CN116503166A - 一种以太坊链上交易资金的追踪方法及追踪系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种以太坊链上交易资金的追踪方法，该方法解析区块链数据并搭建图数据库、查询与筛选目标地址相关交易、构建交易子图、对子图中的交易进行语义分析、构建目标资金集、以时序遍历子图中的交易并传递目标资金。本申请基于链上数据，在指定了追踪参数的条件下，可以实现自动化分析地址资金流，排除无关交易，整理出从源地址起始的多条资金链路，并且指出各条链路资金包含初始资金的百分比，实现了针对具体交易资金流向分析。本发明能够追踪多种代币类型，且能简化换币交易的交易链路，并解析跨链交易中的目标链以及目标地址。

Description

一种以太坊链上交易资金的追踪方法及追踪系统

技术领域

本发明涉及互联网领域，具体涉及一种以太坊链上交易资金的追踪方法及追踪系统。

背景技术

随着去中心化金融的迅猛发展，加密货币领域涌入大量资金。由于加密货币天然具有一定的匿名性，并且可以实现跨境资金流动，因此被许多不法分子用于洗钱活动。通过分析资金流，可以在一些情况下定位到地址拥有者的身份。

现有的链上追踪方案往往只能针对原生代币或者几种代币进行追踪。且当涉及一些具有语义的交易时(如换币交易、跨链交易)，这些追踪方法往往无法继续扩展。此外，由于链上的用户会将资金进行分发与汇集，用户想具体分析的部分资金往往会与一些无关的资金混合在一起，那么当起始资金在一笔交易中占比非常小时，不应当继续追踪扩展。由于多种限制，资金的追踪效果往往不尽如人意。且对加密货币交易网络进行追踪分析，还有如下问题需要解决：

(1)需要能够自动化筛选目标资金；

(2)需要对起始资金在交易中的占比进行建模；

(3)需要对交易的语义进行分析；

(4)需要在适当的地址停止追踪，取得有效的信息辅助定位地址拥有者身份。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种以太坊链上交易资金的追踪方法及追踪系统，该方法和系统能够更加高效、自动化的方法来对资金流进行分析，并通过百分比的形式对不同的资金链路给予不同的权重。对于用户关注的资金流有更好的分析效果。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：

一种以太坊链上交易资金的追踪方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：解析区块链的链上数据，搭建图数据库；

步骤二：根据用户给定的与目标资金相关的初始参数，在所述图数据库中查询并筛选与目标资金的源地址相关的交易，构建交易子图；

步骤三：对所述交易子图中的所有交易进行语义分析，具体为：首先使用函数签名对交易子图中的所有交易进行匹配，并标记与交易相关的特征，对所述函数签名匹配不上的交易，使用启发式算法对其语义进行分析并标记；

步骤四：根据用户给定的与目标资金相关的若干个源交易，汇总每个源交易中用户关注的目标资金的代币类型、数量及所在地址，构建初始目标资金集合；并对交易子图中的交易排序，以时序遍历所述交易子图中的交易并传递目标资金；其中，当目标资金的子集传递到边界实体或者当前交易中的目标资金的子集占整个目标资金的比例小于阈值时，停止当前该笔目标资金的传递；

所述边界实体包括交易所、服务提供商、闪兑平台、已知的个人。

进一步地，所述步骤二中的用户给定的与目标资金相关的初始参数包括追踪源交易、追踪深度、价值阈值以及追踪所涉及的区块区间。

进一步地，所述步骤二具体包括如下子步骤：

确定目标资金所属的源交易的区块高度，从起始地址开始向下搜索区块高度区间内与源地址关联的所有交易，同时为交易补充标签信息，构建从追踪源地址起始相关联的交易子图；对交易进行处理时，单条交易中信息包含：交易哈希、交易的源地址、交易的目的地址、函数签名、交易输入、交易输出、交易内的转账信息、标签信息。

进一步地，步骤二中，用户给定的与目标资金相关的初始参数通过如下方式来确定：

用户给定的待追踪的目标资金在起始时仅位于一笔交易中时，根据用户给定的待追踪的目标资金所在交易，从该笔交易中提取交易的资金及所在区块的高度作为追踪的起始参数；当用户给定的待追踪的目标资金在起始时为多笔交易时，则将多笔交易中的资金作为目标资金进行分析，将多笔交易中最小的区块高度作为追踪的起始区块。

