物流服务交易区块链与蚁群智能合约算法研究

为解决物流服务交易中供应商、生产商、用户等多方参与者之间的信用关系缺失,提高制定合约的效率,避免干扰合约的正常执行以及传统合约的可抵赖性、可篡改性以及不可追溯性等问题,提出了物流服务交易区块链与蚁群智能合约算法。分析传统的物流服务交易模式存在的问题,提出一种新的物流服务交易合约概念模型,并利用区块链和智能合约的特点和优势,以及物流服务交易中的信息发布、谈判、议价、制定合约等交易环节和区块链的链接关系,构建一种去中心化的物流服务交易智能合约区块链模型。以该模型为基础,依据物流服务交易合约的工作流程以及蚁群算法的特点,设计了物流服务交易区块链与蚁群智能合约算法。在多节点物流服务交易仿真平台进行实验,实验结果表明,该算法实现了基于区块链的多物流用户服务交易智能合约的创建、存储和自动执行,整个过程透明可跟踪、共识且不可篡改。因此,该算法是基于区块链解决物流服务交易问题的一种有效方法。     

基于区块链和智能合约的财务管理系统建设

财务管理是企业信息化建设中的一个核心环节,也是企业进行人力资源管理、业务流程控制与资金风险预判的重要依据。区块链技术的出现为企业进行财务管理系统的设计和改进提供了一种全新的设计思路,利用区块链技术本身所具有的去中心化和不可篡改的特性,可以保证企业财务管理系统中各类成本、支出、决算等数据的安全性和真实性。该文以区块链技术中的智能合约在中铁某企业财务管理系统中的应用为切入点,提出并设计了一种去中心化的系统设计方案,通过将智能合约与施工合同进行有机结合,确保只要施工合同进行交易,智能合约就能被即时触发,该机制从技术上确保了合同规定的权利与义务的严密执行,除此之外,智能合约还可扩展至多方交易,从而进一步简化传统多方交易面临的手续复杂等问题。同时,基于区块链技术上构建的多层次数据安全和追溯手段,也为企业的财务分析与决策提供技术支撑。     

基于区块链技术的公平合约交换协议的实现

当前的区块链技术,只在链上实现了“利益”的可信传递,而对应的“责任”传递还未有对应的链上实现,其关键问题是“责任”的载体及“责任”传递的接收确认.只包含“利益”的链上传递,因此,链上建立的信任关系是单向的,无法建立传递发起方对接收方的信任.从线上公平合约交换协议研究出发,给出了无可信第三方的、基于区块链技术的、确定性的线上公平合约交换协议的实现,同时改变了目前交易类型区块链技术的单向信任关系,通过附加协议,在区块链参与节点之间建立了多向信任关系.改造交易类型的区块链数据结构,将交易类型区块链的交易内容转换为待签合约,多方之间发送“转账”交易单,在链内共识协议的控制下,实现多方之间对合约不可抵赖的签名确认.本协议规定：多方在链接的交易单之中完成随机顺序签名确认后,为合约生效的唯一确认.由于区块链交易数据的公开性、不可篡改性和不可否认性,避免了合约任何一方的作弊行为,既保证了合约交换过程的公平性,也保证了合约交换完毕之后的均势.同时,为多方合约提供了实时动态管理功能,包括合约内容的追加、更新和删除.最后讨论了该协议的公平性、隐私性及共识机制的选择问题.     

基于区块链技术的P2P电能交易平台与配电网协同仿真

为了推动能源交易公平以及区块链技术在电力交易领域的应用,实现P2P电能交易平台与配电网高效配合,提出一种基于区块链技术的P2P电能交易平台与配电网的协同仿真框架.根据区块链去中心化、安全性强、可追溯的特点,提出分布式双边拍卖机制,结合智能合约,建立了能源交易模型并进行了仿真分析.最后,根据建立的协同仿真模型,通过两个场景下配电网参数的比较分析,得出了P2P电能交易机制对配电网影响的相关结论,为实现能源高效利用,电能交易安全稳定以及区块链技术在电能交易领域的落地推广提供了理论基础和技术支撑.     

