CN111461711B - 一种区块链交易的追踪系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种区块链交易的追踪系统，包括：交易获取模块，用于实时获取区块链上包含目标源地址的目标交易信息；交易追踪模块，用于根据所述目标源地址进行搜索得到相关交易信息，并根据所述目标交易信息和所述相关交易信息进行聚合得到目标资产；交易过滤模块，用于对所述目标资产中的地址及详情进行筛选，以滤除粉尘交易的地址；数据可视化模块，用于使用脑树图展现所述目标源地址的资金来源信息和资金去向信息。本发明可以提升追踪的准确度和效率，还可以过滤粉尘交易。

Description

一种区块链交易的追踪系统

技术领域

本发明实施例涉及区块链技术领域，具体涉及一种区块链交易的追踪系统。

背景技术

基于区块链技术的数字交易越来越受到世界的关注。随着大数据时代的来临，隐私的重要性越来越受到人们的重视。作为主打隐私、匿名的去中心化交易所和数字资产在加密货币行业备受关注。不过，匿名是一把双刃剑，在保护了用户的隐私的同时也为非法来源的加密货币提供了生长的温床。随着使用的频繁，目前面临着盗币、洗钱、非法交易等问题。

区块链是一种公开的账本，用户的账户和转账金额都以公开的方式存储。但账户是随机生成的，无法获得持有者的信息，保证了用户的匿名性。由于区块链交易具有匿名性等特征，在改变人类多领域现有认知的同时，也在助涨盗币、洗钱、非法交易等行为。以比特币为例，投资者可以拥有多个比特币地址，且这些比特币地址与现实生活中的个人身份没有丝毫关联，针对区块链上的每一笔交易记录，我们一般只能知道有一笔交易发生，但却无法溯源拥有该比特币地址的主人，因此区块链上交易资金的流向难以追踪。

从技术层面看来，区块链交易并非完全无法追踪。虽然区块链交易具有匿名性等特点，但由于区块链的交易历史是完全公开的，因此所有人都可以查到地址的资金流动情况，且可以通过溯源查找到区块生成之后比特币被发送到的某个地址。所以区块链交易匿名性并非无懈可击——区块链交易的地址及详情是公开的，通过区块链交易追踪可视化技术即可知晓该资金的流动记录及与哪些地址发生了交易。相关技术包括《比特币交易追溯白皮书》等。

比特币系统中，一个用户可以拥有多个地址，而现有的比特币交易系统没有对地址进行聚合，呈现的只是地址之间的转账关系，无法正确呈现用户之间的关系，比如《比特币交易追溯白皮书》这里面的方法就是典型的只描述地址之间的关系，而不是用户之间的关系，最终呈现的追踪图也不能很好的体现其价值。

在交易中，输入侧存在大量的“粉尘”。删以比特币为例，比特币的最小单位是1satoshi(也就是0.00000001比特币)，对于大额交易来说，通常将小于10BTC的数量交易金额视为粉尘。这些“粉尘”地址是不值得追踪的，就如《Quantitative analysis of thefull bitcoin transaction graph》和《Bitcoin transaction graph analysis》里面的交易追踪方法只是不加分辨的追踪全部地址，最终的结果就是追踪了大量的无效地址，对资源的浪费十分严重，而且在最终的图中很难找到有价值的信息，这对于“盗币”的追踪和对交易所的监控是很难起到作用的。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种区块链交易的追踪系统，用以解决现有比特币交易系统的追踪图无法体现用户之间的关系，无法快速对目标用户追踪资产来源和资产去向的问题。

为实现上述目的，本发明实施例主要提供如下技术方案：

本发明实施例提供了一种区块链交易的追踪系统，包括：交易获取模块，用于实时获取区块链上包含目标源地址的目标交易信息；交易追踪模块，用于根据所述目标源地址进行搜索得到相关交易信息，并根据所述目标交易信息和所述相关交易信息进行聚合得到目标资产；交易过滤模块，用于对所述目标资产中的地址及详情进行筛选，以滤除粉尘交易的地址；数据可视化模块，用于展现所述目标源地址的资金来源信息和资金去向信息。