进一步地，所述步骤三中，交易的语义分为转账、换币和跨链三种。

进一步地，所述步骤三中，标记与交易相关的特征具体为标记交易类型，同时，对于换币交易，还需标记该笔交易的转账目的地址和转账源地址获得的代币类型以及数量；对于跨链交易，还需标记跨链的目标链及目标地址。

进一步地，所述步骤四中，构建初始资金集合时，按照用户给定的每个源交易中目标资金的价值，为每个源交易赋予初始权重。

进一步地，所述步骤四中，对于三种交易，目标资金的权重的计算公式如下：

目标资金的权重＝(交易中转移的代币数量/转账源地址中该种代币总量)×转账源地址中该中代币占初始目标资金的比例

另外，对于转账交易和跨链交易，若转账目的地址中不存在交易的代币，则在转账目的地址中新建代币类型，并赋予该代币占初始目标资金的比例；若存在，则修改其目标资金的百分比；同时，修改转账源地址给出的代币占初始目标资金的比例；

对于换币交易，若转账源地址中不存在换回的代币，则在转账源地址中新建代币类型，并赋予该代币占初始目标资金的比例；若存在，则修改其目标资金的百分比；同时，修改交易目标地址给出的代币占初始目标资金的比例。

一种以太坊链上交易资金的追踪系统，该系统包括：

解析模块，用于解析区块链的链上数据，获取链上的交易信息；

交易筛选模块，用于筛选与目标资金相关的交易，构建交易子图；

交易分析模块，用于对交易子图中的所有交易的语义进行分析，并对所有交易进行标记；

目标资金子集分析模块，用于遍历所述交易子图，构建并传递目标资金的子集；

输出模块，输出与目标资金相关的交易链路以及每个交易链路最终的状态，并将结果返回并可视化。

本发明基于公开的链上数据，可以在用户指定的条件下，实现对追踪目标源地址进行分析。与现有的交易追踪方法相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的追踪方法对交易进行语义分析，先使用函数签名对所有交易进行匹配，当函数签名匹配不上该笔交易时，则使用启发式算法对其语义进行分析并标记，从而使本发明的方法能够追踪多种代币类型，且能简化换币交易的交易链路，仅获取交易资金给到换币商和从换币商得到的交易资金这两条交易链路，不用深入探究换币商内部的复杂交易形式，从而在一个交易流图中更好地描述整个交易资金的传递流程。同时，能够解析跨链交易中的目标链以及目标地址。

(2)基于其针对具体资金进行分析的模型，本发明可以有针对性地找到与这些具体资金相关的交易以及间接相关的交易，并通过权重描述其与目标资金的相关程度，更能辅助用户分析交易资金转移的重点链路。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提出的以太坊链上交易资金的追踪方法的流程图。

图2是本申请实施例提出的从追踪源地址A出发进行资金流追踪分析所得结果的示意图。

图3是本申请实施例提出的以太坊链上交易资金追踪系统的示意图。

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明针对现有技术的不足，本发明提出一种以太坊链上交易资金的追踪方法及追踪系统，该方法和系统能够更加高效、自动化的方法来对资金流进行分析，并通过百分比的形式对不同的资金链路给予不同的权重。对于用户关注的资金流有更好的分析效果。

参考图1，图1为本申请一实施例提出的一种以太坊链上交易资金追踪方法流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S11、解析区块链的链上数据，搭建图数据库；

步骤S12、根据用户给定的与目标资金相关的初始参数，在图数据库中查询并筛选与目标资金的源地址相关的交易，构建交易子图；

输入参数包括追踪源交易、追踪深度、价值阈值以及追踪所涉及的区块区间。

本申请中所指的目标地址为追踪源地址。给定追踪源交易，该交易为转账交易，方法分析交易中收到资金的地址，提取该地址作为目标地址，并提取交易中所涉及的资金以及该笔交易所在的区块高度作为追踪的起始参数。如果给出多笔交易，则将以多笔交易中的资金作为目标资金进行分析，追踪的起始区块为所有交易中最小的区块高度。

确定目标资金所属的源交易的区块高度，从起始地址开始向下搜索区块高度区间内与源地址关联的所有交易，同时为交易补充标签信息，构建从追踪源地址起始相关联的交易子图；对交易进行处理时，单条交易中信息包含：交易哈希、交易的源地址、交易的目的地址、函数签名、交易输入、交易输出、交易内的转账信息、标签信息。

