区块链即服务平台关键技术及发展综述

区块链即服务是将区块链框架嵌入到云计算平台的一种新型应用方式,能够有效利用云平台提高区块链系统部署和运营的便捷性和高效性.文中主要对区块链即服务(BaaS)的关键技术和现有平台系统进行了全面的分析总结.首先介绍了BaaS的概念和平台功能,分析了 BaaS平台在提高安全性能、实现个性定制和降低开发成本等方面具有的优势;然后基于现有商业化BaaS平台详细介绍了 BaaS平台的系统架构和关键技术架构,并介绍了当前主流的BaaS平台的特性技术和功能,以及相关应用场景;最后,在整理当前BaaS平台遇到的挑战问题的同时对BaaS的未来研究方向进行了展望.     

区块链数据安全服务综述

区块链是由一系列网络节点构建的一种分布式账本,本身具有不可篡改性、去中心化、去信任化、密码算法安全性和不可否认性等安全属性,对基于区块链实现的安全服务进行了综述,这些安全服务包括数据机密性、数据完整性、身份认证、数据隐私、数据可信删除.首先介绍了区块链和公钥密码学的基础知识,并围绕上述5种安全服务,给出了用户真实场景中面临的安全问题以及传统的解决方案,讨论了这些传统实现方案所面临的问题,之后介绍了使用区块链技术解决相关问题的实现方案,最后讨论了区块链的价值以及面临的问题.     

区块链技术在物联网中的应用与前瞻

随着物联网系统的迅速发展,越来越多设备和参与方加入到系统中.但是,大多数现有系统采用中心化的管理方式,在可扩展性、数据安全与隐私性、多方协作、数据共享方面面临诸多挑战.区块链技术是一种结合数字加密、分布式计算的点对点分布式记账技术,具有去中心化、不可篡改、可验证、可追溯等特性,为物联网系统面临的安全、协作和信任问题提供了解决方案.论文阐述了物联网系统前存在的挑战,分析了区块链在这些应用场景下的优势特性,并对区块链在物联网领域的应用解决方案做了对比和归纳,对区块链+物联网应用具有一定的借鉴意义.     

区块链数据隐私保护:研究现状与展望

区块链作为一种分布式账本,集成了分布式共识、对等(peer to peer,P2P)网络、智能合约及密码学等技术,解决了"去中心化"的信任问题.区块链凭借其不可篡改、去中心化等特性,对社会各个领域产生了深远影响,掀起了区块链技术的研究与应用热潮.区块链技术应用场景十分广泛,其独特优势能够解决许多行业中的痛点.但是,区块链技术在应用过程中面临着数据隐私泄露的问题,极大地限制了区块链的应用范围和领域,区块链数据隐私保护方案已成为研究者关注的重点问题之一.基于数据隐私保护的基本概念,详细分析了区块链各技术要点面临的隐私泄露问题,探索并总结了当前区块链数据隐私保护的解决方案.最后,结合目前区块链数据隐私保护研究的最新进展,对未来区块链数据隐私保护的研究方向进行了展望.     

区块链即服务:下一个云服务前沿

区块链的本质是分布式账本.它作为比特币的底层技术日益被熟知,具有去中心化、开放性、自治性、信息不可篡改、匿名性的特点.区块链即服务(blockchain as a service)则是把区块链当作基础设施,并在其上搭建各种满足普通用户需求的应用,向用户提供服务.区块链即服务已成为云计算领域的研究重点.研究了区块链即服务最新的技术发展状况,结合行业研究和企业实践探索,对区块链即服务的架构以及各模块功能进行了概要设计说明,为区块链即服务的发展提供了通用架构模型.另外,分析了结合区块链即服务的云计算相关技术特点,并给出了可能的攻击模型.最后,结合行业区块链即服务的应用,对区块链即服务的技术前景进行了展望.     

