区块链是一门新兴技术,主要应用在数字货币领域,其中最典型的代表即为比特币。区块链,简单的理解便是不同区块之间通过Hash相互链接,其中每一个区块内都包含有一定数量的交易信息。不同于传统意义上的交易,区块链上的交易也是相互链接的,具体而言便是作为区块链的参与者,每位用户维护着一对其由公钥演变而来的地址和对应的私钥,每笔新交易的接收方均为一个参与者唯一的地址,而交易的输入则由发起者引用的链上某笔交易及使用私钥对该交易的签名所组成。传统区块链这样构造的初衷是为了在保护用户隐私的前提下实现去中心化的目的,然而正是因为关联交易之间这种相互链接的结构让众多学者质疑其匿名性。因为人们可以计算出任何地址的当前数字货币余额,同时,也有许多工作利用诸如基于图谱的分析技术寻找区块链系统中交易地址和用户之间的联系。因此,提高区块链系统的匿名性已经成为数字货币研究领域的一个重要的研究方向。本文的主要工作是在保证可审计的前提下隐藏交易金额并打破交易之间的直接链接来提高区块链的匿名性。具体可分为以下几个部分:(1)本文参照了 Maxwell等人提出的设想,将其改为使用Pedersen同态承诺来隐藏交易金额明文,同时通过本文的算法构建承诺阶段公私钥,并在本文可链接的环签名算法中的签名验证阶段零知识的审计交易金额。(2)本文吸收了 CryptoNote协议中关于一次性地址的思想并将其简化以进一步提高性能,通过使用一次性地址来保护交易接收方的身份信息。(3)对于交易的发起方,本文改进了 Franklin等人可链接的环签名算法,通过将环签名与一次性地址结合使用来打破交易之间的关联。同时,通过本文的构造,在验证环签名的过程中实现了预防恶意用户的“双花”行为。本文详细描述了协议的具体流程并给出了改造后区块链中交易的结构和运行机制。通过将上述方案结合,本文最终在区块链上实现了从交易金额到交易双方身份信息的高层次的匿名性。