区块链在DAO中的匿名监控机制设计与实现

数据科学与管理5（2022）11短通信基于区块链的报告协议作为DAO中的集体监控机制Saeed Banaeian Fara，Seyed Mojtaba Hosseini Bamakanb，*a伊朗德黑兰伊斯兰阿扎德大学电子和计算机工程系科学和研究处b伊朗亚兹德89195-741亚兹德大学工业管理系A R T I C L E I N F O保留字：区块链分布式自治组织（DAO）隐私保护行为不端检测匿名报告A B S T R A C T分布式自治组织（DAO）作为一种新的去中心化的商业模式，挑战了传统组织的管理模式，代表了民主系统的未来然而，DAO面临的挑战可以分为两类，包括基于政策的挑战和技术挑战。检测行为不端的节点是一个关键的挑战，在这两个类别中被认为是。设计报告恶意行为的机制，同时保持匿名性，对于DAO的生存和效率至关重要在本文中，我们澄清了这个问题，并介绍了基于区块链的匿名报告（BBAR）作为DAO中的集体监控机制及其要求和实现方法。1. 介绍分布式自治组织（DAO）作为一种最近的去中心化商业模式，挑战了传统组织的管理范式，代表了基于民主的系统的未来（杜邦，2017;哈桑和德菲利皮，2021;萨默和德菲利皮，2021）。虽然大多数DAO项目都是为了解决财务问题而设计的，但它被认为是一种颠覆性的创新，通过考虑大多数人的共识而没有中央权威来改变随着区块链技术的不断发展，现代DAO已经发展成为自治，问责制，坚定性和透明性作为其主要特征（Liu等人， 2021; Wang等人， 2019年）。DAO近年来吸引了大量项目例如，Dash项目是最早的金融应用项目之一，UNI SWAP、AAVE、Curve和SushiSwap是最近推出的其他DeFi项目。然而，DAO并不局限于DeFi项目。它已被用于不同的领域，例如KyberDAO，它被提议用于参与工作决策，Aragon作为一个系统，用于将客户端连接到任何地方的任何人，Gnosis DAO用于预测市场的配方监督，Rocket作为一个系统，接受不可替代的代币（NFT）用于固定美元的代币DAI或美元，Metafactory作为一个基于社区的购物平台，Saint Fame作为一个基于网络的时尚品牌，以及Raid Guild提供一个聘用专业人员的分散制度。尽管如此，DAO有可能被集中管理系统取代，以提供更好的用户像任何尖端技术一样，它将面临障碍和挑战，直到成熟。简单地说，DAO的大多数挑战可以分为两类，包括基于策略的挑战，例如，智能合同包括更新、合法性、条件隐私、隐私级别和技术挑战，例如，安全性、网络和可扩展性。检测行为不端的节点是一个至关重要的挑战，这是考虑在这两个categories。行为不端的节点可能会发送无效消息来制造虚假流量，拒绝在关键网络任务中合作或违反安全和隐私政策。 由于匿名性和隐私保护是基于区块链的系统的重要成就，因此它可能是此类分布式系统中的单点故障。因此，设计机制来报告恶意行为，同时保持匿名性对于DAO的生存和效率至关重要。2. 可能的解决方案Wang et al.（2020）在2019年首次提出了基于区块链的报告协议（BBRP）在BBRP中，报告者（也称为举报人）向网络管理员或分布式验证器发送报告;然后，如果报告有效性得到验证或大多数验证失败，则将报告提交到区块链上。同行评议由Xi交通大学负责* 通讯作者。电子邮件地址：smhosseini@yazd.ac.ir（S.M.H. Bamakan）。https://doi.org/10.1016/j.dsm.2022.03.002接收日期：2022年2月15日;接收日期：2022年3月15日;接受日期：2022年3月15日2022年3月30日在线提供2666-7649/©2022 Xi'an Jiaotong University.出版社：Elsevier B.V.代表科爱通信有限公司公司这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表数据科学与管理杂志主页：www.keaipublishing.com/en/journals/data-science-and-managementS. Banaeian Far，S.M.H. Bamakan数据科学与管理5（2022）11 - 12验证器验证它。前两个BBRP项目，名为Reportcoin（Zou et al.， 2019）和基于区块链的匿名报告计划与匿名奖励（BB2AR）（王等人， 2020），被设计为使用环签名来为记者提供匿名性。 第一个是用于车辆自组织网络（VANESTO）（Zou等人，2019年），第二个是智能手机记者。然而，基于环签名的协议受到计算成本和通信开销的影响（Wang等人，2020年）。考虑将各种应用用于BBRPs。例如，最近，两个BBRP帮助改善了粮食供应和COVID-19大流行（Chang和Park，2020年; Moy，2018年）。