根据本发明的一个实施例，所述交易获取模块包括：交易索引模块，用于提供根据所述目标源地址搜索资源来源和资金去向的第一接口；用户标签索引模块，用于提供根据地址查询用户标签的第二接口。

根据本发明的一个实施例，所述交易追踪模块用于使用广度优先搜索算法根据所述目标源地址进行搜索得到相关交易信息。

根据本发明的一个实施例，所述交易过滤模块用于使用图的中心性算法对所述目标资产中的地址及详情进行过滤。

根据本发明的一个实施例，所述数据可视化模块用于使用脑树图展现所述目标源地址的资金来源信息和资金去向信息。

根据本发明的一个实施例，所述图的中心性算法的公式为：

其中，v是想要计算的节点，PR(v)表示节点v的重要程度，v₁到v_n是具有转账关系的节点；d为阻尼系数，d的范围(0，1)，C(v)是节点v的出度，v,v₁,...,v_n表示资产。

根据本发明的一个实施例，所述d为0.85。

根据本发明的一个实施例，所述可视化模块还用于使用线的粗细来表示线上的金额大小关系。

本发明实施例提供的技术方案至少具有如下优点：

本发明实施例提供的区块链交易的追踪系统，将地址以用户为单位聚合成资产，以资产作为图的点，更清晰的表示用户之间资金的流动关系(基于图的节点聚合)；裁剪粉尘交易，过滤无效地址，使得追踪更有效率，以点带面，让图重点展示源地址的主要资金的流动，集中在主要的交易和地址(基于图的中心性算法对节点进行权重排名)；使用脑树图展现源地址的主要资金来源和主要资金去向，用线的粗细程度进行转账金额的可视化，更加简洁清晰。

附图说明

图1为本发明实施例的区块链交易的追踪系统的结构框图。

图2为本发明一个示例中的可视化结果图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”和“连接”应做广义理解，例如可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例的区块链交易的追踪系统的结构框图。如图1所示，本发明实施例的区块链交易的追踪系统，包括：交易获取模块100、交易追踪模块200、交易过滤模块300和数据可视化模块400。

其中，交易获取模块100用于实时获取区块链上包含目标源地址的目标交易信息。

在本发明的一个实施例中，交易获取模块100包括交易索引模块和地址标签索引模块。

其中，交易索引模块用于提供根据所述目标源地址搜索资产来源和资产去向的第一接口。

具体地，交易索引模块，提供t←g_l(u)、t←g_r(u)的接口，可以实现在左侧和右侧根据地址及详情u查询到对应的交易t。其中，将用户的某地址及详情记作u，构成的集合记作U。u的数据结构为u＝(a,m,d)，其中a是该用户的比特币地址，m是该地址包含的金额，d是该地址所处深度。

t←g_l(u)、t←g_r(u)分别表示获取u的左侧交易和右侧交易。进一步定义T←G_l(U)、T←G_r(U)，分别表示对U中每个u运行g_l(u)、g_r(u)并把结果去重合并为T，U为地址及详情u的集合，T为交易t的集合。对一笔交易而言，输入是左侧的，输出是右侧的。左侧和右侧分别代表了资产的来源和去向。

地址标签索引模块用于提供根据地址查询用户标签的第二接口。

具体地，地址标签索引模块，提供α←h(a)的接口，可以查询所属的用户标签α。函数α←h(a)表示根据地址获取用户标签，其中a为地址，α为用户标签。定义u_α＝(d,m,a,α)，其中带用户标签的u为u_α，d是该地址所代表节点在图中所处的深度，m是该地址包含的金额，a是地址，α为用户标签。函数U_α←H(U)表示对U中的每个地址及详情u获取用户标签α，将u转换为u_α，并汇总为U_α。

交易追踪模块200用于根据所述目标源地址进行搜索得到相关交易信息，并根据所述目标交易信息和所述相关交易信息进行聚合得到目标资产，目标资产为目标用户在所述区块链上地址及详情的集合，此处“详情”为上述的数据结构u，包括用户标签、该地址包含的金额以及该地址所处深度等信息。