区块链关键技术的研究进展

区块链是一种将时序数据以链式结构组合而成、以密码学机制保证交易数据不可篡改的分布式账本,是一种新型分布式计算模式与去中心化基础构架。区块链技术具有去中心化、建立信任关系、集体维护、交易公平和透明、不可篡改、可溯源等特征,已成为工业界和学术界的研究热点。介绍了区块链的组成元素,详细阐述了区块链的基本原理、智能合约、共识机制等关键技术,结合金融、物联网、供应链、医疗系统应用场景,讨论了其利用区块链技术的优化方向。总结了区块链技术在安全、效率、隐私保护等方面存在的不足,给出了相应的应对措施。提出了改进共识机制、匿名性和系统吞吐量的有效方法,为区块链技术的进一步发展和完善提供有益的借鉴和指导。     

基于区块链的分布式离链存储框架设计

随着分布式存储技术的不断发展,越来越多的企业、政府机构用户将数据保存在云端,实现大数据的分布式存储和数据资源共享。区块链技术的去中心化、可追溯、不可篡改、数据一致性等特点,为解决云存储存在的隐私和安全挑战问题带来了新的契机。文章提出了一种基于区块链的分布式离链存储框架。在区块链中部署区块节点和存储节点,其中区块节点用于执行底层区块链运行机制,存储节点用于存储数据和文件,通过将区块和存储功能区分开实现了离链存储,保证了区块链的运行效率。此外,文章还提出了一个使用基于经典数据占有机制的全局交互验证方法,以确保数据文件的分布、可靠和可证明的存储。用户向区块链中添加区块(存储文件)时会触发公平挑战机制的审核机制,从而隐式验证离链存储的所有文件是否完整。     

基于区块链的数据保护工具研究

利用区块链的去中心化、分布式存储结构、共识机制、数据不可篡改等技术特点,分析了数据数据保护工具的设计框架和关键技术,研究和开发了一套可以防止数据被非法篡改,具备数据实时监控、数据备份和恢复等功能的数据保护工具.     

区块链存储：技术与挑战

区块链具有不可被篡改和去中心化的特性,将其应用到存储系统中,有助于提高存储系统的数据安全性和系统可扩展性。区块链技术与存储技术的融合主要分为 3 方面：基于区块链构建的去中心化存储系统、基于区块链优化已有系统的存储性能和区块链系统自身的存储方法与优化。对这些工作进行了综述,讨论对比了当前典型的采用了区块链技术的存储系统,总结了区块链存储面临的主要挑战,并展望了区块链存储的发展方向。     

一体化区块链BaaS平台的设计与实现

针对区块链应用的性能和功能需求，研究了一体化BaaS平台的设计理念，提出了可支持快速联盟业务链构建的 BaaS总体架构，从高可用计算技术、应用标准以及接入规范等方面研究了BaaS平台的设计和实现方法。最后通过50条区块 链中的用户登录、数据上链和链上数据查询三个场景验证了所提方案的可行性。     

基于Kubernetes的Fabric链码管理及高可用技术

区块链即服务（BaaS）平台的核心在于如何将区块链网络部署在云计算平台上。Fabric部署可以按照组件启动时间分为静态组件和动态链码两部分,而链码部署是Fabric云化最核心、最复杂的部分。因为Fabric本身没有针对Kubernetes开发接口,所以业界当前的方案均是通过一系列辅助技术实现链码部署,而这些方案并没有将链码随静态组件一起纳入到Kubernetes管理环境中。针对当前BaaS方案存在的问题,主要做了如下几项工作：1）比较全面地研究了底层基础设施,尤其是生产环境下的高可用性Kubernetes平台;2）设计并实现了Fabric在Kubernetes上的云化部署,尤其是链码部分通过一个全新的容器控制插件实现了对Kubernetes在代码级别上的支持,并完成了将链码纳入Kubernetes环境管理的目标;3）用函数计算服务来管理Fabric链码的部署,从而实现了一个全新的链码执行模式,即从“启动-等待-调用-等待”的模式改变为“启动-调用-退出”的模式。上述在Fabric云化部署尤其是链码部署管理方面的工作,对基于Fabric和Kubernetes的BaaS平台优化有一定的参考价值。     

基于微服务架构与区块链技术的环境监测系统

针对高速公路服务区环境监测所面临的主要挑战和问题,提出了基于微服务架构结合区块链技术构建环境监测系统的思路和方法,并成功研发了一套高速公路智能环保监控管理系统.通过物联网中间件技术打通了环境监测数据从终端传感器到云服务器的壁垒;通过分治法思想将整体系统分割为水质、大气、噪声和固废等面向多污染源的服务单元(可独立部署);...     

