng)用于數(shù)字錢包備份問題的可行性,設(shè)計(jì)了一種基于去中心化網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字錢包備份方案。2)提出了一種適用于數(shù)字錢包備份問題的多約束錯(cuò)位重排(MCDD)的數(shù)據(jù)分發(fā)方法,實(shí)現(xiàn)了備份件的分散化存儲。該方法借鑒伯努利錯(cuò)位重排算法的思想,以用戶集群為單位整合存儲資源,采用網(wǎng)絡(luò)流模型計(jì)算多約束錯(cuò)位重排的可行解。3)引入Kademlia路由協(xié)議,將Hordes匿名跳轉(zhuǎn)策略的中心化架構(gòu)服務(wù)模式改進(jìn)為一種無中心的匿名跳轉(zhuǎn)策略(D-Hordes),以適應(yīng)去中心化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全分發(fā);結(jié)合Shamir秘密共享技術(shù)與Kademlia異或距離度量方法,設(shè)計(jì)一種Shamir-Kademlia鄰近(SKN)冗余策略,以提高備份數(shù)據(jù)的平均可用概率,保障開放網(wǎng)絡(luò)中備份數(shù)據(jù)的可用性。4)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以對比本文所提MCDD算法與傳統(tǒng)的基于目錄隨機(jī)分發(fā)算法(DBD)的性能表現(xiàn),驗(yàn)證了本文方法在空間利用率及抗毀性上的優(yōu)勢;基于通用的數(shù)字錢包評估框架分析了本文方案的易用性和安全性,證明了本文方案具有良好的去中心化表現(xiàn)。
【圖文】：

中進(jìn)行可信的公平協(xié)作。本節(jié)以數(shù)字貨幣為例來介紹區(qū)塊鏈中數(shù)字密鑰的運(yùn)作原理及重要特性。假定Alice與Bob在現(xiàn)實(shí)世界中達(dá)成了一項(xiàng)交易，Alice需要向Bob支付一筆資金，他們協(xié)商采用數(shù)字貨幣進(jìn)行該交易的結(jié)算，如圖2-1所示，具體步驟過程如下：1） 由Alice生成交易記錄Tx，，記錄Tx中包含交易接收者Bob、交易的數(shù)額和交易發(fā)起的賬戶等信息。2） Alice使用持有的數(shù)字錢包中對應(yīng)賬戶的私鑰對交易信息進(jìn)行簽名，表明交易是經(jīng)Alice認(rèn)證的合法交易。Alice將完成簽名后的交易信息廣播至區(qū)塊鏈的分布式對等網(wǎng)絡(luò)中，等待網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交易的驗(yàn)證和確認(rèn)。3） 在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，驗(yàn)證交易合法性的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可稱為礦工。礦工接收Alice廣播的交易記錄Tx并進(jìn)行兩步驗(yàn)證，首先驗(yàn)證Tx中的賬戶是否有充足資金完成交易，其次使用Alice的公共密鑰來驗(yàn)證Alice的簽名真?zhèn)�。若以上任意一�?xiàng)驗(yàn)證失敗

提出了一種新型的確定性錢包生成方案，該方案提倡數(shù)字錢包中密鑰的生成由一個(gè)種子密鑰來推算。確定性錢包與傳統(tǒng)非確定性錢包的區(qū)別如圖2-3所示，圖2-3.a)表示傳統(tǒng)的非確定性錢包，該類錢包中密鑰池內(nèi)密鑰分散無關(guān)聯(lián)；圖2-3.b)表示確定性種子錢包，該類錢包中密鑰池由鏈狀推導(dǎo)產(chǎn)生，能夠快速推導(dǎo)生成大批密鑰；圖2-3.c)表示分層確定性錢包，該類錢包中密鑰池由樹狀推導(dǎo)產(chǎn)生，便于組織管理。圖 2-3 非確定性及確定性錢包確定性的數(shù)字錢包通過關(guān)聯(lián)密鑰池密鑰的方式減少用戶備份的密鑰數(shù)據(jù)量，且無需頻繁地跟蹤實(shí)時(shí)交易來同步密鑰數(shù)據(jù)
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP311.13;TN918.4

【參考文獻(xiàn)】

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1 田敬;代亞非;;P2P持久存儲研究[J];軟件學(xué)報(bào);2007年06期

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1 吳吉義;基于DHT的開放對等云存儲服務(wù)系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2011年

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1 陳思;比特幣的匿名性和密鑰管理研究[D];西安電子科技大學(xué);2017年

本文編號：2696358