基于星火区块链的跨链机制

针对当前区块链技术飞速发展的过程中,不同区块链之间相对孤立,数据不能交互共享的问题,提出一种基于星火区块链的跨链机制.首先,对常见跨链技术和当前主流跨链项目作了分析,研究了不同技术和项目的实现原理,并总结了它们的区别和优缺点;然后,利用主子链模式的区块链架构,设计了智能合约组件、交易校验组件、交易超时组件等关键核心组件...     

双链式区块链交易监管研究

最近,作为去中心化的分布式帐本,区块链使人们能够在不可信赖的环境中进行安全可靠的交易,慢慢地被应用于各个领域。但是,逐渐出现了一些问题,用户隐私信息泄露,存在非法的交易且缺乏有效的监管,智能合约市场存在漏洞等。针对区块链非法交易,提出了监管链的概念,并建立了可以有效监管区块链交易的交易区块链（TBC）和监管区块链（RBC）双链结构。为了提高智能合约的安全性,进一步在监管链中建立智能合约市场,并设计了用于智能合约功能校验的零知识证明算法。理论和数据分析表明,双链结构具有高效率和可扩展性强。实验结果表明机器学习算法对于区块链交易数据的分类准确性达到95.0%,并证明了零知识证明校验智能合约功能的可行性。     

基于录制重放的区块链交易执行追溯方法

区块链上运行的智能合约具有一经部署难以修改、调用执行需经过共识等特点, 现有的需要修改智能合约代码或打断其执行过程的调试方法难以直接应用到智能合约上. 由于智能合约的运行过程由区块链交易顺序执行过程组成, 实现对区块链交易执行过程的追溯是提升智能合约可调试性的一个有效途径. 对区块链交易执行过程进行追溯主要目标是找出一条已经出块的区块链交易是如何得到当前的执行结果的. 区块链交易的执行依赖于区块链内部状态, 且该状态取决于之前区块链交易的执行结果, 因此存在着传递性依赖. 区块链交易的依赖性和区块链所提供的执行环境的特点给区块链交易执行追溯带来了挑战. 区块链交易执行追溯面临的挑战主要有3方面, 即如何从智能合约部署的生产环境中获取足够追溯的信息、如何获取区块链交易之间的依赖关系, 以及如何保证追溯结果与实际在线执行过程一致. 提出了一种基于录制重放的区块链交易执行追溯方法, 在合约容器中建立录制重放机制, 无需修改合约代码即可支持交易执行中对状态读写操作的录制, 并且不会打断智能合约运行; 提出了基于状态读写的交易依赖分析算法, 支持对存在依赖关系的前序交易进行按需回溯; 此外, 设计了录制读写操作记录的验证机制, 确保重放的执行过程与真实执行过程之间的一致性可被验证. 所提出的方法能够追溯区块链交易调用智能合约的执行过程, 可用于智能合约调试, 并且当智能合约异常造成损失时可用于举证. 在实验中对比了将录制的读写操作记录存储于链上和存储于链下之间的性能差异, 通过案例研究展示了所提方法在追溯区块链交易执行方面的有效性和优点.     

企业级区块链技术综述

在传统跨机构交易的企业应用中,各个机构都是独立记录己方的交易数据,机构间数据的差异会引起争议,通常需要人工对账或中介机构来解决,因而增加了结算时间和交易费用.区块链技术实现了交易数据在写入前共识验证、写入后不可篡改的分布式记账,可信地保证了多机构间的数据一致性,避免了人工对账和中介机构.区块链是一种去中心化、不可篡改、可追溯、可信的、多方共享的分布式数据库,企业级区块链是节点加入需经许可的适用于企业级应用的区块链技术.结合Hyperledger Fabric,Corda和Quorum等企业级区块链平台,提出了企业级区块链的系统架构;从交易流程、区块链网络、共识机制、区块链数据、智能合约、隐私保护几方面阐述了企业级区块链的原理与技术;针对企业级区块链的现状,总结了当前的研究挑战与未来的发展趋势.     