搜索过程中，当一笔交易的阈值小于价值阈值时，将不会继续对下一跳地址进行扩展。当交易跳数达到设定的追踪深度时，将不会继续进行扩展。至此，得到了从源地址出发的交易子图。

此处的跳数指地址之间的距离。一笔交易中，当地址A向地址B转账时，A到B的距离为1跳。若地址B向地址C转账，那么A到C的距离为2跳。

步骤S13、对所述交易子图中的所有交易进行语义分析，具体为：首先使用函数签名对交易子图中的所有交易进行匹配，并标记与交易相关的特征，对所述函数签名匹配不上的交易，使用启发式算法对其语义进行分析并标记。

本申请中，语义分析指对交易的目的进行建模。方法中将交易分为转账、换币和跨链三种语义。同时，对于换币交易，还需标记该笔交易的转账目的地址和转账源地址获得的代币类型以及数量；对于跨链交易，还需标记跨链的目标链及目标地址。

标记与交易相关的特征具体为标记交易类型，同时，对于换币交易，还需标记该笔交易的转账目的地址和转账源地址获得的代币类型以及数量；对于跨链交易，还需标记跨链的目标链及目标地址。

步骤S14、根据用户给定的与目标资金相关的若干个源交易，汇总每个源交易中用户关注的目标资金的代币类型、数量及所在地址，构建初始目标资金集合；并对交易子图中的交易排序，以时序遍历所述交易子图中的交易并传递目标资金；其中，当目标资金的子集传递到边界实体或者当前交易中的目标资金的子集占整个目标资金的比例小于阈值时，停止当前该笔目标资金的传递。

另一方面，构建初始资金集合时，按照用户给定的每个源交易中目标资金的价值，为每个源交易赋予初始权重。对于三种交易，目标资金的权重的计算公式如下：

目标资金的权重＝(交易中转移的代币数量/转账源地址中该种代币总量)×转账源地址中该中代币占初始目标资金的比例

另外，对于转账交易和跨链交易，若转账目的地址中不存在交易的代币，则在转账目的地址中新建代币类型，并赋予该代币占初始目标资金的比例；若存在，则修改其目标资金的百分比；同时，修改转账源地址给出的代币占初始目标资金的比例；

对于换币交易，若转账源地址中不存在换回的代币，则在转账源地址中新建代币类型，并赋予该代币占初始目标资金的比例；若存在，则修改其目标资金的百分比；同时，修改交易目标地址给出的代币占初始目标资金的比例。

本实施例中使用了一种标记资金流的方法。方法中将地址与资金建模为状态机模型，使用地址与代币种类可以唯一标志一种目标资金，所有的目标资金集合即整个状态机。每一笔导致目标资金集合产生变化的交易就是与目标资金有关的交易，而不对目标资金集合产生影响的交易则与目标资金无关，其步骤如下：

(1)、根据用户所输入交易所在的区块高度作为追踪的起始参数。如果给出多笔交易，则将以多笔交易中的资金作为目标资金进行分析，追踪的起始区块为所有交易中最小的区块高度；

(2)、根据用户设定的条件初始化目标资金集合；

(3)、遍历交易子图中的交易，传递目标资金，修改目标资金集的状态。当目标资金传递到边界实体时，停止这部分目标资金的传递。

步骤四、当整个交易子图遍历完毕，目标资金集的状态即是最终状态。

以一个例子来说明步骤S14中的传递目标资金的过程。假设当前交易原地址所拥有的Ether占据目标资金的20％。下例中，假设转账源地址在单笔交易内使用了地址内的所有Ether，如果仅使用了部分，则以使用部分的百分比计算即可。那么目标资金传递的计算如下：

转账交易中，转账源地址将所有的Ether转移到了转账目的地址。此时移除转账源地址的Ether目标资金。若转账目的地址已存在Ether目标资金，则将其目标资金百分比增加20％。若转账目的地址不存在Ether目标资金，则为交易目标地址新建一个Ether目标资金，将其目标资金百分比设置为20％。在该情景下，若交易目标地址为边界实体，则将该部分的目标资金标记为停止状态，不再传递。

跨链交易中，转账源地址将所有的Ether转入跨链桥B。此时移除转账源地址的Ether目标资金。若B已存在Ether目标资金，则将其目标资金百分比增加20％。若B不存在Ether目标资金，则为B新建一个Ether目标资金，将其污点百分比设置为20％。且这部分的目标资金将记录为停止状态，不再继续传递。同时，标记跨链交易的目的地址以及目的链；

