Blockchain Technology: Bitcoins, Cryptocurrency and Applications
Raghu Engineering College（拉古工程学院）；Jawaharlal Nehru Technological University Kakinada（贾瓦哈拉尔·尼赫鲁理工大学卡基纳达分校）
区块链是一种分散的分类账，用于安全地交换数字货币，以高效的方式执行交易和交易，网络的每个用户都可以访问加密分类账的最少副本，以便他们可以验证新交易。区块链分类账是过去执行的所有比特币交易的集合。基本上，它是一个分布式数据库，它维护不断增长的防篡改数据结构块，这些块保存成批的单个事务。已完成的块按线性和时间顺序添加。每个块包含一个时间戳和指向前一个块的信息链接。比特币是一个点对点的无权限网络，允许每个用户连接到网络并发送新的交易来验证和创建新的区块。Satoshi Nakamoto在他的研究论文中描述了比特币数字货币的设计，该论文发表在2008年的密码学列表服务器上。中本聪的建议解决了长期悬而未决的密码学问题，为数字货币奠定了基石。本文解释了比特币的概念，它的特点，区块链的必要性以及比特币的工作原理。它试图强调区块链在塑造银行，金融服务的未来以及采用互联网思维和未来技术方面的作用。
2021-12-30 cs.AI cs.CR cs.CY
Zero-Knowledge Optimal Monetary Policy under Stochastic Dominance
在动态随机一般均衡（DSGE）模型中推导出第一种随机主导加密货币政策的最佳简单规则，以便对通货膨胀，产出和其他不确定性来源的变化提供最佳响应。最优货币政策随机支配所有先前的加密货币，因此有效的投资组合是在随机支配的加密货币上做多：一种具有更高欧米茄比率和更高预期收益的防策略套利，在加密市场上诱导投资有效的纳什均衡。货币政策的零知识证明在区块链上实现：提供了一个实现。
2022-10-12 cs.CE cs.CR econ.GN
A Bitcoin system with no mining and no history transactions: Build a compact Bitcoin system
我们给出了去中心化的明确定义，并向您展示了去中心化在现阶段几乎是不可能的，比特币是货币历史上第一个真正的非中心化货币。我们提出了一个新的非中心化加密货币系统框架，假设银行联盟存在一个弱对手。它放弃了挖掘过程和区块链，并从数据同步中删除了历史交易。我们提出了一个共识算法命名为收敛共识的非集中式加密货币系统。
2016-09-09 cs.CE cs.CR q-fin.GN
Towards Global Asset Management in Blockchain Systems
无许可区块链（例如，比特币，以太坊等）在实施全球规模的点对点加密货币系统方面取得了广泛的成功。在这样的区块链中，新的货币单位是通过挖矿过程产生的，除了交易费之外，还用来激励矿工维护区块链。虽然很清楚货币单位是如何生成和交易的，但不清楚如何使用非许可区块链的基础设施来管理区块链货币单位以外的其他资产（例如，汽车、房屋等）。在本文中，我们通过统一许可和非许可区块链提出了一个全球资产管理系统。政府许可的区块链通过在无许可区块链上部署智能合约来验证最终用户资产的注册。之后，最终用户可以通过智能合约函数调用（例如，出售汽车、在房子里租一个房间等）。作为回报，最终用户通过原子跨链交易以相同区块链或其他区块链的货币单位获得报酬，政府机构则以加密货币单位对这些交易征税。
2019-05-22 cs.CR cs.DB cs.DC
The Art of Crypto Currencies: A Comprehensive Analysis of Popular Crypto Currencies
加密货币最近在公众中获得了巨大的普及。随着时间的推移，越来越多的公司在其支付系统中彻底接受加密货币，为经济革命铺平了道路。目前，仅Coindesk就有700多种加密货币可用于交易目的。截至2016年11月，加密货币的总市场份额超过140亿美元1 [5]。由于没有集中的机构来监控资金的流动，加密货币及其用户容易受到多种威胁。在本文中，我们试图解释在线市场上一些最受欢迎的加密货币的功能。我们分析了这些货币用来吸引新货币进入市场的挖掘方法，以及它们如何相互竞争，为用户提供快速、分散的交易。我们还分享了一些可以对这些加密货币进行的最危险的攻击，以及加密货币的整体模型如何减轻这些攻击。最后，我们将介绍五种非常受欢迎的加密货币的分类，并比较它们的特征。
2017-11-29 cs.CR
An evaluation of the security of the Bitcoin Peer-to- Peer Network
