Investigating transactions in cryptocurrencies
本论文介绍了研究未知加密货币和服务交易的技术。加密货币用于安全地在线发送付款。通过第一种加密货币比特币进行的支付使用匿名地址，这些地址具有有限的隐私和匿名保证。研究表明，这种相似性是可以打破的，允许使用聚类和标记算法来跟踪用户。这种追踪有助于调查犯罪行为。如果用户的硬币被盗，调查人员可以跟踪地址，以确定硬币的目的地。这一点，再加上区块链的普及，导致了新硬币和服务的大量增加。这些提供了新的功能，从专注于提高匿名性的硬币到伪装成智能合约的骗局。在这项研究中，我们调查了交易隐私的改善程度，以及在这些新的生态系统中是否仍然可以跟踪用户。我们首先分析了以隐私为中心的硬币Zcash，这是一种比特币分叉的加密货币，由于其在加密研究方面的背景，它被认为具有很强的匿名性。我们发现，用户匿名集可以大大减少使用基于使用模式的匿名。接下来，我们分析了从交易所ShapeShift收集的跨链交易，发现用户在不同分类账之间移动时可以被跟踪。最后，我们对智能合约金字塔计划Forsage进行了测量研究，这是一个在第一年内循环了2.67亿美元（以太坊）的骗局，显示该计划至少88%的参与者遭受了损失。这项研究的意义在于揭示了用户可以通过使用我们的新加密货币和服务来跟踪，这为那些进行调查和开发这些技术的人提供了信息。
2022-03-28 cs.CR
Towards Measuring the Traceability of Cryptocurrencies
本文提出了一个正式框架，利用吸收马尔可夫链和香农熵定量测量加密货币的可追溯性与匿名性，并在多个交易图上评估验证了该方法的有效性。
2024-06-01 cs.CR
An Efficient Linkable Group Signature for Payer Tracing in Anonymous Cryptocurrencies
以2009年推出的比特币为首的加密货币，由于近年来新兴的区块链而受到广泛关注。匿名加密货币非常重要，因为用户希望在进行交易时保护自己的隐私。然而，一些用户可能会在匿名的掩护下做出不当行为，例如猖獗的贩运和勒索。因此，平衡匿名加密货币的匿名性和问责制非常重要。在本文中，我们通过提出一种用于签署加密货币交易的群签名（LGS）来解决这个问题，该签名可用于跟踪基于联盟区块链的匿名加密货币中付款人的身份，以防付款人尝试非法活动。付款人保持匿名，如果他/她的行为诚实。我们证明了该方案在随机预言机中实现了完全匿名性、完全可追踪性和可链接性。LGS方案的实现证明了其高效性，因此可以在现实中用于匿名加密货币。
2019-02-09 cs.CR
Blockchain Privacy Through Merge Avoidance and Mixing Services: a Hardness and an Impossibility Result
加密货币通常旨在保护其用户的隐私。不同的加密货币在不同层面上保护隐私，其中一些要求用户依赖策略来提高隐私级别以满足他们的需求。在这些策略中，我们重点关注其中的两个：合并避免和混合服务。这种策略可以在几乎任何基于区块链的加密货币上采用。在本文中，我们表明，而最佳的合并避免导致一个NP难优化问题，激励兼容的混合服务受到一定的一类不可能的结果。总之，我们的研究结果有助于研究基于区块链的加密货币中隐私机制的基本限制。
2021-01-04 cs.CR cs.NI
SPENDER: A Platform for Secure and Privacy-Preserving Decentralized P2P E-Commerce
区块链技术使加密货币的交易安全，不受信任和隐私保护。然而，现有的基于区块链的交易平台仅支持使用数字资产交易加密货币（例如，NFT）。尽管一些支付服务提供商已经开始接受加密货币作为有形商品的支付方式（例如，Visa、PayPal），客户仍然需要信任并将他们的私人信息交给集中式电子商业平台（例如，Amazon、eBay）。为了实现加密货币和真实商品之间的无信任和隐私保护交易，我们提出了SPENDER，这是一个基于智能合约的安全和隐私保护分散式P2P电子商业平台。我们平台的设计实现了各种优势功能，并带来了无限的未来潜力。此外，我们的平台为在区块链上设计真实世界的Web3基础设施提供了一个完整的范例，这扩大了应用范围，并利用了加密货币的内在价值。该平台已经在Terra生态系统上构建和测试，我们计划稍后开源代码。
2022-06-15 cs.CR cs.ET
The Challenges of Investigating Cryptocurrencies and Blockchain Related Crime
