面向参与主体交易行为的电子现金公平交易协议理论与方法研究

本项目在申请者前期有关电子现金公平交易理论研究的基础上，针对电子现金理论向实用化推进过程中的瓶颈问题，进一步弱化协议信任的强假设条件，充分考虑参与主体交易行为特征，从理论和方法两个侧面，围绕电子现金公平交易协议模型、算法、验证方法以及自动化验证工具展开深入的探索性研究。本项目拟通过对进程演算建模方法的改进，构建面向参与主体的电子现金公平交易协议模型；在此基础上，重点改进同时生效验证算法，提出无信任支撑环境下的电子现金公平交易协议；并基于串空间理论，提出新的交易协议形式化验证方法和自动化的验证工具。本研究在理论上，可为满足电子现金进一步实用化的迫切需求提供理论和方法支持，对于丰富和发展电子现金理论具有学术价值；在实践上，可为虚拟平台的电子货币交易以及电子现金支付系统研发提供原型支撑与理论工具，具有一定的应用价值。以期为推动我国电子现金的普及应用，提高电子支付的实用化水平做出贡献。

电子现金作为纸币的电子等价物，成为小额支付中不可替代的电子支付手段。鉴于其在经济活动中的重大意义和潜在的商业前景，成为全球范围内具有前瞻性的研究课题。本项目针对电子现金公平交易协议理论在实用化进程中存在的瓶颈问题，从保护交易主体利益角度出发，充分考虑主体的交易行为特征，围绕电子现金公平交易协议模型、算法、协议验证等方面展开系统而深入研究，为电子现金大规模的应用进行有益的探索。.(1)系统分析交易主体的交易行为特征，将交易主体的协议运行过程看作拥有消息的时间序列单调增加过程及交易状态的转换过程；基于角色访问控制的思想，构建了面向主体角色的交易过程协议模型；并对协议模型公平性进行验证，结果表明该模型在满足高效性的同时也满足公平性。该模型能充分体现交易主体行为特征，可明确揭示交易主体满足的核心属性，为电子现金公平交易协议的设计提供理论依据。.(2)利用可验证的模糊承诺机制，构建模糊交互确认协议；并针对k-spendable方案缺乏匿名性控制机制的问题，利用公钥构造现金标记、现金追踪标记及消费者追踪标记，提出了匿名控制k-spendable电子现金协议；对提出协议在复杂度、方案的性能、优缺点等方面分析比较；在Random Oracle模型下，对协议安全性进行严格证明。该协议可有效地防止了洗钱、伪造等问题；为实现电子现金交易的公平性提供新思路和基础性的应用实例。.(3)引入现金标记以及时间戳技术，无须可信第三方的参与，利用消费者对银行追踪过程进行事前审计的方法，提出一个基于消费者审计追踪的匿名控制k-spendable电子现金交易协议。该协议保证消费者对于追踪的可审计性，改进了电子现金交易协议的执行效率，协议复杂度及现金的存储量由对数阶O(logk+"λ")减少为常数阶O("λ")。该交易协议提出为电子现金公平交易系统的审计追踪研究提供了新思路。.(4)个性化推荐协同过滤技术能够有效解决商品信息过载问题。本项目通过模拟仿真实验，发现传统协同过滤算法没有考虑共同评价项因素，降低协同过滤相似度衡量的准确性，从而无形中降低了推荐效果。针对于此，本项目提出了基于共同评价项改进了传相似性衡量方法，利用共同评价项因子改进预测评分模型；通过实验表明该方法推荐精度优于传统相似度的协同过滤。本部分的研究为可使网络交易的个性化推荐服务更好地满足用户的偏好需求，有助于电子商务交易系统设计更加完善。