比特币平台可靠时间戳服务机制研究

【摘要】 区块链技术是一种全新的网络技术。 由于其去中心化、公开自治、安全可信、匿名性、审计性能好、产品溯源和数字证书存储体系等特点。 比特币平台是第一个区块链平台，也是现有最大、用户最多的区块链平台。 但由于现有比特币平台使用NTP时间协议，比特币出块时间与实际时间的时差可能高达2小时。 这一方面使得比特币平台更容易受到时间欺诈攻击和自私挖矿攻击比特币交易代理，从而增加了恶意攻击者实施双重支付攻击的可行性。 另一方面，由于基于比特币平台的产品溯源系统和数字存管系统在一定程度上依赖于比特币平台上的出块时间，这些溯源系统、数字存管系统的不准确性。 针对当前比特币系统中时间戳带来的安全问题，本文首先分析了现有比特币时间戳服务机制的原理及其安全威胁。 其次，针对这些安全威胁，设计了优化的区块链时间戳机制。 该机制将通过引入外部可信时间戳作为整个系统的标准时间戳来参与新区块生成的共识算法。 这可以将比特币时间戳的合法范围从目前的 2 小时缩小到平均约十分钟。 最后，本文分析了该方案的安全性和性能优化比特币交易代理，证明了本文提出的时间戳服务机制方案可以有效防御时间欺诈攻击和自私挖矿攻击，且不会降低现有比特币平台的运行效率。