在本发明的一个实施例中，交易追踪模块200使用广度优先搜索算法根据目标源地址进行搜索得到相关交易信息。

具体地，交易追踪模块200用于对所述目标资产建立资产来源树τ_l和资产去向树τ_r；所述资产来源树τ_l和所述资产去向树τ_r中的节点v＝(α,U)表示一笔资产，α为用户标签，U为地址及详情u的集合，所述资产来源树τ_l和所述资产去向树τ_r具有相同的根v₀＝(α₀,U₀)，其中v₀表示初始资产，α₀表示v₀所属的标签，U₀表示v₀包含的地址及详情，所述资产来源树τ_l记录所述根v₀＝(α₀,U₀)的资产来源，所述资产去向树τ_r记录所述根v₀＝(α₀,U₀)的资产去向，所述资产来源树τ_l和所述资产去向树τ_r中树的边表示两笔资产的转账关系。

以资产去向树τ_r的建立过程为例，采用广度优先搜索算法对v₀进行右侧的交易追踪，追踪过程为：

追踪起点为v₀，算法输出是两个集合V和E，V包含了v₀以及经过筛选后追踪到的所有相关资产v，E包含了V集合里面节点的关联信息e，可以实现节点之间的连线。

初始化时V＝{v₀}，同时初始化一个队列Q＝[v₀]和一个空的集合E；设置一个深度常数level，用来控制搜索的深度，v₀的深度为0。

搜索从深度level＝1开始，将队列Q中的每一笔资产依次弹出赋给临时变量v，使用T←g_r(U)方法，根据v的地址及详情集合U获得v的输出交易集合T_i，遍历集合T_i，得到v的输出地址及详情集合U_i，使用地址过滤模块，对地址及详情集合U_i中的每一个u_i进行权重排名。需要说明的是，在本发明的实施例中，一个长度为N的队列Q记作Q＝[r,...,r]。队列是一种先入先出的数据结构。有成员函数Q.push(r)、a＝Q.pop()，分别表示在队尾插入元素r，和删除队头的元素返回给变量r。

对集合U_i中所有地址进行排名后，可以过滤掉许多属于粉尘交易的地址，剩余的地址及详情构成可追踪集合U_k，然后根据函数U_α←H(U)将可追踪集合U_k分成具有不同标签的集合U′_α1，U′_α2，...，U′_αn，这些地址及详情集合与对应的标签构成新的资产v_α1，v_α2，...，v_αn，并且他们的深度＝v的深度+1。将他们加入到队列Q中，作为下次循环中的起始地址使用。然后将这些新生成的资产与v进行“连线”，分别将“连线”信息存入e₁＝(v,v_α1，m_α1),e₂＝(v,v_α2,m_α2)，...，e_n＝(v,v_αn,m_αn)，每层循环结束后，队列Q中将只包含下一深度可追踪地址对应的资产。

直至level到达设置的循环深度或者该层循环中未追踪到新的地址，即队列Q为空，追踪结束，返回追踪结果集合V和集合E。

经过对众多资产追踪实际结果分析，在本发明的一个实施例中，把循环深度为4或5。如果level过大，很多与v₀关联性很小的资产会被包含在V，会对资源和可视化造成负面影响。

资产来源树τ_l的建立过程与资产去向树τ_r过程类似，不做赘述。

交易过滤模块300用于对所述目标资产中的地址及详情进行筛选，以滤除粉尘交易的地址。

在本发明的一个实施例中，交易过滤模块300用于使用图的中心性算法对所述目标资产中的地址及详情进行筛选，以滤除粉尘交易的地址。

具体地，对于追踪得到的相同深度的交易，按照图的中心性算法——PageRank算法，对该深度交易中每个地址及详情进行权重排名，可以有效的过滤掉粉尘交易中的地址。

PageRank算法具有测量节点传递影响的能力。PageRank不但考虑节点的直接影响，也考虑“邻居”的影响力。例如，一个节点拥有一个有影响力的“邻居”，可能比拥有很多不太有影响力的“邻居”更有影响力。PageRank统计到节点的传入关系的数量和质量，从而决定该节点的重要性。在本发明中，传入关系的数量具体化为该节点的度，质量具体化为该节点的余额。在图中，资产v作为节点，转账关系e作为边，就可以组成一个网络。与越多的转账关系的节点，应该拥有更高的权重；被更高权重引用的节点，也应该拥有更高权重。

