密码学专业区块链教学大纲探讨

针对目前国内缺乏密码学专业区块链教学大纲的问题,分析区块链课程的教学需求,提出一份针对密码学专业的区块链与密码学教学大纲,并按照区块链基础和区块链进阶两部分分别介绍大纲包含的具体内容,目的是为密码学专业学生学习区块链知识提供系统和全面的帮助。     

区块链密码学隐私保护技术综述

近年来,数据隐私问题日益明显,如何在区块链中实现有效的隐私保护是研究热点。针对区块链在隐私保护上的研究现状与发展态势,阐述了区块链在交易地址、预言机以及智能合约上的隐私保护方法,归纳出区块链在基本要素防护上的隐私策略。基于国内外高水平文献梳理分析了特殊密码学原语、后量子密码学两类区块链密码学防护方法及使用场景,综述其研究思路,并给出属性基加密、特殊数据签名、同态加密、安全多方计算、零知识证明、格密码等适用于区块链隐私保护的密码学技术的优缺点,得出区块链应用的隐私防护离不开密码学技术支持的结论。针对区块链隐私保护技术,从基本要素防护和密码学防护两个方面进行了分析,总结出仅从区块链的应用层、合约层出发难以有效解决隐私问题,还需要利用各类密码学技术根据需求和应用场景的不同进行优势互补。根据区块链隐私加密技术发展现状,从区块链基本要素防护和基于密码学的防护展开叙述。从内生性基本要素安全和外生性密码学隐私安全两个角度出发,先研究基本要素隐私防护,再深入分析区块链隐私密码学防护技术。在对应防护措施中以技术联合实际应用发展,考虑技术时效性的同时,衡量其隐私处理方面的优劣势以及潜在价值。展望了未来区块...     

区块链原理及其核心技术

随着第一个去中心化加密货币系统——比特币系统自2009年上线成功运行至今,其背后的区块链技术也受到广泛关注.区块链技术独有的去中心化、去信任的特性,为构建价值互联平台提供了可能.在比特币白皮书中,区块链的概念十分模糊,而现有的一些介绍区块链的文章中,也多从抽象层次进行介绍,对于更深入的后续研究提供的帮助十分有限.本文首先将区块链技术从具体应用场景中抽象出来,提取出其五层核心架构,并就其中数据、网络、共识三层基础架构作详细说明.这三层架构包含了区块链系统中的三大核心技术:密码学、共识算法、网络.文中介绍这三种技术的研究现状,能够使读者迅速了解区块链技术的发展状况,并能根据自己的需要进行深入阅读.最后,介绍了区块链目前的应用现状和技术展望.     

一种基于区块链的DNSSEC公钥验证机制

针对中心化域名安全扩展(Domain name system security extensions, DNSSEC)架构所导致的信任链复杂性和单边控制模式, 提出了一种去中心化的DNSSEC公钥验证机制. 该机制结合区块链结构、密码学累加器和共识算法设计, 创新性地实现使用区块链技术的密钥绑定、轮转和验证操作, 无需中心化权威节点即可使用可信公钥验证域名记录. 进一步分析和实验表明, 所提出的机制在保证密钥管理安全性的同时, 提高了密钥验证的效率.     

区块链技术综述

基于区块链整体架构介绍技术栈层级,以比特币为例分析区块链工作原理,从分布式账本的角度描述区块链账本存储模型和账本分类情况。区块链中的数据通过共识算法在全网传播、达成共识并存储。在不存在可信第三方的情况下,利用智能合约实现交易、事务及分布式应用的独立运行,保证区块链数据的完整性、安全性及合法性。同时将哈希算法与默克尔树相结合降低区块链存储空间,基于数字签名算法为区块链参与者提供匿名身份证明,并使用加解密技术进一步保护区块链数据隐私。针对区块链安全、隐私保护、钱包管理等问题对当前研究的不足和未来的研究方向进行分析和展望。     

区块链系统攻击与防御技术研究进展

区块链作为一种多技术融合的新兴服务架构,因其去中心化、不可篡改等特点,受到了学术界和工业界的广泛关注.然而,由于区块链技术架构的复杂性,针对区块链的攻击方式层出不穷,逐年增加的安全事件导致了巨大的经济损失,严重影响了区块链技术的发展与应用.从层级分类、攻击关联分析两个维度对区块链已有安全问题的系统架构、攻击原理、防御策...     