比特币是一种去中心化的数字货币，其安全性依赖于密码学，而不是中央银行等可信的第三方。支撑比特币运行的是一个点对点（P2P）网络，它促进了最终用户执行交易，以及被称为比特币挖矿的交易确认过程。这种P2P网络的安全性对于货币的功能至关重要，底层网络的颠覆可能导致对比特币用户的攻击，包括盗窃比特币，操纵采矿过程和拒绝服务（DoS）。作为本文的一部分，分析了网络协议和比特币核心软件，发现三种比特币消息交换（连接握手，GETHEADERS/HEADERS和MEMPOOL/INV）可能容易受到欺骗并用于分布式拒绝服务（DDoS）攻击。可能的解决方案，以确定的弱点和漏洞进行评估，如引入随机nonce到网络消息交换。
2018-05-28 cs.CR
Quantum Bitcoin: An Anonymous and Distributed Currency Secured by the No-Cloning Theorem of Quantum Mechanics
自2008年首次提出以来，数字货币比特币已经取得了显着的增长。它的分布式性质允许货币交易没有中央权威机构，通过使用加密方法和称为区块链的数据结构。在本文中，我们使用量子力学的不可克隆定理来介绍量子比特币，一种在量子计算机上运行的类似比特币的货币。我们证明，我们构建的量子碎片和两个区块链允许不受信任的对等体在不影响货币完整性的情况下铸造量子货币。量子比特币协议比传统比特币有几个优势，包括交易的即时本地验证。这是一个重大的改进，因为我们不再需要比特币用来记录区块链中所有交易的计算密集型和耗时的方法。相反，量子比特币只记录新铸造的货币，这大大减少了足迹并提高了效率。我们提出了正式的防伪安全证明，并表明量子比特币可以在磨损之前多次重复使用-就像普通硬币和纸币一样。量子比特币是第一个分布式量子货币系统，我们证明了缺乏书面记录意味着用户完全匿名。此外，没有交易费用，系统可以扩展到任何交易量。
2016-04-05 cs.CR quant-ph
Bitcoin and Blockchain: Security and Privacy
加密货币是一种分散的数字货币，旨在实现安全和私人的资产转移和存储。作为一种货币，它应该很难伪造和双重消费。在本文中，我们回顾和分析了比特币的主要安全和隐私问题。特别是，我们专注于其基础，区块链技术。首先，我们介绍了比特币的全面背景和安全性的初步研究。其次，研究了比特币面临的主要安全威胁和应对措施。我们分析了双重支出攻击的风险，评估成功执行攻击的概率，并推导出攻击者执行此类攻击的盈利能力。第三，分析了比特币点对点网络的潜在安全风险和比特币存储的安全性。我们比较了三种类型的比特币钱包的安全性，服务类型及其权衡。最后，我们讨论了替代加密货币的安全和隐私功能，并概述了当今新兴技术。我们的研究结果可以帮助比特币用户在接受交易之前确定双重支出尝试的风险和交易时间延迟或信心之间的权衡。这些结果也可以帮助矿工制定合适的策略，参与采矿过程，并最大限度地提高他们的利润。
2019-04-25 cs.CR
Private and Atomic Exchange of Assets over Zero Knowledge Based Payment Ledger
比特币带来了一种新型的数字货币，它不依赖于中央系统来维持交易。通过受益于去中心化分类账的概念，彼此不认识或不信任的用户仍然可以以点对点的方式进行交易。受比特币的启发，近年来发明了其他加密货币，如以太坊，达世币，Zcash，门罗币，Grin等。其中一些专注于增强隐私，例如加密笔记或应用用于交易的加密笔记的类似概念以增强隐私的系统（例如，Zcash、Monero）。然而，很少有机制支持链上的隐私增强票据或资产的交换，同时保护交换操作的隐私。现有的公平交换隐私资产的方法主要依赖于链下/侧链、托管或集中式服务。因此，我们提出了一种解决方案，支持加密货币或隐私增强加密资产的不经意和隐私保护的公平交换。该技术通过扩展基于零知识的密码笔记来演示。为了解决“隐私”和“多货币”问题，我们构建了一个新的零知识证明系统，并使用新的属性扩展了笔记格式，以表示各种类型的令牌化资产或加密货币。通过扩展支付协议，交换操作通过隐私增强交易（例如，屏蔽交易）。基于交易操作过程中可能出现的场景，我们在用于公开验证交易的零知识证明系统中增加了新的约束和条件。
2019-09-14 cs.CR cs.DC cs.DS
Obfuscation in Bitcoin: Techniques and Politics
在加密货币比特币中，所有交易都记录在区块链中-一个公共的，全球的，不可变的分类账。由于交易是公开的，比特币及其用户采用模糊处理来保持一定程度的金融隐私。关键的是，与混淆的典型用途相反，在比特币中，混淆并不是针对系统设计者，而是通过设计来实现的。我们将16种针对比特币的隐私保护技术映射到一个模糊与密码学轴，并发现那些在实践中使用的倾向于混淆。我们认为，这导致了隐私和监管接受之间的平衡。
2017-06-29 cs.CR cs.CY
Bitcoin and quantum computing