在本发明的一个实施例中，图的中心性算法的公式为：

其中，v是想要计算的节点，v₁到v_n是具有转账关系的节点；d为阻尼系数，d的范围(0，1)，C(v)是节点v的出度，v,v₁,...,v_n表示资产，PR(v)表示节点v的重要程度，PR(v)的值越大，表示节点v越重要，反之越不重要。

根据以上公式，对相同深度的地址计算PageRank并进行降序排列，取PageRank较大资产所包含的地址及详情加入可追踪地址集合，剩下资产所包含的地址及详情过滤掉不再追踪。

数据可视化模块400用于使用脑树图展现所述目标源地址的资金来源信息和资金去向信息。

图2为本发明一个示例中的可视化结果图。如图2所示，初始时只有一个根节点v₀＝(α₀,U₀),其中v₀为初始资产(即为被追踪的资产)，标签α₀默认为空，集合U₀只有一个u：

u＝(36EA...QviN,0,0)。

u的数据结构为u＝(a,m,d)，其中a是比特币地址，m是该地址包含的金额，d是地址所处深度。地址a＝36EA...QviN，该地址所属资产的金额m＝0，所处深度d＝0，以v₀为起点，设置追踪层数level＝5，分别向左和向右进行追踪，可以得到源资产v₀的资金来源和资金去向，最终是追踪结果为具有共同根节点的两棵树τ_l和τ_r。

本发明实施例提供的区块链交易的追踪系统，将地址及详情以用户为单位聚合成资产，以资产作为图的点，更清晰的表示用户之间资金的流动关系(基于图的节点聚合)；裁剪粉尘交易，过滤无效地址，使得追踪更有效率，以点带面，让图重点展示源地址的主要资金的流动，集中在主要的交易和地址(基于图的中心性算法对节点进行权重排名)；使用脑树图展现源地址的主要资金来源和主要资金去向，用线的粗细程度进行用户余额和转账金额的可视化，更加简洁清晰。

另外，本发明实施例的区块链交易的追踪系统的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件与软件组合来实现。当应用软件时，可以将相应功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种区块链交易的追踪系统，其特征在于，包括：

交易获取模块，用于实时获取区块链上包含目标源地址的目标交易信息；

交易追踪模块，用于根据所述目标源地址进行搜索得到相关交易信息，并根据所述目标交易信息和所述相关交易信息进行聚合得到目标资产；所述交易追踪模块用于使用广度优先搜索算法根据所述目标源地址进行搜索得到相关交易信息，交易追踪模块用于对所述目标资产建立资产来源树τ_l和资产去向树τ_r；所述资产来源树τ_l和所述资产去向树τ_r中的节点v＝(α，U)表示一笔资产，α为用户标签，U为地址及详情u的集合，所述资产来源树τ_l和所述资产去向树τ_r具有相同的根v₀＝(α₀，U₀)，其中v₀表示初始资产，α₀表示v₀所属的标签，U₀表示v₀包含的地址及详情，所述资产来源树τ_l记录所述根v₀＝(α₀，U₀)的资产来源，所述资产去向树τ_r记录所述根v₀＝(α₀，U₀)的资产去向，所述资产来源树τ_l和所述资产去向树τ_r中树的边表示两笔资产的转账关系；