我们越来越生活在一个在隐私权和同意要求与社会保护自己的权利之间取得平衡的世界里。在这个世界上，对保护金融交易中所涉及的身份的要求越来越高，但这使得执法机构的工作变得越来越困难，特别是在金融欺诈和洗钱方面。本文回顾了加密货币交易中使用的隐私方法以及执法面临的挑战方面的最新技术。
2019-07-29 cs.CR cs.CY
Balancing Compliance and Privacy in Offline CBDC Transactions Using a Secure Element-based System
针对离线 CBDC 支付中隐私保护与 AML/CFT 合规的冲突，提出基于安全元件和数字凭证的支付原型，可灵活适配监管环境并达到商用级延迟。
2025-09-29 cs.CR
Identity Chain
针对现有加密货币隐私保护与监管合规难以兼顾的问题，提出基于公有区块链的KYC框架IdentityChain，借助密码学技术同时实现隐私保护与用户问责，适配监管要求以推动加密货币应用推广。
2024-07-14 cs.CR cs.GT
Identifying blockchain-based cryptocurrency accounts using investment portfolios
基于去中心化系统的加密货币，特别是区块链，比以往任何时候都更受欢迎。自由倡导者欢呼区块链技术是数字隐私和互联网匿名性的突破。不幸的是，在最近进行的研究之后，令人惊讶的是，这些交易实际上并不总是匿名的。在这篇简短的论文中，研究了在用户从社交媒体获得的投资组合中识别不同加密货币的用户账户的可能性。在这项研究中，简要研究了区块链系统的一般要素。在\ref{sec:blocksim}部分，介绍了一个模拟事务的工具BlockSim和一个回答这个问题的算法。
2021-10-14 cs.CR
Airdrops and Privacy: A Case Study in Cross-Blockchain Analysis
空投是一种流行的分发加密货币和代币的方法。虽然从接收者的角度来看，通常被认为是无风险的，但它们对隐私的影响很容易被忽视。我们研究了2014年的Clam空投，这是当今许多空投的先驱，它将一种新的加密货币分发到比特币，莱特币和Dogecoin区块链上的每个地址。具体来说，我们使用地址聚类来尝试构建从区块链上的实体到地址的一对多映射，单独和组合。我们表明，区块链之间的地址共享是一种隐私风险。我们确定了一个实体在比特币、莱特币和狗狗币区块链上披露其地址所有权信息的实例，这些信息完全是通过他们在Clam区块链上的活动披露的。
2018-09-14 cs.CR
Extending the Anonymity of Zcash
尽管比特币在其最初的白皮书中表示它提供匿名交易，但去匿名化技术却发现了其他情况。因此，开发了替代加密货币，如Dash，Monero和Zcash，以提供更好的隐私。正如爱德华·斯诺登所说，“Zcash的隐私技术使其成为最有趣的比特币替代品。因为它的隐私属性是真正独特的”。Zcash的隐私是基于同行评审的加密结构，因此它被认为是提供最佳匿名性的基础。然而，即使是Zcash也做出了一些隐私让步。它不保护用户的隐私，在存在一个全球对手谁能够观察到整个网络，因此相关的各方交换金钱，通过使用他们的网络地址。最近对Zcash的实证分析表明，用户在执行协议操作时经常选择幼稚的方式，没有意识到这会降低他们的匿名性。在这次演讲中，我们将讨论Zcash使用混合网络的扩展，通过解决两个主要的安全挑战来增强选择保持匿名的用户的隐私保证：一个在方案的应用层，一个在其网络层。
2019-02-19 cs.CR
One Bad Apple Spoils the Bunch: Transaction DoS in MimbleWimble Blockchains
随着基于区块链的系统的采用越来越多，人们越来越关注这些系统的隐私。像比特币这样的早期系统几乎没有提供隐私功能。因此，开发了具有强大隐私保障的系统，包括Monero，Zcash和MimbleWimble。与比特币相比，这些加密货币的理解要少得多。在本文中，我们专注于MimbleWimble，它使用Danish ++协议进行私有交易中继和交易聚合，以提供交易内容隐私。我们发现，结合这两个功能，使MimbleWimble容易受到一种新型的拒绝服务攻击。我们使用私有测试网络和网络模拟器对Beam网络进行设计、原型设计和评估。我们发现，只要控制10%的网络节点，攻击者就可以阻止超过45%的交易进入区块链。我们还讨论了几种可能的方法来减轻这种攻击。
2021-12-24 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
Retail Central Bank Digital Currencies (CBDC), Disintermediation and Financial Privacy: The Case of the Bahamian Sand Dollar
