一种新Scratch-off谜题——PoT谜题的设计与应用.pdf

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1、密级:公开中图分类号:O244硕士学位论文一种新Scratch-off谜题——PoT谜题的设计与应用研究生:李涛涛导师:侯进军学科:数学研究方向:计算数学2018年6月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterANewScratch-offPuzzle——DesignandApplicationofPoTPuzzleCandidate:TaotaoLiSupervisorandRank:JinjunHouProfessor一种新Scratch-off谜题——PoT谜题的设计与应用学位类型学术型学位作者姓名李涛涛作者学号15010701003

2、学科(专业学位类别)数学研究方向(专业领域)计算数学导师姓名及职称侯进军教授实践导师姓名及职称所在学院数学与计算科学学院论文提交日期2018年6月学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论

3、文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日摘要Scratch-off谜题是共识机制的关键。设计一个好的Scratch-off谜题对于共识机制乃至整个区块链系统是至关重要的。比特币是建立在工作量证明谜题上的,具有挖矿机率不均等、安全性隐患、能源浪费等缺陷。本文主要以Scratch-off谜题为研究对象,在经过对Scratch-off谜题的原理进行了细致的分析之后,做了如下工作

4、:首先,本文另辟新径,设计了一个基于时序聚合签名方案上的交易证明(ProofofTransaction)谜题--称为PoT谜题。本文使用了时序聚合签名方案来表明PoT谜题的结构;给出了PoT谜题的定义;使用了实验序列的方法证明了PoT谜题的安全性;证明了PoT谜题满足构造Scratch-off谜题的基本要求;给出了PoT谜题的性能分析:PoT谜题对于单个用户是难解的,需要一群用户共同努力才能解决,因此用户挖矿机率更均等;如果在PoT谜题中使用的时序聚合签名是安全的并且Hash是随机应答器,那么PoT谜题是攻击用户不可解;用户解决PoT谜题的所需要的能量相当于一台普通计算

5、机的能量,因此PoT谜题相对节能。其次,本文设计了一个基于PoT谜题的应用,称为PoT币。并对PoT币与比特币的报酬分配进行了对比。总结了PoT币的一些优点。譬如,加强网络拓扑结构、促进PoT币流通、抵抗外包计算、环境友好型、挖矿更加公平和可证明安全。关键词:时序聚合签名;PoT谜题;PoT币;-i-AbstractTheScratch-offpuzzleisthekeytotheconsensusmechanism.DesigningagoodtheScratch-offpuzzleiscrucialforconsensusmechanismsandeventheen

6、tireblockchainsystem.TheBitcoinisbasedonproofofworkpuzzle,whichhavedefectssuchasunequalprobabilityofmining,hiddendangerofsecurity,andenergywaste.ThisarticlefocusesontheScratch-offpuzzle.AftercarefulanalysisoftheprinciplesoftheScratch-offpuzzle,workisasfollows:First,thisarticleopensupnewt

7、railsanddesignsaproofoftransactionpuzzle,calledthePoTpuzzle,whichisbasedonsequentialaggregatesignaturescheme.ThisarticleusesasequentialaggregatesignatureschemetoshowthestructureofthePoTpuzzle;ItgivesadefinitionofthePoTpuzzle;Itusestheexperimentalsequencemethodtoprovethese

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