[论文解读] NFTCert: NFT-Based Certificates With Online Payment Gateway

Xiongfei Zhao, Yain‐Whar Si|arXiv (Cornell University)|Feb 19, 2022

Cryptography and Data Security被引用 9

一句话总结

NFTCert 提出了一种基于区块链的、原生支持 NFT 的证书系统，可在不依赖加密货币的情况下实现安全、隐私保护且可验证的数字凭证管理。通过将传统在线支付网关集成到 NFT 铸造流程中，该系统在确保真实性、机密性和透明性的同时，提升了可用性与合规性，其方法包括对链上元数据进行哈希处理以及通过去中心化方式验证所有权。

ABSTRACT

Nowadays, academic certificates are still widely issued in paper format. Traditional certificate verification is a lengthy, manually intensive, and sometimes expensive process. In this paper, we propose a novel NFT-based certificate framework called NFTCert, which enables the establishment of links between a legitimate certificate and its owner through a Blockchain. In this paper, we describe the implementation of the NFTCert framework, including schema definition, minting, verification, and revocation of NFT-based certificates. We also introduce a payment gateway into the minting process, which enables NFTCert to be used by a wider audience. Therefore, participants of NFTCerts do not need to rely on cryptocurrency for transactions. All in all, the proposed framework is designed to achieve usability, authenticity, confidentiality, transparency, and availability properties when it is compared to existing Blockchain-based systems.

研究动机与目标

• 解决传统纸质学术证书系统存在的低效与脆弱问题，包括验证耗时长及欺诈风险。
• 利用私有区块链上的 NFT 实现教育凭证的安全、防篡改与去中心化验证。
• 通过集成标准在线支付网关，消除对加密货币的依赖，提升可访问性与合规性。
• 通过仅在区块链上存储个人身份信息的哈希值而非原始数据，保护学生隐私。
• 允许学生将所有学术证书集中存储于单一数字钱包中，便于分享与验证。

提出的方法

• NFTCert 采用私有区块链架构，仅限经验证的教育机构和授权实体访问。
• 定义自定义 NFT 元数据模式，包含学生及证书信息（如姓名、出生日期、学位、授予日期）的 SHA-256 哈希值，不包含原始个人数据。
• 证书以 NFT 形式铸造并存储于学生的数字钱包中，所有权与真实性可通过链上哈希比对进行验证。
• 系统集成传统在线支付网关，用于在 NFT 发行过程中处理费用支付，避免使用加密货币。
• 验证由海外机构或雇主执行，通过比对简历中提供的数据哈希与 NFT 元数据中存储的哈希值完成。
• 通过智能合约机制支持证书撤销，可在区块链上将证书标记为无效。

Figure 1: Certificate or certification authentication process without NFT

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在不需用户持有或交易加密货币的前提下，实现基于 NFT 的证书发行与验证？
• RQ2 NFT 在何种方式下可增强学术凭证管理的隐私性、真实性与透明度？
• RQ3 如何将支付网关集成到基于 NFT 的证书系统中，以提升可用性与合规性？
• RQ4 与现有基于区块链的证书系统相比，NFTCert 在隐私保护、证书撤销与非加密货币支付方面具有哪些优势？
• RQ5 基于私有区块链的 NFT 框架能否有效支持学术证书的可扩展且安全的发行与验证？

主要发现

• NFTCert 成功支持全部七个核心属性：可用性、真实性、保密性、透明度、可用性、撤销机制与隐私保护。
• 通过集成传统在线支付网关，实现了无需加密货币的 NFT 证书交易，扩大了在受监管区域的可访问性。
• 通过仅在区块链上存储个人与证书数据的 SHA-256 哈希值，NFTCert 确保敏感信息保持私密，不会在链上暴露。
• 该系统使学生能够将所有教育证书集中存储于单一数字钱包中，便于雇主与高校轻松分享与验证。
• 与 Blockcerts、EduCTX 和 UZHBC 等现有系统相比，NFTCert 在隐私保护、证书撤销与非加密货币支付方面表现更优。
• 通过比对客户端提供的数据哈希与链上存储的哈希值，该框架实现了可验证的、防篡改的凭证验证，确保了凭证的真实性。

Figure 2: NFTCert certificate issuance and authentication diagram