资产去向树τ_r的建立过程为：采用广度优先搜索算法对v₀进行右侧的交易追踪，追踪过程为：

追踪起点为v₀，算法输出是两个集合V和E，V包含了v₀以及经过筛选后追踪到的所有相关资产v，E包含了V集合里面节点的关联信息e，可以实现节点之间的连线；

初始化时V＝{v₀}，同时初始化一个队列Q＝[v₀]和一个空的集合E；设置一个深度常数level，用来控制搜索的深度，v₀的深度为0；

搜索从深度level＝1开始，将队列Q中的每一笔资产依次弹出赋给临时资产节点v，使用T←g_r(U)方法，t←g_l(u)、t←g_r(u)分别表示获取u的左侧交易和右侧交易，进一步定义T←G_l(U)、T←G_r(U)，分别表示对U中每个u运行g_l(u)、g_r(u)并把结果去重合并为T，U为地址及详情u的集合，T为交易t的集合，对一笔交易而言，输入是左侧的，输出是右侧的，左侧和右侧分别代表了资产的来源和去向，根据v的地址及详情集合U获得v的输出交易集合T_i，遍历集合T_i，得到v的输出地址及详情集合U_i，使用地址过滤模块，对地址及详情集合U_i中的每一个u_i进行权重排名，一个长度为N的队列Q记作Q＝[r，...，r]；队列是一种先入先出的数据结构，有成员函数Q.push(r)、a＝Q.pop()，分别表示在队尾插入元素r，和删除队头的元素r；

对集合U_i中所有地址进行排名后，可以过滤掉许多属于粉尘交易的地址，剩余的地址及详情构成可追踪集合U_k，然后根据函数U_α←H(U)将可追踪集合U_k分成具有不同标签的集合U′_α1，U′_α2，...，U′_αn，地址标签索引模块，提供α←h(a)的接口，可以查询所属的用户标签α，函数α←h(a)表示根据地址获取用户标签，其中a为地址，α为用户标签，定义u_α＝(d，m，a，α)，其中带用户标签的u为u_α，d是该地址所代表节点在图中所处的深度，m是该地址包含的金额，a是地址，α为用户标签，函数U_α←H(U)表示对U中的每个地址及详情u获取用户标签α，将u转换为u_α，并汇总为U_α，这些地址及详情集合与对应的标签构成新的资产v_α1，v_α2，...，v_αn，并且他们的深度level＝v的深度+1，将他们加入到队列Q中，作为下次循环中的起始地址使用，然后将这些新生成的资产与v进行“连线”，分别将“连线”信息存入e₁＝(v，v_α1，m_α1)，e₂＝(v，v_α2，m_α2)，...，e_n＝(v，v_αn，m_αn)，每层循环结束后，队列Q中将只包含下一深度可追踪地址对应的资产；

直至level到达设置的循环深度或者该层循环中未追踪到新的地址，即队列Q为空，追踪结束，返回追踪结果集合V和集合E；

交易过滤模块，用于对所述目标资产中的地址及详情进行筛选，以滤除粉尘交易的地址；

数据可视化模块，用于展现所述目标源地址的资金来源信息和资金去向信息。

2.根据权利要求1所述的区块链交易的追踪系统，其特征在于，所述交易获取模块包括：

交易索引模块，用于提供根据所述目标源地址搜索资源来源和资金去向的第一接口；

用户标签索引模块，用于提供根据地址查询用户标签的第二接口。

3.根据权利要求1所述的区块链交易的追踪系统，其特征在于，所述交易过滤模块用于使用图的中心性算法对所述目标资产中的地址进行查询。

4.根据权利要求1所述的区块链交易的追踪系统，其特征在于，所述数据可视化模块用于使用脑树图展现所述目标源地址的资金来源信息和资金去向信息。

5.根据权利要求3所述的区块链交易的追踪系统，其特征在于，所述图的中心性算法的公式为：

其中，v是想要计算的节点，PR(v)表示节点v的重要程度，v₁到v_n是具有转账关系的节点；d为阻尼系数，d的范围(0，1)，C(v)是节点v的出度，v，v₁，...，v_n表示资产。

6.根据权利要求5所述的区块链交易的追踪系统，其特征在于，所述d为0.85。

7.根据权利要求1所述的区块链交易的追踪系统，其特征在于，所述可视化模块使用线的粗细来表示线上的金额大小关系。

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