BBRP将在加强DAO监测方面发挥重要作用，以发现系统的弱点和发现行为不端的用户。因此，DAO的缺点可以通过BBRP得到大多数用户的意见和共识来改善。然后，这些检测到的陷阱将在下一代中得到缓解然而，实施BBR项目并不容易，应考虑以下一些要求：● 安全和隐私：BBRP中存在一些安全和隐私问题，例如报告验证前的确认、报告者真实身份、报告者不可追溯性和发送至提交报告的完整性。这四个安全和隐私方面保护报告者免受受提交报告影响的用户的影响。● 可用性：考虑到DAO成员的异质性，BBRP的设计应该使所有人，包括低功耗传感器，车辆和智能手机用户，都能够使用它们。● 报告者动机：如果存在动机，报告者发送报告，例如， 奖励或网络信用（Wang等人， 2020年）。● 报告有效性：恶意用户发送的无效报告不应被处理，只有有效的报告才被处理以提交到区块链上。● 针对量子计算机的安全性：在量子计算机的普及上，安全和隐私协议在后量子时代对于用户（报告者）和当前使用的系统来说都有被破坏的风险（Chen等人， 2016），例如，BBRP。虽然BBR项目的设计需要特殊要求，但通过考虑建议的方法可以克服现有的缺点● 一次性假名：假名保护报告者的真实身份，一次性假名提供不可追溯性。这两个属性支持记者匿名。一种常见的技术来呈现一个安全的一次性假名是利用一个加密散列函数，该函数由记者的真实身份，随机数，和一个秘密参数。● 一次性公钥/地址：可以假设其与一次性假名成比例或与其相关，使得秘密参数用于获得存款货币，例如奖励或网络信用。与之前一样，新鲜度（一次性）为报告者提供了不可追溯性。● 环签名：它是一种加密原语，为一组用户中的用户（报告者）提供匿名性。但也有用户应该合作生成环签名。此外，计算和通信成本是环签名的关键点● 分布式秘密共享和有条件隐私：如果需要，中央授权应该能够打破用户然而，如果没有应用秘密共享，则它依赖于一方（集中式）因此，分布式秘密共享可以帮助提供分布式条件隐私。● 后量子密码原语：用后量子版本替换当前使用的密码原语是一种针对量子对手提供安全性的方法（Bernstein和Lange，2017）。3. 结论目前，我们见证了DAO的发展及其在不同领域的应用呈指数级增长。 在这种分散式系统中，检测行为不端的节点需要特别注意。尽管基于区块链的报告协议为解决这一问题提供了潜在的解决方案，但需要解决BBRP中的一些开放性挑战例如，在没有中央权威机构存在的情况下，分布式地生成秘密参数基于用户密钥长度和通信开销是后量子密码学中的两个具有挑战性的问题，这使得它在某种程度上是无效的。此外，结合不同的工具或其他启发式方法，例如，一个健壮的无证书阈值秘密共享1，用于实现DAO中的BBRP目标。竞合利益作者声明不存在利益冲突引用伯恩斯坦，D.J. Lange，T.，2017.后量子密码学。Nature 549（7671），188- 194.Chang，M.C.，帕克，D.，2020.区块链如何在COVID-19等流行病发生时帮助人们？J. Med.系统 44（5），102.Chen，L.，中国地质大学，Jordan，S.，Liu，Y.，例如，2016.后量子密码学报告，卷。12个。美国商务部，国家标准与技术研究所，马里兰州盖瑟斯堡可在以下网址获得：https://doi.org/10.6028/NIST.IR.8105。杜邦，Q.，2017.算法治理中的实验：“The DAO”的历史和民族志，一个失败的分散自治组织。Bitcoin and Beyond：Cryptocurrencies，Blockchains and Global Governance. 纽约州，弗里奇pp. 157比177Hassan，S.，De Filippi，P.，2021年分权自治组织。互联网政策Rev. 10（2），1刘，L.，Zhou，S.，黄，H.，例如，2021.从技术到社会：基于区块链的DAO概述。IEEEOpen J.Comput. Soc. 2（4月）， 204- 215Moy，G. G.，2018.举报人在保护食品供应安全和完整性方面的作用。npj科学 食物2，8。王，S.，丁，W.，李杰，例如，2019.分散自治组织：概念、模型与应用。IEEE Trans.Comput.Soc. 系统 6（5），870- 878。王，H.，他，D.，刘志，例如，2020.基于区块链的匿名举报方案。IEEE Trans.Eng. 经理。67（4），1514- 1524。Zou，S.，Xi，J.，王，S.，例如，2019. Reportcoin：一个基于区块链的匿名举报系统。 IEEEAccess 7（5月），65544- 65559。[1]“无证书门限秘密共享”的概念另外，为了重构每个内容，阈值数量的用户（例如，t-of-n ）应该合作。因此，密钥生成器中心无法获得用户12