区块链钱包方案研究综述

以比特币为代表的加密数字货币涉及的所有交易会存储在一个被称为区块链的公共数据库中。随着加密数字货币的普及应用,货币丢失、被盗等安全性问题愈发突出。出于便利性和安全性考虑,加密数字货币通常通过钱包来进行使用。钱包中存储的最重要的数据是用户的私钥,这也是加密数字货币所有权的唯一标识,一旦丢失或者被盗将带来无法挽回的损失。针对区块链钱包方案进行研究,根据私钥的储存和使用方式将钱包分为硬件钱包、软件钱包、托管钱包和门限钱包四种类型,并介绍了目前较流行的几种钱包方案。通过对各种钱包方案使用便利性、安全性、效率等方面的分析和比较,总结了各类钱包方案的优点以及存在的不足,并给出了未来钱包的发展趋势。     

基于区块链的大数据确权方案

数据确权一直是大数据交易面临的挑战性之一。传统的确权手段采用提交权属证明和专家评审的模式,但是缺乏技术可信度,且存在潜在的篡改等不可控因素。为解决这些问题,迫切需要操作性强的确权方案。基于区块链技术和数字水印技术,提出了一种新的大数据确权方案。首先,引入审计中心和水印中心,以分离大数据完整性审计和水印生成的职责。其次,基于数据持有性证明技术和抽样技术,实现对大数据完整性的轻量级审计。再次,利用数字水印技术的特殊安全性质,实现对大数据起源的确认。最后,针对整个确权过程中涉及到的证据的完整性和持久性,利用区块链的原生特点实现确权结果与相关证据的强一致性。正确性和安全性分析结果表明,该方案能够为大数据的所有权界定提供新的技术思路和方法。     

量子信息技术与区块链的融合模式研究

区块链与量子信息技术是近年来兴起的前沿科学技术,受到了业界广泛的关注与研究。其中区块链具有去中心化性质,以区块链为核心技术的应用在金融科技、物联网、民生与政治等诸多领域相继涌现。量子信息技术主要分为量子计算、量子通信、量子测量。其中量子计算的研究主要体现在相较于经典计算的计算优越性,量子计算的运行速度已被证明在解决某些复杂问题上远超经典计算。而在两者迅猛发展的同时,相互之间也存在亟需解决的问题。由于区块链采用的部分经典密码学技术已被证明会被量子计算破解,例如基于非对称密码体制的数字签名,导致区块链的安全受到威胁。针对此问题,已有研究表明,将量子信息技术应用于区块链,可以保护其不受量子攻击。以区块链与量子信息技术相结合为出发点,通过介绍区块链和量子计算的基本结构,以及分析区块链遭受的量子挑战并总结现有的量子解决方案,指出区块链和量子信息技术的融合可以促进区块链在量子时代良好地发展,而这也是不可阻挡的趋势。     

区块链扩展技术现状与展望

近年来,区块链技术引起广泛关注,其作为一种分布式账本技术,由于具备开放性、透明性和不可篡改性,已经被应用到诸多领域.但随着用户数量和访问需求的大幅增加,现有区块链体系结构可扩展性不足导致的性能瓶颈,制约了区块链技术的应用和推广,如何解决可扩展性问题已成为学术界和工业界关注的热点.对已有的区块链扩展方案进行分析和总结.首先,介绍区块链基本概念和可扩展性问题的由来,定义可扩展性问题并提出衡量可扩展性的指标.其次,给出分类框架,将现有方案按网络扩展、链上扩展、链下扩展3大类进行介绍,通过对不同的区块链可扩展性方案进行分析,比较各自的技术特点并归纳优缺点.最后,对亟待解决的开放性问题进行讨论,展望区块链技术未来趋势.     

区块链安全分析与应对

伴随着区块链技术的快速发展和应用,导致区块链项目相关的诸多网络安全事件。由此,区块链技术的安全分析尤为重要。本文始于对区块链技术本身的剖析,进而研究其各个层面的安全隐患。同时结合对区块链相关的安全事件的分析,给出相应的应对策略。本文会从应用端、共识机制、智能合约、基础公钥机制等诸多层面进行分析。希望能给出区块链安全相关的宏观全貌。     

基于区块链技术的互联网信息安全思路探索

互联网信息技术背景下,极大程度便利了人们的生活与工作,但互联网信息安全防范缺失引起的潜在安全隐患,也会带给人们诸多影响。区块链技术强调去中心化,在互联网信息安全保护中呈现出不可小觑的优势,故而广泛应用于互联网信息安全保护中。本文从互联网信息安全需求、区块链技术优势入手,在阐述互联网信息安全中区块链技术作用的同时,研究基于区块链技术的互联网信息安全思路,以供参考与借鉴。     