对加密货币的快速增长、市场驱动的需求令各国央行感到担忧，因为它们的货币政策可能会被完全破坏。中央银行数字货币（CBDC）可以提供一个解决方案，但我们对其设计和后果的理解还处于起步阶段。这篇非技术性论文探讨了巴哈马如何设计沙币，这是零售CBDC的第一个现实世界实例。它将Sand Dollar与基于定义的规范进行了对比。然后，我开发了一个情景分析来说明商业银行的风险。在这一过程中，中央银行成为存款垄断者，导致商业银行业面临高融资风险、脱媒风险和偿付能力风险。我认为，如果要防止银行业的脱媒，限制和上限将成为CBDC监管框架的新规范。我认为CBDC的匿名性是一个比较劣势，将影响其采用。这些发现提供了对中央银行面临的治理问题的洞察，并连贯地导致了沙元的设计。最后，我建议打击加密货币是CBDC无法解决的任务。
2022-04-04 cs.CR econ.GN q-fin.EC
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
Dandelion: Redesigning the Bitcoin Network for Anonymity
在过去的十年里，比特币和其他加密货币的受欢迎程度激增。虽然比特币并不声称为其用户提供匿名性，但它享有公众对“保护隐私”金融系统的看法。实际上，加密货币以明文形式发布用户的整个交易历史，尽管是以假名发布的;这是交易验证所必需的。因此，如果用户的假名可以与他们的人类身份相关联，那么隐私的影响可能会很大。最近，研究人员展示了利用比特币网络的点对点（P2P）网络协议中的弱点进行的去匿名攻击。特别是，P2P网络目前以结构化的方式转发内容，允许观察者对用户进行去匿名化。在这项工作中，我们重新设计的P2P网络的第一原则，提供强大的，可证明的匿名性保证的目标。我们提出了一个简单的网络策略，称为Danvanse，它实现了近乎最佳的匿名保证，以最小的成本，网络的效用。我们还提供了一个实际的实现Danvet。
2017-01-16 cs.CR cs.IT math.IT
Consortium Blockchain for Security and Privacy-Preserving in E-government Systems
自2008年作为安全加密货币共享的解决方案诞生以来，区块链技术现已成为通过无信任和分散的点对点系统进行安全数据共享和存储的核心技术之一。电子政务是存储有关公民、企业和其他附属机构的敏感信息的系统之一，因此成为网络攻击者的目标。现有的电子政务系统是集中式的，因此容易出现单点故障。本文提出了一种基于联盟区块链技术的安全和分散的电子政务系统，这是一个半公开和分散的区块链系统，由一组预先选择的实体或组织组成，负责共识和决策，以使整个网络的同行受益。此外，在添加到区块链网络之前，预先选择了一些电子政务节点来执行用户和交易验证的任务。因此，联盟区块链网络的电子政务用户有权创建、提交、访问和审查交易。单笔交易时间和每秒处理的交易的性能评估证明了所提出的基于联盟区块链的电子政务系统在所有利益相关者之间安全共享信息的实用性。
2020-06-25 cs.CR
Privacy-Utility Tradeoffs in Routing Cryptocurrency over Payment Channel Networks
支付通道网络（PCN）被视为当今加密货币最有前途的可扩展性解决方案之一。粗略地说，PCN是一种网络，其中每个节点代表一个用户，每个有向的、加权的边缘代表区块链上托管的资金;这些资金只能在边缘的端点之间进行交易。只要路径中的每条边都有足够的余额（托管资金）来支持交易，用户就可以通过连接A到B的路径将资金从节点A有效地转移到B。每当事务成功时，边权重相应地更新。然而，在部署的PCN中，信道平衡（即，边缘权重）出于隐私原因不向用户透露;用户仅知道时间0处的初始权重。因此，当路由事务时，用户首先猜测路径，然后检查它是否支持事务。这种猜测和检查过程大大降低了交易的成功率。在另一个极端，了解完整的渠道平衡可以在牺牲隐私的情况下大幅提高成功率。在这项工作中，我们研究了网络是否可以揭示嘈杂的信道平衡，以权衡隐私的效用。我们展示了这样一个权衡的基本限制，并提出了噪声机制，实现了一般类的图形拓扑结构的基本限制。我们的研究结果表明，在实践中，PCN应在低隐私或低效用制度，这是不可能的，以获得较大的收益，通过放弃一点隐私，或大收益的隐私，牺牲一点效用。
2020-10-21 cs.CR
Collaborative Deanonymization