比特币是一种基于经典加密技术的数字货币和支付系统，它不像传统货币那样需要中央管理员。长期以来，人们一直在质疑量子计算对比特币和加密货币的影响。在这里，我们分析了量子计算机可能产生影响的三个主要方向：挖矿、安全和分叉。我们发现，在短期内，量子计算机对所有三个方向的影响似乎都很小。量子计算机的影响将需要大量的量子比特和量子算法的突破来逆转现有的哈希函数。
2018-01-09 cs.CR quant-ph
Designing Inclusive Crypto-Asset Dispute Resolution A Hybrid AI and Smart Contract Online Dispute Resolution Framework for Vulnerable Users
Vrije Universiteit Brussel（布鲁塞尔自由大学）
本文针对加密资产争议解决的现有困境，提出结合AI与智能合约的混合在线争议解决框架，以提升弱势用户的争议解决可及性，同时明确自动化与人工角色并回应相关法律治理问题。
2026-08-17 cs.CR cs.CY
Babylon: Reusing Bitcoin Mining to Enhance Proof-of-Stake Security
比特币是世界上最安全的区块链，由其工作量证明矿工的巨大哈希能力支持，但消耗大量能源。权益证明链是节能的，具有快速的终结性和问责制，但面临着几个基本的安全问题：易受不可削减的远程安全攻击，不可削减的交易审查和拖延攻击，以及难以从低代币估值引导新的PoS链。我们提出了巴比伦，一个区块链平台，它通过重用巨大的比特币哈希能力来提高PoS链的安全性，从而结合了两个世界的优点。Babylon提供数据可用的时间戳服务，通过允许他们在Babylon上为数据可用的块检查点、欺诈证据和审查交易打上时间戳来保护PoS链。Babylon矿工将矿机与比特币合并，因此该平台的额外能源成本为零。通过一个密码经济学安全性定理形式化了一个巴比伦增强的PoS协议的安全性，该安全性定理给出了可削减的安全性和活性保证。
2022-01-20 cs.CR
Research on Anonymization and De-anonymization in the Bitcoin System
比特币系统是一种匿名的、去中心化的加密货币。在交易链分析（ATC）和比特币协议与网络分析（ABPN）两个研究方向上，有一些去匿名技术可以将比特币地址聚类并映射到用户的身份。现在，也有一些匿名化方法，如硬币混合和交易远程释放（TRR），以覆盖比特币地址和用户之间的关系。本文对匿名化和去匿名化技术进行了研究，并提出了进一步研究的方向。
2015-10-27 cs.CR
Digging into Browser-based Crypto Mining
挖矿是基于区块链的加密货币的基础，比如比特币，它奖励矿工为新交易找到区块。Monero货币允许使用标准硬件进行挖矿，而不是比特币中经常使用的特殊硬件（ASIC），为浏览器内挖矿作为网站运营商的新收入模式铺平了道路。在这项工作中，我们研究这种新现象的流行。我们在1.38亿个域名中对挖矿网站进行了识别和分类，并提出了一种新的指纹识别方法，该方法发现的矿工数量比公开的区块列表多5.7倍。我们的工作确定并剖析了Coalve作为主要的浏览器挖掘利益相关者。此外，我们还提出了一种新方法，将Monero区块链中的开采区块与矿池关联起来，并发现Coalve目前贡献了1.18%的开采区块，在2018年6月已售出1293个Monero。
2018-09-21 cs.CR cs.NI
Automatic Teller Machines for Offline E-cash
University of Illinois Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）；University of Arizona（亚利桑那大学）；University of Michigan（密歇根大学）；Duke University（杜克大学）
本文提出一种离线电子现金方案，利用自动取款机发放可信赖的加密凭证，实现匿名、防伪和不可追踪的支付功能。
2026-04-11 cs.CR
On The Longest Chain Rule and Programmed Self-Destruction of Crypto Currencies
在本文中，我们重新审视了比特币加密货币及其众多克隆货币的核心的一些主要正统观念。特别是，我们看看最长链规则，货币供应政策和执行它们的确切机制。我们声称，这些内在属性并不像有时声称的那样出色。更仔细的研究表明它们更接近于...其他加密货币盲目复制的工程错误。更确切地说，我们表明，当前加密货币抵抗双重支出攻击的能力很差，大多数当前加密货币都非常脆弱。中本聪没有为比特币交易实现时间戳，比特币软件也没有试图监控双重支出事件。因此，涉及数亿美元的重大攻击可能发生，甚至不会被记录下来。已经投资了数亿美元来支付ASIC哈希基础设施，但对网络中立性的关注不够，并确保其承诺的保护层是有效的，不能被滥用。在本文中，我们开发了一种加密货币的程序化自毁理论。我们观察到，大多数加密货币都强制执行了突然和突然的过渡。这会影响它们的哈希率，因此会影响它们对双重支出攻击的保护，我们不会将其限制在51%攻击的概念中，这是非常误导的。此外，我们还发现，规模较小的比特币竞争对手更容易受到攻击。除了小的哈希率，许多比特币竞争对手还要求对矿工奖励进行非常重要的调整。我们展示了“另类硬币”的例子，这些例子验证了我们的理论，并且程序化的衰落和快速自我毁灭的过程显然已经开始。
