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基于分布式账本技术的安全多方计算协议设计与实现1

基于分布式账本技术的安全多方计算协议设计与实现

1.研究背景与意义

1.1分布式账本技术概述

分布式账本技术（DLT）是一种去中心化的数据存储和管理技术，其核心在于通过

多个节点共同记录和验证交易信息，确保数据的不可篡改和透明性。与传统的中心化账

本系统相比，分布式账本技术具有显著的优势：

•数据安全性高：由于数据分布在多个节点上，单个节点的篡改无法影响整个账本

的完整性，极大地提高了数据的安全性。据相关研究，采用分布式账本技术的系

统在面对网络攻击时，数据丢失或被篡改的概率降低了90%以上。

•去中心化信任机制：在分布式账本中，交易的验证不再依赖于单一的中心机构，而

是由网络中的多个节点共同完成。这种机制消除了中心机构的单点故障风险，增

强了系统的可靠性。例如，在金融领域，分布式账本技术可以减少因中心银行系

统故障而导致的交易中断风险。

•透明性和可追溯性：所有交易记录都公开透明，并且可以追溯到每一笔交易的具

体细节。这使得监管机构能够更有效地进行合规检查，同时也为企业和用户提供

了更高的信任度。在供应链管理中，分布式账本技术可以实现商品从生产到销售

的全流程追溯，确保产品质量和安全。

分布式账本技术的应用范围广泛，涵盖了金融、供应链管理、物联网、数字身份认

证等多个领域。在金融领域，分布式账本技术可以用于跨境支付、证券交易结算等场景，

提高交易效率并降低成本。在供应链管理中，它可以实现商品的溯源和供应链的优化，

确保商品的真实性和质量。在物联网领域，分布式账本技术可以用于设备的身份认证和

数据管理，保障物联网系统的安全性和可靠性。

1.2安全多方计算需求

随着数字化转型的加速，数据成为企业和组织的核心资产。然而，数据的共享和使

用面临着诸多安全和隐私问题。传统的数据共享方式往往需要将数据集中存储和处理，

这不仅增加了数据泄露的风险，还可能导致隐私侵犯。在这种背景下，安全多方计算

（SMC）技术应运而生。

安全多方计算是一种允许多个参与方在不泄露各自输入数据的情况下，共同完成

计算任务的技术。其主要需求包括：

2.分布式账本技术基础2

•数据隐私保护：在数据共享和计算过程中，参与方的输入数据不应被泄露给其他

参与方或第三方。例如，在医疗领域，医院之间可能需要共享患者数据以进行联

合研究，但必须确保患者的隐私不受侵犯。据调查，超过80%的企业在数据共享

时担心隐私泄露问题，安全多方计算技术可以有效解决这一痛点。

•计算结果的正确性：尽管参与方的输入数据是必威体育官网网址的，但计算结果必须是准确无

误的。安全多方计算协议需要确保在恶意参与方存在的情况下，计算结果仍然能

够正确反映真实的计算需求。在金融风险评估中，多个金融机构可能需要联合计

算市场风险，但必须确保计算结果的准确性，以避免错误决策。

•效率和可扩展性：随着参与方数量的增加和计算任务的复杂性提高，安全多方计

算协议需要具备高效的计算性能和良好的可扩展性。在大规模数据处理场景中，

如大数据分析和人工智能模型训练，安全多方计算技术需要能够在合理的时间内

完成计算任务，并支持大规模的参与方数量。

分布式账本技术为安全多方计算提供了一个理想的底层架构。通过分布式账本的

去中心化信任机制和不可篡改特性，可以确保安全多方计算过程中的数据安全性和计

算结果的正确性。同时，分布式账本技术的透明性和可追溯性也为安全多方计算的监管

和审计提供了便利。因此，研究基于分布式账本技术的安全多方计算协议设计与实现具

有重要的理论和实践意义。

2.分布式账本技术基础

2.1基本原理

分布式账本技术（DLT）的基本原理是通过分布式网络中的多个节点共同记录和验

证交易信息，形成一个不可篡改、透明且可追溯的账本。其核心机制包括以下几个方面：

•分布式共识机制：这是分布式账本技术的关键所在。共识机制决定了网络中的节

点如何达成一