区块链互操作性技术研究进展

区块链技术因其去中心化、高透明度等优良特性引领了新一代数据存储技术的发展，近年来广泛应用于社会治理、金融保险、数字版权等领域。然而，作为一个基于规范和协议的自封闭系统，区块链不同链间无法直接实现数据通信，难以满足跨领域应用的数据共享需求，区块链互操作性技术应运而生。目前，该技术的项目实例分析较少。基于区块链互操作性最新研究成果，系统性总结了近年来互操作技术的代表性方案，并归纳展望了发展前景。首先，按照通信各链的结构差异，将区块链互操作方法划分成同构扩容和异构互操作两种类型；其次，按照技术发展脉络和区块链分层架构，分别介绍两种类型的代表性方法，分析比较了各方法的实现原理和技术细节，归纳总结它们的优缺点；再次，介绍了目前已经实施的区块链互操作性项目研发进展，重点介绍其实现思路、运营模式和现状，并在吞吐量、安全性等多个指标上对比分析其性能；最后，展望了区块链互操作性技术各方向的发展趋势。     

区块链与秘密分享融合技术综述

近年来,区块链的持续发展使得应用密码学受到广泛关注,同时引起更多国内外学者对信息安全的重点研究。秘密分享技术作为构建安全多方计算协议的基础原语,具备门限特性且在应用中具有拜占庭容错性特点。由于在信息安全三要素,即机密性、完整性和可用性上的契合,区块链和秘密分享存在关联性和互补性。现有研究通过融合区块链和秘密分享技术提升了系统稳定性和效率,取得对分布式系统研究的突破。阐述区块链共识算法与拜占庭容错协议之间的关系,分析秘密分享对于实现权益证明共识算法的重要性。总结基于智能合约实现的不同种类的秘密分享体制,以及运用智能合约和秘密分享技术构建的密码协议和具体应用。说明公共通告栏与区块链、秘密分享技术之间的联系,综述使用秘密分享技术优化区块链数据存储的研究,并列举融合区块链存储和秘密分享技术可解决的实际应用。在此基础上,介绍区块链与秘密分享的功能特性和性能指标,展望两者融合的未来发展方向。     

区块链原理与技术课程建设探索与实践

针对区块链行业发展迅速和行业人才短缺的情况,分析目前国内外有关区块链教育的现状,从课程知识体系、教学资源建设方面提出构建方案,介绍具体课程建设实践,通过构建可实操的教学资源和平台,推进课堂教学和技术实践的深度融合。     

区块链互操作技术综述

区块链技术被认为是构建价值互联网的基石,然而彼此独立的区块链系统形成了数据、价值孤岛.区块链互操作(也被称为跨链操作)是打破链间壁垒、构建区块链网络的关键技术.在区分狭义与广义区块链互操作的基础上,重新定义狭义区块链互操作,并抽象出跨链读与跨链写两类基本操作;分析总结实现狭义区块链互操作需要解决的3个关键技术问题:跨链信息传输、跨链信任传递、跨链操作原子性保障;系统梳理这3个问题的研究现状,并分别从多角度进行比较;在此基础上,从关键技术问题的角度分析具有代表性的整体解决方案;最后指出几个值得进一步探索的研究方向.     

区块链中区块截留攻击的研究与分析

区块截留攻击又称扣块攻击,是存在于区块链中的一种攻击方式,攻击者通过渗透进目标矿池中进行消极挖矿以达成破坏目标矿池的目的.简要介绍了挖矿机制和区块截留攻击的工作原理,总结了区块截留攻击的几种模型,并对现有的区块截留攻击模型的攻击方式和收益进行了研究,分析出其攻击效果.构造了一个在提升收益率的同时提升收益速度的区块截留攻...     

区块链的网络安全:威胁与对策

区块链以其特有的安全性,已在许多领域中得到应用。然而,对其网络安全的进一步研究往往被忽略,较为突出的表现之一就是关于这方面的研究成果很少被关注并发表。本文针对区块链数据的完整性、匿名性与隐私保护的安全需求,系统分析了区块链的安全攻击,综述了安全保护技术研究进展,尤其对区块链密码学安全防护技术进行了对比分析。本文对当前区块链安全防护技术的综述工作,将有效地帮助区块链的架构优化与安全算法改进。