[论文解读] AStERISK: Auction-based Shared Economy ResolutIon System for blocKchain

Alberto Sonnino, Michał Król+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 23, 2019

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 28被引用 12

一句话总结

AStERISK 是一种基于区块链的拍卖系统，专为去中心化共享经济设计，通过使用去中心化匿名凭证和零知识证明，实现密封投标拍卖中的出价和投标者身份隐私。它在 Filecoin 等系统中自动化最优价格发现与工人-客户匹配，无需依赖可信第三方，同时通过智能合约确保安全与公平。

ABSTRACT

Recent developments in blockchains and edge computing allows to deploy decentralized shared economy with utility tokens, where altcoins secure and reward useful work. However, the majority of the systems being developed, does not provide mechanisms to pair workers and clients, or rely on manual and insecure resolution. AStERISK bridges this gap allowing to perform sealed-bid auctions on blockchains, automatically determine the most optimal price for services, and assign clients to the most suitable workers. AStERISK allows workers to specify a minimal price for their work, and hide submitted bids as well the identity of the bidders without relying on any centralized party at any point. We provide a smart contract implementation of AStERISK and show how to deploy it within the Filecoin network, and perform an initial benchmark on Chainspace.

研究动机与目标

• 解决去中心化共享经济平台中定价与工人分配缺乏自动化、安全机制的问题。
• 实现在区块链上的密封投标拍卖，确保出价和投标者身份的保密性。
• 通过去中心化、基于门限的凭证系统，消除对集中式权威机构在凭证发放中的依赖。
• 与现有基于区块链的共享经济系统（如 Filecoin）无缝集成。
• 通过零知识证明与智能合约，确保拍卖结果的公平性与可验证性。

提出的方法

• 工人提交密封出价，包含最低可接受价格，出价经加密并关联至匿名凭证而非真实身份。
• 一组去中心化的权威机构发放部分凭证，用户在本地组合这些部分凭证，形成完整的匿名凭证，而无需暴露身份。
• 系统使用知识的零知识证明验证出价的有效性，而无需暴露出价值或身份。
• 区块链上的智能合约管理拍卖的整个生命周期，包括承诺、评估与最终结算。
• 最终拍卖结果具有约束力并记录在链上，工人可通过提交有效工作证明来申领奖励。
• 该系统已在 Filecoin 网络和 Chainspace 上部署并进行基准测试，证明了其可行性与性能。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在保护出价和投标者隐私的前提下，安全地在区块链上实现密封投标拍卖？
• RQ2 去中心化凭证系统是否能够替代集中式权威机构，在匿名投标中不降低安全性？
• RQ3 在无信任环境中，智能合约如何自动化基于最优定价的客户-工人分配？
• RQ4 在 Filecoin 和 Chainspace 等真实区块链平台上部署此类系统时，性能与可扩展性之间的权衡如何？
• RQ5 系统如何在保障隐私与正确性的前提下，抵御凭证权威机构之间的共谋攻击？

主要发现

• AStERISK 通过去中心化匿名凭证与零知识证明，成功实现在区块链上的私密、自动化密封投标拍卖。
• 只要未超过门限，即使部分凭证权威机构被攻破，系统也能防止出价与身份泄露。
• 已在 Filecoin 网络上部署智能合约实现，证明了与现实世界共享经济平台的兼容性。
• 在 Chainspace 上的基准测试表明，系统在小规模拍卖中具备可行性能，但所有出价的链上存储限制了可扩展性。
• 通过具有约束力的链上结算与可验证证明，系统有效降低了不公平分配与奖励拒付的风险。
• AStERISK 继承了底层区块链的可扩展性限制，大规模部署可能需要状态通道的支持。