寻求隐私的加密货币用户依赖于CoinJoin和戒指交易等匿名技术。通过使用这些技术，良性用户可能会为不良行为者提供匿名性。我们提出覆盖协议，以解决匿名性和问责制之间的紧张关系，在对等的方式。加密货币可以采用这种方法来起诉公众公认的犯罪。我们说明了这些协议如何应用于比特币中的Monero环和CoinJoin交易。
2021-02-26 cs.CR cs.CY
Balancing Privacy and Compliance in DeFi: A Zero-Knowledge-Based Auditable Cross-Chain Framework
University of Warwick（华威大学）；Guangdong University of Finance and Economics（广东财经大学）；University College London（伦敦大学学院）
该研究针对DeFi跨链交易的隐私与合规冲突，提出整合零知识证明、轻客户端与阈值视图密钥机制的可审计跨链框架，助力合规互操作的DeFi发展。
2026-10-09 cs.CR
Applying Private Information Retrieval to Lightweight Bitcoin Clients
轻量级比特币客户端执行简单支付验证（SPV）协议，以验证与特定用户相关的交易的有效性。目前，轻量级客户端使用Bloom过滤器来显著减少验证特定事务所需的带宽量。尽管研究表明，Bloom过滤器不足以保护客户查询的隐私。在本文中，我们描述了我们的设计的SPV协议，利用私人信息检索（PIR）创建完全私人和高性能的查询。我们证明了我们的协议具有低带宽和延迟成本;这些属性使我们的协议成为轻量级比特币客户端和具有类似SPV模型的其他加密货币的可行替代方案。与Bloom过滤器相比，我们基于PIR的方法为用户提供了确定性隐私。在我们的结果中，我们表明，在最坏的情况下，客户端谁想要验证100个交易发生在过去的一周内产生的带宽成本为33.54 MB与相关的延迟约4.8分钟，当使用我们的协议。使用基于Bloom-filter的SPV协议执行相同的查询会导致12.85 MB的带宽开销;考虑到它提供的隐私保证，这是一个适度的开销。
2020-08-26 cs.CR
An Empirical Analysis of Anonymity in Zcash
在现在众多的比特币衍生的替代加密货币中，Zcash经常被吹捧为具有最强匿名性保证的加密货币，因为它基于备受推崇的加密研究。在本文中，我们研究了在Zcash的部署版本中实现匿名的程度。我们调查了Zcash交易中匿名性的各个方面，从透明交易到与其主要隐私功能的交互，以及在其主要隐私功能内的交互，这是一个屏蔽池，作为希望私下使用硬币的用户的匿名设置。我们的结论是，虽然可以以私人的方式使用Zcash，但也可以通过开发基于可识别的使用模式的简单的匿名性来大大缩小其匿名性。
2018-05-08 cs.CR
FC-GUARD: Enabling Anonymous yet Compliant Fiat-to-Cryptocurrency Exchanges
Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；University of Kentucky（肯塔基大学）
FC-GUARD通过可验证凭证和零知识证明技术，在确保合规性的同时保护用户匿名性，实现法币与加密货币的安全兑换。
2026-01-22 cs.CR
LightPIR: Privacy-Preserving Route Discovery for Payment Channel Networks
支付通道网络是提高加密货币可扩展性的一种有前途的方法：它们允许以点对点的方式，沿着网络中的多跳路由执行交易，而不需要在区块链上达成共识。然而，在发现具有成本效益的交易路线期间，可能会泄露有关交易实体的关键信息。本文首先研究了支付通道网络中的隐私保护路由发现机制。特别是，我们提出了LightPIR，这种方法允许源有效地发现到其目的地的最短路径，而不会泄露任何有关交易端点的信息。在LightPIR中实现有效解决方案的两个主要观察结果是：（1）令人惊讶的是，集线器标记算法-开发用于预处理“街道网络”图，以便稍后可以有效地计算最短路径-也适用于支付通道网络底层的图，以及（2）集线器标记算法可以直接与私有信息检索相结合。LightPIR依赖于现有集线器标记算法之上的简单集线器标记启发式算法，该算法利用加密货币网络的特定拓扑特征，以进一步最大限度地减少存储和带宽开销。在考虑闪电网络的案例研究中，我们表明，我们的方法是一个数量级更有效的隐私保护基线的基础上使用私人信息检索的数据库，存储所有对最短路径。
2021-04-09 cs.CR cs.NI
Pisces: Private and Compliable Cryptocurrency Exchange
