信息学院张良峰课题组在区块链安全研究方面取得重要进展

规模不断增长是区块链的重要特点。这一特点使交易验证、区块验证、初始同步等操作带来的资源消耗不断攀升，严重制约着整个系统的可扩展性。为确认交易的有效性，当前大多数区块链系统要求验证节点维持一个规模可观的验证状态。例如，以太坊所需验证状态大小已超过 130GB，并随着每天数以十万计增长的账户数量持续膨胀。验证状态规模大、持续膨胀等问题带来众多消极影响，例如新节点加入系统的过程缓慢，交易验证过程所需的状态读写耗时长，甚至导致拒绝服务攻击。

 向量承诺是一种重要的密码学原语，允许证明者对区块链系统的状态向量计算一个密码学承诺并按需打开（证明）向量中某些元素的值，允许验证者使用承诺和证明进行快速公开验证，从而在存储资源和其他计算资源之间提供有益权衡，增强系统的可扩展性，有效消除状态膨胀问题带来的影响。向量承诺的简洁性、可聚合性、易更新性、可维护性，与以其为基础的无状态区块链系统的总体通信成本、计算成本息息相关，有着重要的研究价值和应用前景。

近日，信息科学与技术学院系统与安全中心张良峰课题组为构造高效无状态区块链系统提供了新思路，研究团队基于二层承诺思想构造了第一个同时满足上述四个性质的向量承诺协议。与此前最好协议相比，基于该协议的无状态区块链系统出块速度、验证速度可分别加快26倍、10倍以上，包含证明维护在内的总时间成本可降至此前最好水平的1/2。 

相关成果以“Matproofs: Maintainable Matrix Commitment with Efficient Aggregation” 为题被计算机安全领域国际知名会议ACM Conference on Computer and Communications Security (CCS 2022) 录用。信息学院硕士研究生刘静为论文第一作者，信息学院张良峰教授为通讯作者，上海科技大学为唯一完成单位。

ACM CCS与IEEE S&P、USENIX Security、NDSS并称为计算机安全领域四大顶级会议，已有近30年的历史，对计算机安全领域产生了重大且深远的影响，享有崇高声誉，被中国计算机学会和中国密码学会分别认定为CCF A类和CACR A类国际学术会议。截至2021年，中国大陆科研院所、企业作为唯一完成单位在过去28届会议上发表的论文总数不超过10篇，该会议过去5年的平均录用率约为18%。