[发明专利]一种面向支付通道网络的个性化隐私保护路由方法

说明书

本发明公开了一种面向支付通道网络的个性化隐私保护路由方法，首先形式化了在通道容量和哈希时间锁容忍值约束下的最小化路径成本问题，然后提出K‑最短路径算法寻找前K个带约束最短路径，再通过概率比较函数确定最终的路径。其中以最小化交易路径的成本为路径选择目标，采用路径选择算法选择一系列获胜支付通道组成一条路径，计算其相应的交易费费用；本发明方法通过使用差分隐私保护用户交易成本，任务发布者在仅知道用户的模糊交易成本报价的情况下，找到一条交易成本最小的路径。本发明的方法能够防止激励攻击和推断攻击，并且能够有效的保护用户的交易成本隐私，并且满足1/2真实性，1/4个体理性以及差分隐私。

技术领域

本发明涉及一种面向支付通道网络的个性化隐私保护路由方法，属于支付通道网络的技术领域。

背景技术

近年来，区块链技术作为一种新兴的分布式账本技术，被广泛地应用于加密货币中，并且逐渐成为研究的热点。区块链的核心在于去中心化，所有交易信息全网确认，使得其具有较高的安全性。然而，正是这种全网确认机制，使得其信息处理效率不高。为了能够将区块链扩展到更多的应用领域，链下支付网络的概念被提出。链下支付是将较小额度的交易在链下的小额支付通道网络中进行，并且只需要将通道的开始和关闭状态在区块链上确认，大大加快了交易确认的速度。

在支付通道网络中，转账任务可以在网络中的任意两个用户之间进行，但是用户之间不可能均存在一对一的支付通道，此时需借助中间的其他用户帮助完成转账；用户帮助完成转账会消耗用户放置在支付通道中的押金、时间等资源，所以用户帮助完成转账是需要收取费用的。当前的支付通道网络转账路径选择问题主要关心的是如何选择中间用户，使得转账路径交易费用最小。

选择最小交易费用的转账路径是支付通道网络中的一个基本问题，另一个值得关注的问题就是安全问题。当前有部分工作关注支付通道网络中的智能合约的不合理、支付通道被恶意阻塞等问题，但是很少关注到路径选择中的用户报价问题。本发明致力于解决以下两个问题：一方面，用户参与转账任务会上报自己的交易成本，但是用户为了能够获得更多的交易费用，可能会虚报自己的交易成本；另一方面，交易成本是用户的私人信息，用户不想在完成任务后，被恶意用户推测到自己的交易成本，所以用户需要对其交易成本进行保护。

对于第一个问题，采用激励机制来实现。现有的激励方法大多为金钱激励，通过支付报酬来激励用户参与任务。这些使用激励方法的工作中大部分是基于拍卖的。本发明设计拍卖机制来激励中间转发用户来参与转账。理想的拍卖机制是满足个体理性和真实性的。即用户的效用不会小于零，以及任意用户无法通过改变自身的报价来提高效用。

对于第二个问题，差分隐私是一种有效的解决方法。对于数值型的输出，常常使用拉普拉斯机制和高斯机制对信息进行保护，这两种方法是在信息中加入符合拉普拉斯分布或高斯分布的噪声，使得攻击者不能够准确获得信息，从而达到隐私保护的效果。但是在支付通道网络中，如果在用户的交易成本报价上加上噪声，那么选出的路径可能并不是真正的最短路径，所以如何找到具有真正最小交易成本的路径是一个棘手的问题，目前也没有现成的方法可以直接解决该问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种面向支付通道网络的个性化隐私保护路由方法，其目的是在使用差分隐私保护用户交易成本，任务发起者在仅知道用户的模糊交易成本报价的情况下，找到一条交易成本最小的路径，能够有效的保护用户的交易成本隐私。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种面向支付通道网络的个性化隐私保护路由方法，所述方法基于的支付通道网络系统由n个用户组成，W表示n个用户的集合，该方法包括步骤如下：

步骤一、接收者生成一个随机数并将该随机数使用哈希加密后，将哈希值通过广播信道发送给任务发布者；

步骤二、当收到接收者发送来的哈希值后，任务发布者将转账任务T发布给所有在支付通道网络中的用户，其中为转账任务的任务发布者，d为转账的接收者，g为转账金额；