[论文解读] Towards Global Asset Management in Blockchain Systems

Victor Zakhary, Mohammad Javad Amiri+3 more|arXiv (Cornell University)|May 22, 2019

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 25被引用 10

一句话总结

本文提出了一种全局资产管理系统，通过统一许可和非许可区块链，实现对汽车和房地产等现实资产的安全、合法合规交易。通过使用政府维护的许可区块链，利用非许可区块链上的智能合约对资产进行认证和注册，该系统可防止双重支出并确保法律合规，从而支持资产与加密货币之间的原子跨链交易。

ABSTRACT

Permissionless blockchains (e.g., Bitcoin, Ethereum, etc) have shown a wide success in implementing global scale peer-to-peer cryptocurrency systems. In such blockchains, new currency units are generated through the mining process and are used in addition to transaction fees to incentivize miners to maintain the blockchain. Although it is clear how currency units are generated and transacted on, it is unclear how to use the infrastructure of permissionless blockchains to manage other assets than the blockchain's currency units (e.g., cars, houses, etc). In this paper, we propose a global asset management system by unifying permissioned and permissionless blockchains. A governmental permissioned blockchain authenticates the registration of end-user assets through smart contract deployments on a permissionless blockchain. Afterwards, end-users can transact on their assets through smart contract function calls (e.g., sell a car, rent a room in a house, etc). In return, end-users get paid in currency units of the same blockchain or other blockchains through atomic cross-chain transactions and governmental offices receive taxes on these transactions in cryptocurrency units.

研究动机与目标

• 解决非许可区块链中缺乏对现实资产（如汽车、房地产）进行认证和管理的机制问题。
• 通过政府维护的许可区块链引入集中但可信的认证层，防止同一资产在多个区块链上出现双重支出。
• 通过将税收和监管法律直接编码至智能合约，确保资产交易的法律合规性。
• 将非许可区块链的交易模型扩展至加密货币之外，支持复杂资产与法币支持代币的跨链交易。
• 以政府验证的去中心化认证系统替代集中化的代币化模型，确保资产合法性的可信度。

提出的方法

• 政府许可区块链作为可信权威，在非许可区块链上部署前验证并注册资产所有权。
• 资产注册通过部署在非许可区块链上的智能合约强制执行，这些合约与政府的许可账本通过密码学方式关联。
• 通过确保每个资产仅在一个经认证的智能合约中注册于所有非许可区块链上，防止双重支出。
• 法律合规性通过智能合约编码实现，包括税收规则和监管约束，每次交易时自动强制执行。
• 使用原子交换和Interledger等成熟协议支持原子跨链交易，实现在不同区块链之间安全交换资产与加密货币。
• 系统支持四种交易类型：链内资产-加密货币交易、跨链资产-加密货币交易、链内资产-资产交易以及跨链资产-资产交易。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在不依赖中心化实体的情况下，安全且真实地将现实资产注册到非许可区块链中？
• RQ2 哪些机制可以防止同一资产在多个区块链或智能合约中出现双重支出？
• RQ3 如何正式编码并强制执行区块链资产交易中的法律与监管要求（如税收）？
• RQ4 何种架构设计可实现非加密货币资产的安全、原子跨链交易？
• RQ5 如何通过混合许可-非许可区块链模型，在确保去中心化的同时实现全球资产管理的监管合规？

主要发现

• 所提出的系统通过政府验证的许可区块链层，成功实现在非许可区块链上对现实资产的注册，确保了资产的真实性与唯一性。
• 通过政府许可账本统一管理，确保每个资产在所有区块链上仅有一个密码学可验证的注册记录，从而防止双重支出。
• 税收等法律约束被直接编码至智能合约中，确保每次交易时合规性自动强制执行。
• 系统支持资产与加密货币的原子跨链交易，实现在异构区块链网络间安全、无信任的交换。
• 通过以政府背书的认证模型替代集中化代币化，系统降低了垄断风险，并增强了资产所有权验证的信任度。
• 该架构将非许可区块链的交易模型扩展至复杂、合法合规的资产交易，突破了单纯加密货币转账的局限。