换币交易中，转账源地址将所有的Ether通过换币服务提供商换为了USDC。此时移除A的Ether目标资金。若A已存在USDC目标资金，则将其目标资金百分比增加20％。若不存在USDC目标资金，则为A新建USDC目标资金，其目标资金百分比设置为20％。

本申请中已知实体包括：交易所、已知的个人、服务提供商、闪兑平台。当资金流入交易所以及个人地址时，可以定位到地址的持有者信息。而当资金进入混币服务或者闪兑平台后，则难以对资金进一步分析。因此将上述实体设定为停止条件。

基于同一发明构思，本申请一实施例提供了一种以太坊链上交易资金追踪系统。参考图3，该系统包括：

解析模块，用于解析区块链的链上数据，获取链上的交易信息；

交易筛选模块，用于筛选与目标资金相关的交易，构建交易子图；

交易分析模块，用于对交易子图中的所有交易的语义进行分析，并对所有交易进行标记；

目标资金子集分析模块，用于遍历所述交易子图，构建并传递目标资金的子集；

输出模块，输出与目标资金相关的交易链路以及每个交易链路最终的状态，将结果返回并可视化。

下面为本申请中的一个实施例为针对链上攻击者的脏款流向分析。以2022年3月发生的Ronin Bridge事件进行分析，攻击者通过攻击获得了价值约5.5亿美元的Ether以及USDC。攻击使用了两笔交易，获得了173600Ether以及25500000USDC，两笔交易分别为0xc28fad5e8d5e0ce6a2eaf67b6687be5d58113e16be590824d6cfa1a94467d0b7以及0xed2c72ef1a552ddaec6dd1f5cddf0b59a8f37f82bdda5257d9c7c37db7bb9b08。

将这两笔攻击交易作为输入，设置追踪的深度为5跳，设置追踪的区间为交易所在区块高度至链上最新区块。系统提取交易中的资金作为目标资金，并根据当时的价值计算两种代币的权重。在当时，Ether价值约526355000美元，USDC价值约25500000美元，总价值约为551855000美元。因此初始化后，初始目标资金集状态如表1所示：

表1对0x098b71地址分析时的初始目标资金集状态

随后根据将攻击者地址0x098b716b8aaf21512996dc57eb0615e2383e2f96作为追踪源地址进行交易的筛选，构建与追踪源地址相关的交易子图。并对子图中的交易进行语义分析。随后对时序遍历子图中的交易，构建与传递目标资金集合。

表2中给出对0x098b71地址分析时所涉及的部分交易最终输出的格式。由于篇幅限制，仅给出真实交易/地址Hash的前几位。

在追踪停止后，部分地址内仍然留有余额，系统将一并输出其状态。该实施例中部分地址最终停止追踪时的状态表3所示。

表2对0x098b71地址分析时的部分交易的输出格式

表3：对0x098b71地址分析时的部分地址最终停止追踪时的状态

地址	代币种类	目标资金数量	代币总量	目标资金百分比
					0x53b693	Ether	79.48	79.48	0.044
0x087233	Ether	3.29	3.29	0.0018

本申请中第二实施例为针对用户所关心的特定资金流向进行分析，以从混币器Tornado Cash的取款分析为例。0xdd378e40ac3a650ca3f13d9c5bafae951998643a发起了14笔交易从Tornado Cash中取得371.4Ether。将14笔交易作为输入，设置追踪的深度为5跳，设置追踪的区间为交易所在区块高度至链上最新区块。系统提取交易中的资金作为目标资金进行初始化，得到的结果如表4所示。

表4对0xdd378e地址分析时的初始目标资金集状态

根据将地址0xdd378e40ac3a650ca3f13d9c5bafae951998643a作为追踪源地址进行交易的筛选，构建与追踪源地址相关的交易子图。并对子图中的交易进行语义分析。随后对时序遍历子图中的交易，构建与传递目标资金集合。

表5中给出对0xdd378e地址分析时所涉及的部分交易输出的格式。由于篇幅限制，仅给出真实交易/地址Hash的前几位。

在追踪停止后，该地址内仍然留有余额，输出其状态。在该实施例中，地址最终停止追踪时的状态如表6所示。

表5对0xdd378e地址分析时的部分交易的输出格式

表6对0xdd378e地址分析时的地址最终停止追踪时的状态

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种以太坊链上交易资金的追踪方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一：解析区块链的链上数据，搭建图数据库；