2014-12-10 cs.CE cs.CR
Tracing the Shadows: Automatic Tracking and Analysis of Crypto Money Laundering via Transaction Semantic Analysis
Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）
研究针对加密货币洗钱问题，提出AMLGuard语义感知框架，结合静态规则分析与LLM推理，对复杂DeFi交易语义分析，实现非法资金流追踪，在真实案例评估中取得高精度召回率，有效应对加密货币洗钱。
2026-07-22 cs.CR
A theory of transaction parallelism in blockchains
针对区块链交易串行执行限制吞吐量的问题，提出基于静态分析的交易并行性理论，使节点并行执行交易，并在以太坊上初步验证可提升性能。
2021-11-17 cs.CR
ZeroBlock: Timestamp-Free Prevention of Block-Withholding Attack in Bitcoin
比特币最近被引入作为点对点电子货币，以促进传统金融体系之外的交易。比特币的核心，区块链，是所有矿工作为分布式共享寄存器维护的系统中的交易历史。区块链中的新区块包含系统中的最后一笔交易，并由矿工在解决资源消耗工作量证明（加密难题）的区块挖掘过程后添加。奖励是挖掘过程的动机，但也可能是自私挖掘等攻击的动机。在本文中，我们提出了一个解决方案，在比特币的主要问题之一：自私的采矿或块扣留攻击。这种攻击是由敌对或自私的矿工进行的，目的是获得不适当的奖励或浪费诚实矿工的计算能力。与最近的解决方案相反，我们的解决方案ZeroBlock使用一种可以伪造的无时间戳技术来防止块扣留。此外，我们表明，我们的解决方案是符合节点流失。
2017-05-03 cs.CR
Enabling High-Frequency Trading with Near-Instant, Trustless Cross-Chain Transactions via Pre-Signing Adaptor Signatures
本文提出一种基于预签名适配器签名的原子交换协议，无需中介或可信第三方，将比特币与以太坊跨链交换缩短至约15秒，从而支持高频交易并提升DeFi流动性。
2025-03-17 cs.CR
Fairness and Efficiency in DAG-based Cryptocurrencies
比特币是一种去中心化的数字货币，作为现有交易系统的替代品，基于外部中央安全机构。尽管比特币具有许多令人满意的特性，但它的根本缺点之一是无法高速处理交易。为了应对这一挑战，许多后续协议要么修改区块接受规则（最长链规则）和奖励规则，要么将公共账本的图形结构从树更改为有向无环图（DAG）。受这些方法的启发，我们引入了一个新的通用框架，该框架可以捕获大类基于DAG的实现的分类账增长。有了这一点，并通过假设诚实的矿工行为，我们（实验性地）探索不同的基于DAG的协议在公平性方面的表现，即，如果矿工的区块奖励与他们的哈希能力以及效率成正比，即分类账在一定时间后认为有效的用户交易比例。我们的研究结果证明了基于DAG的分类账协议在处理高交易负载方面的基本结构限制。更具体地说，我们表明，即使在系统上的每个矿工都诚实地发布区块的情况下，他们指向什么，每个区块包含什么交易，如果矿工与维持协议的P2P网络的连接程度不同，分类账的公平性和效率可能会在特定的哈希率下崩溃。
2019-10-04 cs.CR cs.GT cs.MA
MECURY: Practical Cross-Chain Exchange via Trusted Hardware
本文提出 MERCURY，一种基于可信执行环境（TEEs）的实用跨链加密货币交换方案，通过挑战-响应机制解决 TEE 不可用性问题，并利用轻量级交易验证和优化大幅降低链上成本。
2024-09-23 cs.CR cs.DC
Decentralized Equilibrium for Bitcoin Mining
IESE Business School（IESE商学院）；Caltech（加州理工学院）
本文提出惯性挖矿协议，通过改变矿工行为在分叉时保持比特币协议的预期结果，实现均衡，避免自私挖矿等偏离行为。
2026-08-20 cs.CR cs.GT econ.TH