本文提出Pisces，首个恢复用户匿名性的加密货币交易所，解决区块链交易泄露隐私问题，防止双重花费并确保税务合规，实现常数级开销的高效系统。
2023-09-04 cs.CR
ART: A Graph-based Framework for Investigating Illicit Activity in Monero via Address-Ring-Transaction Structures
本文提出基于图的方法，通过分析Monero交易中的地址-环-交易结构，以识别和检测犯罪行为模式。
2025-11-20 cs.CR cs.ET cs.LG
HushRelay: A Privacy-Preserving, Efficient, and Scalable Routing Algorithm for Off-Chain Payments
支付通道网络（PCN）用于加密货币，以提高链下交易的性能和可扩展性。除了打开和关闭支付通道外，区块链中不会记录PCN接受的其他交易请求。只有打开通道的一方才知道在给定时刻剩下的确切资金数额。在实际情况中，可能不存在可以实现高价值支付转移的单一路径。对于这种情况，将交易价值分割到多个路径是一种更好的方法。虽然存在经由若干路径路由事务的若干方法，但是这样的技术是相当低效的，因为必须在路由算法的初始阶段（例如，SpeedyMurmur [42]）.不考虑网络中每个信道的剩余容量的算法容易失败。其他方法会泄漏敏感信息，并且计算成本相当高[28]。据我们所知，我们提出的方案HushRelay是一个高效的隐私保护路由算法，考虑到每个通道中留下的资金，同时将交易价值分割到几条路径上。将我们的算法的性能与真实实例上的现有路由方案（例如，Ripple Network），我们观察到HushRelay的成功率为1，执行时间为2.4秒。然而，SpeedyMurmur [42]在界标数量为6时，成功率为0.98，耗时4.74秒。在闪电网络上测试我们提出的路由算法时，观察到成功率为0.99，执行时间为0.15秒，比SpeedyMurmur所需的时间小12倍。
2020-02-12 cs.CR cs.DS
Settling Payments Fast and Private: Efficient Decentralized Routing for Path-Based Transactions
基于路径的交易（PBT）网络，通过中间人的路径从一个用户到另一个用户结算支付，是一个不断增长的研究领域。他们克服了比特币和以太坊等加密货币的可扩展性和隐私问题，用廉价而快速的链下转移取代了昂贵而缓慢的链上区块链操作。以Ripple和Stellar等信用网络的形式，它们还可以实现不同货币之间的低价实时总结算。例如，SilentWhsipers是最近提出的一个完全分布式的信用网络，它依赖于基于路径的交易，在没有公共账本的情况下进行安全的，特别是私人的支付。分散式PBT网络的核心是一种路由算法，它可以发现付款人和收款人之间的交易路径。在过去的一年中，已经提出了一些路由算法。然而，现有的特别努力既缺乏效率，也缺乏隐私。在这项工作中，我们首先确定几个效率问题SilentWhsipers。有了这些知识，我们设计和评估SpeedyMurmurs，一种新的路由算法，分散PBT网络使用高效和灵活的基于嵌入的路径发现和按需高效稳定处理动态的PBT网络。我们基于当前部署的Ripple信用网络的真实数据进行的模拟研究表明，SpeedyMurmurs将稳定的开销降低了两个数量级，并将路由交易的开销降低了两倍以上。此外，使用SpeedyMurmurs至少可以保持与分散式地标路由相同的成功率，同时提供更低的延迟。最后，SpeedyMurmurs实现了PBT网络中路由的关键隐私目标。
2017-12-13 cs.CR cs.DC
Clover: an Anonymous Transaction Relay Protocol for the Bitcoin P2P Network
比特币P2P网络目前代表了现代加密货币的参考基准。它的底层协议定义了交易和区块如何通过所有参与节点分发。为了保护用户隐私，发起消息的节点的身份被隐藏。然而，观察整个网络的对手可以分析交易的传播模式，以追溯到其来源。这是可能的，这要归功于所谓的谣言中心性，这是由类似八卦的协议传播的对称性引起的。最近的工作试图通过打破目前在比特币中使用的扩散协议的对称性并利用代理广播来解决这个问题。尽管如此，其设计的复杂性可能是其在现实生活中采用的障碍。在这项工作中，我们提出了三叶草，一种新的交易中继协议，保护交易消息的来源与一个简单的，但有效的设计。与以前的解决方案相比，我们的协议不需要建立传播图，并降低了对手通过打开多个连接到同一个节点来获得精度的能力。实验结果表明，对三叶草的窃听对手的去匿名化的准确性是高达10倍的扩散相比。
2021-09-01 cs.CR cs.NI