步骤二：根据用户给定的与目标资金相关的初始参数，在所述图数据库中查询并筛选与目标资金的源地址相关的交易，构建交易子图；

步骤三：对所述交易子图中的所有交易进行语义分析，具体为：首先使用函数签名对交易子图中的所有交易进行匹配，并标记与交易相关的特征，对所述函数签名匹配不上的交易，使用启发式算法对其语义进行分析并标记；

步骤四：根据用户给定的与目标资金相关的若干个源交易，汇总每个源交易中用户关注的目标资金的类型、数量及所在地址，构建初始目标资金集合；并对交易子图中的交易排序，以时序遍历所述交易子图中的交易并传递目标资金；其中，当目标资金的子集传递到边界实体或者当前交易中的目标资金的子集占整个目标资金的比例小于阈值时，停止当前该笔目标资金的传递；

所述边界实体包括交易所、服务提供商、闪兑平台、已知的个人。

2.根据权利要求1所述的以太坊链上交易资金的追踪方法，其特征在于，所述步骤二中的用户给定的与目标资金相关的初始参数包括追踪源交易、追踪深度、价值阈值以及追踪所涉及的区块区间。

3.根据权利要求1所述的以太坊链上交易资金的追踪方法，其特征在于，所述步骤二具体包括如下子步骤：

确定目标资金所属的源交易的区块高度，从起始地址开始向下搜索区块高度区间内与源地址关联的所有交易，同时为交易补充标签信息，构建从追踪源地址起始相关联的交易子图；对交易进行处理时，单条交易中信息包含：交易哈希、交易的源地址、交易的目的地址、函数签名、交易输入、交易输出、交易内的转账信息、标签信息。

4.根据权利要求1所述的以太坊链上交易资金的追踪方法，其特征在于，步骤二中，用户给定的与目标资金相关的初始参数通过如下方式来确定：

用户给定的待追踪的目标资金在起始时仅位于一笔交易中时，根据用户给定的待追踪的目标资金所在交易，从该笔交易中提取交易的资金及所在区块的高度作为追踪的起始参数；当用户给定的待追踪的目标资金在起始时为多笔交易时，则将多笔交易中的资金作为目标资金进行分析，将多笔交易中最小的区块高度作为追踪的起始区块。

5.根据权利要求1所述的以太坊链上交易资金的追踪方法，其特征在于，所述步骤三中，交易的语义分为转账、换币和跨链三种。

6.根据权利要求5所述的以太坊链上交易资金的追踪方法，其特征在于，所述步骤三中，标记与交易相关的特征具体为标记交易类型，同时，对于换币交易，还需标记该笔交易的转账目的地址和转账源地址获得的代币类型以及数量；对于跨链交易，还需标记跨链的目标链及目标地址。

7.根据权利要求5所述的以太坊链上交易资金的追踪方法，其特征在于，所述步骤四中，构建初始资金集合时，按照用户给定的每个源交易中目标资金的价值，为每个源交易赋予初始权重。

8.根据权利要求7所述的以太坊链上交易资金的追踪方法，其特征在于，所述步骤四中，对于三种交易，目标资金的权重的计算公式如下：

目标资金的权重＝(交易中转移的代币数量/转账源地址中该种代币总量)×转账源地址中该中代币占初始目标资金的比例

另外，对于转账交易和跨链交易，若转账目的地址中不存在交易的代币，则在转账目的地址中新建代币类型，并赋予该代币占初始目标资金的比例；若存在，则修改其目标资金的百分比；同时，修改转账源地址给出的代币占初始目标资金的比例；

对于换币交易，若转账源地址中不存在换回的代币，则在转账源地址中新建代币类型，并赋予该代币占初始目标资金的比例；若存在，则修改其目标资金的百分比；同时，修改交易目标地址给出的代币占初始目标资金的比例。

9.一种以太坊链上交易资金的追踪系统，其特征在于，该系统包括：

解析模块，用于解析区块链的链上数据，获取链上的交易信息；

交易筛选模块，用于筛选与目标资金相关的交易，构建交易子图；

交易分析模块，用于对交易子图中的所有交易的语义进行分析，并对所有交易进行标记；

目标资金子集分析模块，用于遍历所述交易子图，构建并传递目标资金的子集；

输出模块，输出与目标资金相关的交易链路以及每个交易链路最终的状态，并将结果返回并可视化。