关键词:
区块链
合同签署协议
Fabric
双向信任
公平性形式化验证
摘要:
保证交易的公平性对于解决网络交易风险的不确定性具有至关重要的作用,为之出现的公平合同签署协议(Fair Contract Signing Protocol,FCSP),根据有无可信第三方分为两种模式。其中传统中心化的有可信第三方管理模式随着网络交易的快速发展负担越来越大;而无可信第三方管理中引入区块链技术完成去中心化实现,不仅可以避免因第三方的频繁参与而导致的性能瓶颈,而且分布式实现模式降低了交易的公平成本。然而蓬勃发展的线上交易市场也使得区块链应用越来越复杂,如何利用区块链技术既保证交易的公平性又不影响交易效率是当前网络交易市场亟待解决的关键问题之一。在综合分析基于区块链公平合同签署协议的国内外研究现状后,本文研究并提出一种基于Fabric的公平合同签署协议及其形式化验证方法,设计了车险区块链中的公平合同签署协议,并给出其公平性形式化证明。论文的具体工作如下:针对现有的基于区块链的公平合同签署协议存在的问题,包括内容复杂、效率低、应用困难等,提出基于Fabric联盟链的快速公平合同签署协议(Towards Fair Contract Signing Protocol,TFCSP),本文详细描述了该协议的设计思路,将协议划分为三个阶段,分别在交易的提交、验证、上传三个阶段提供了公平性保障。另外设计了车险区块链的架构,并在Fabric联盟链上模拟了车险交易环境,对多种基于区块链的公平合同签署协议进行性能比较,证明了本文所提出协议的有效性。针对区块链链码(智能合约)上链即不可修改的属性和线上存在大额交易现象,应用在区块链上的协议必须严格保证其正确,因此综合基于交替迁移系统(Alternating-time Temporal Logic,ATL)的模型检测和基于BAN(Burrows,Abadi and Needham,BAN)逻辑的定理证明,沿用一种已有的针对协议的形式化分析方法—状态转换模型,提出针对TFCSP的交替状态转换系统,通过对协议的消息、进程、规范和执行序列进行形式化描述,建立起协议的状态交替转换模型,并描述出其形式化验证目标。通过对协议系统状态转换的数学推导,证明系统状态在可信执行序列下能够满足公平性。另外,本文使用形式化验证工具对协议进行公平性自动化验证,同样证明了所提出协议的公平性。本文针对当前基于区块链的公平合同签署协议存在的各种问题,提出了基于Fabric的公平合同签署协议及其形式化验证方法,为公平合同签署协议的发展提供了新的思路。