智能合约漏洞检测工具研究综述

智能合约是区块链平台实现交易的重要组件,为多方交易间信任问题提供了一种有效的解决方案.智能合约不仅管理高价值代币还具有不可更改等特性,导致近年来智能合约多次遭受安全威胁.目前出现了大量关于智能合约安全性的研究,其中智能合约漏洞检测成为主要关注点.文中系统分析了智能合约安全问题,从是否执行合约的角度将漏洞检测工具分为静态检测工具和动态检测工具,并对检测工具进行对比分析,重点分析现有检测工具的漏洞检测能力,介绍了 16种检测技术的原理及优缺点;最后,对如何提高智能合约安全性进行展望,提出了 3个可能提高智能合约安全性的研究方向.     

基于区块链的游戏资产交易平台研究

区块链的去中心化、公开透明、安全可靠、不可篡改等特征给网络游戏中的资产交易提供了新的发展方向。区块链技术可以很好地解决现有游戏交易平台中存在的安全隐患。通过分析现有游戏资产交易平台现状以及存在的弊端，提出了一种基于区块链技术的游戏资产交易平台。详细介绍了区块链游戏资产交易平台中使用的关键技术：数据区块、P2P网络、数字加密技术、共识，提出总体设计架构，讲解具体交易流程和交易验证过程，最后对区块链现有技术存在的不足进行分析说明。     

基于区块链和博弈论的碳交易多方定价机制研究与系统设计

随着全球气候变化问题的日益突出,碳交易作为一种重要的环保手段逐渐受到广泛关注。在碳交易中,多方定价机制被广泛应用。本文探讨了基于区块链和博弈论的碳交易多方定价机制设计。通过使用区块链技术记录碳交易的信息和智能合约实现自动化执行和多方协作,该机制可以增加碳交易的透明度和可信度。通过基于博弈论的多方定价机制帮助找到最优的定价策略,以实现碳交易的公平和合理。同时,还采用机器学习和数据分析技术,根据历史交易数据对碳交易单价及市场未来趋势进行预测,为交易者带来更精确的参考建议。此外,本文还设计并实现了一个基于区块链和博弈论的碳交易系统,并且对该系统的可行性进行了验证,证明了最优的定价策略在该系统中是可行的。已确认并按要求修改     

Energy trading scheme based on consortium blockchain and game theory

With the gradual opening of the electricity sales market, distributed energy trading is becoming an important research topic. However, it is not easy to design practical energy trading schemes in distributed scenario. In particular, known distributed energy trading schemes do not address the security of transaction data and the maximization of benefits among all the participants. In this paper, we propose a distributed energy trading scheme based on consortium blockchain and game theory. In our scheme, a peer-to-peer trading platform is constructed to realize direct transactions among all the participants by the property of decentralization in consortium blockchain. The direct transactions greatly reduce operating costs of energy trading, and at the same time, the security of transaction data can be obtained by the cryptographic techniques such as digital signatures and hash functions associated with the underlying blockchain. Moreover, we design an energy transaction matching mechanism by game theory in our scheme. In the matching mechanism, we construct a game model among all the participants and design an equilibrium solving algorithm, which are the key techniques to realize the maximization of benefits among all the participants in energy trading. The security analysis and experimental results show that our scheme can realize the best transaction price and quantity in the transaction matching and has high security in distributed energy transaction scenarios.     

基于区块链的公平预付卡管理方案

近年来预付费消费模式倍受商家和消费者的青睐,在娱乐健身、教育培训、商超零售等服务业中得到广泛应用。现有预付卡管理中存在商家欺诈高发、商家违约频发、监管不善等诸多问题,难以保障消费者的权益。当前,基于区块链的智能合约技术具有去中心化、安全性高、可验证等特性,可用来有效管理预付卡,为解决预付卡管理存在的问题提供了新思路。因此提出了一种基于区块链的公平预付卡管理方案,消费者和商家通过与智能合约的交互完成交易,利用智能合约的暂存价值完成预付款的管理。消费者和商家共同确认消费成功后,由智能合约自动结算本次消费费用给商家。当商家存在违约时,消费者可以通过申诉追回已支付的预付款,维护自己的权益,从而保证交易的公平性。基于以太坊实验环境实现了预付卡管理方案,对预付卡发售、消费与退款等功能进行了详细测试。通过实验测试和安全性分析,验证了该方案的有效性和可行性。     