基于区块链的数据管理设计模式

区块链作为一种新兴的技术, 由于其去中心化, 透明性和不可篡改性而受到广泛关注. 对区块链的研究还处于早期阶段, 应用程序开发过程中仍然存在大量的数据管理问题, 如数据隐私、可伸缩性和延迟. 在本文中, 我们提出了区块链数据管理的设计模式, 即数据隐私保护模式, 哈希完整性模式, 状态通道模式, 帮助开发者易用区块链进行应用开发. 上述所有模式都在一个基于区块链的溯源系统——originChain中实现并验证, 并对其效果进行了讨论.     

公开选举代表投票的DAG共识机制

区块链作为一种创新型的分布式账本技术, 以其去中心化、可追溯、防篡改等特性, 在未来许多行业中具有广泛的应用前景. 但现有单链式结构的区块链存在并发低、高延迟等问题. 一种基于有向无环图(directed acyclic graph, DAG)结构的新型账本技术的出现有望突破传统区块链的性能瓶颈, 但目前基于DAG型区块链系统的共识机制并不成熟. 本文针对典型DAG型区块链系统Nano网络的ORV共识机制存在的安全性问题进行改进, 提出了一种基于代表选举模型的公开选举代表投票共识机制, 即OERV (open election representative voting). 使主要代表节点的权益得到了分散, 增强了去中心化程度, 提高了网络安全性. 实验结果表明, OERV算法性能高效, 能够在不牺牲系统效率的同时增强系统的稳定性和安全性, 对于推动DAG型区块链共识机制的研究有着重要的现实意义.     

区块链技术在水利行业应用场景的分析

作为新一代信息技术,区块链技术的应用潜力受到政府和企业的高度重视。区块链主要包括 P2P 分布式网络和传播、非对称加密、共识机制和智能合约等技术,具有去中心化、公开透明、难以篡改、可追溯和安全可靠等特点,有望解决数据共享、证照管理、档案管理、水利监督、取用水监管、水质监测和水权交易等水利业务的痛点,加快智慧水利发展,为实现水治理体系和能力现代化提供强力支撑和驱动,具有广泛的应用前景。     

区块链性能的量化分析研究

区块链技术在很多领域有着广泛的应用前景，如何提高区块链性能是目前区块链应用面临的一个主要挑战。通过建立区块链性能的数学模型，研究区块大小、区块生成速率以及网络传输速度等因素与区块链性能和安全性之间的定量关系。通过量化分析可知，增加区块大小或区块生成速率可以等效地提升区块链性能和安全性，但是提升效果是边际递减的。而且增加区块大小或区块生成速率对区块链性能和安全性的提升作用受到网络传输速度的限制，区块大小和区块生成速率需要与网络传输速度相匹配，才能达到最佳的提升效果。该数学模型不仅可以为定制区块链系统提供理论支持，而且可以帮助人们理解区块链性能瓶颈，为进一步发展高效区块链技术的研究提供参考依据。     

Secure and privacy-preserving crowdsensing using smart contracts: Issues and solutions

The advent of Blockchain and smart contracts is empowering many technologies and systems to automate commerce and facilitate the exchange, tracking and the provision of goods, data and services in a reliable and auditable way. Crowdsensing systems is one type of systems that have been receiving a lot of attention in the past few years. In crowdsensing systems consumer devices such as mobile phones and Internet of Things devices are used to deploy wide-scale sensor networks. We identify some of the major security and privacy issues associated with the development of crowdsensing systems based on smart contracts and Blockchain. We also explore possible solutions that can address major security concerns with these systems.     

基于集成信用度评估智能合约的安全数据共享模型

区块链技术是一种新兴技术, 它具备防篡改、去中心化、分布式存储等特点, 可以有效地解决现有数据共享模型中隐私安全、用户控制权不足以及单点故障问题. 本文以电子病历(Electronic health record, EHR)共享为例提出一种基于集成信用度评估智能合约的数据共享访问控制模型, 为患者提供可信EHR共享环境和动态访问控制策略接口. 实验表明所提模型有效解决了患者隐私安全和对EHR控制权不足的问题. 同时就模型的特点、安全性以及性能进行了分析.     

一种基于区块链的安全云存储方案设计

云存储方式是将数据上传到云服务器中,以此来减轻本地存储的负担。然而,把数据存储到不受信任的第三方云服务器上,可能导致一些数据安全隐患的出现,其中最典型的是数据的完整性问题和隐私问题。针对数据完整性问题和隐私问题,提出一种基于区块链的云存储方案。该方案利用区块链的梅克尔树属性、匿名性、不可篡改等特点构建安全云存储系统,有效地解决了数据完整性问题和隐私保护问题。