基于Fabric的快速公平合同签署协议

区块链在商业交易领域的快速发展及应用,尤其是交易合同的签署对公平的需求,导致传统的单向信任模式的区块链需要更换为双向信任模式.基于已有的多种公平合同签署协议(fair contract signing protocol,FCSP),提出一种面向Fabric区块链的快速公平合同签署协议(TFCSP),与已有FCSP的分步...     

基于联盟自治的区块链跨链机制

针对目前区块链系统跨链互操作难问题而导致的“信息与价值孤岛”现象,提出一种基于联盟自治的区块链跨链机制。该机制的核心思想是以链治链,通过构建一条由多方共治的中继联盟链来管理跨链网络,用于解决不同区块链系统之间的数据共享、价值流通与业务协同问题。首先,提出了一个基于中继模式的跨链系统为同异构区块链系统提供交互服务;其次,详细设计了中继联盟链,设定了应用链及其用户参与跨链系统的规则;然后,总结了跨链交互的基本类型并制定了基于智能合约的跨链交互实现流程;最后,通过多组实验验证了跨链方案的可行性,评估了跨链系统的性能指标,并且分析了整个跨链网络的安全性。仿真结果与安全性分析证明,所提机制中的通道分配策略与出块权分配方案具有实际可行性,当涉及资产交易时,该机制的吞吐量最高可达到758 TPS,而不涉及资产交易时的吞吐量最高可达到960 TPS,且拥有高级别的安全性与粗细粒度兼具的隐私保护机制。基于联盟自治的区块链跨链机制可提供安全高效的跨链服务,适用于目前大多数跨链场景。     

基于哈希图的建筑物联网数据管理方法

针对区块链应用于建筑物联网场景时存在的吞吐量严重不足和响应时延高的问题,提出一种基于哈希图的建筑物联网数据管理方法。该方法使用有向无环图（DAG）存储数据,从而利用图式结构的高并发特性提高区块链的吞吐量性能;引入哈希图算法对存储在DAG内的数据达成共识,从而减少共识所需时间;设计智能合约实现访问权限控制,以防止未授权用户对数据的操作。使用区块链性能测试工具Caliper进行的性能测试的结果表明：在由32个节点构成的中等规模仿真环境下,与现有边缘计算方法和跨链方法相比,所提方法的吞吐量为每秒处理1 063.1笔交易,分别为对比方法吞吐量的6倍和3倍;该方法的数据存储时延和控制时延分别为4.57 s和4.92 s,响应速度优于对比方法;该方法在尖峰冲击测试中的交易成功率为87.4%;同时基于该方法的原型系统在稳定性测试中可以平稳运行120 h。可见,所提方法可以有效提高区块链的交易吞吐量和响应速度,满足建筑物联网场景的实际使用需求。     

面向智能合约链上升级的松耦合模型研究

针对已部署到区块链上的智能合约无法实现升级的问题,结合以太坊技术提出了一种松耦合的新型智能合约模型。该模型将传统的智能合约拆分为接口合约集、逻辑合约集、数据合约集三个子集。以此松耦合智能合约模型为基础,设计了一个客户实名转账获取代币的业务场景,通过部署代币合约、接口合约、逻辑合约和数据合约,实现了基本的实名转账功能。最后通过以太坊平台进行系统测试,分析了实名转账场景的功能性、可升级性及成本花销。结果表明基于该模型设计的智能合约,在实现基本功能的同时,能够允许在上链之后对其合约子集进行升级,且能有效降低升级成本,相比传统的链下升级方案,松耦合模型合约的升级成本降低了32.43%,部署成本仅增加了24.16%。