区块链技术研究综述

区块链技术具有匿名性、去中心化、无法篡改、无需信任的共识机制等特征,去除了各类系统应用中的诸多约束条件,为很多想法的实现提供了技术可能性.区块链技术在虚拟货币、金融科技、首次代币发行等领域发展迅速,但是其底层技术和基础理论的研究还相对落后.笔者从区块链平台的概述入手,分别从点对点（P2P）协议、共识算法、智能合约的角度描述了区块链技术目前主要的研究内容和进展情况,然后从应用的角度阐述了区块链技术的几种主要应用场景.     

区块链安全综述

区块链技术提供了一种在开放环境中存储数据、执行交易和处理业务的新方法,具有去中心化、防篡改等优势.从以比特币为代表的1. 0时代,到以以太坊为代表的2. 0时代,区块链技术已经对金融、物联网、供应链等行业产生了革命性的影响.然而由于技术和管理等方面的问题,目前区块链技术仍面临着很多安全挑战.首先,本文从信息安全、系统安全和隐私安全3个角度讨论了恶意信息攻击、51%攻击、智能合约攻击、拒绝服务攻击等8种区块链技术面临的攻击,分析了这些攻击的原理、执行过程和破坏性.接着,从以上3个角度详细讨论了智能矿池、Securify分析工具、混合技术、零知识证明等12种区块链安全保障技术,分析了这些安全保障技术的原理、执行过程、优点和局限性.最后,对区块链技术的未来研究方向进行了展望.     

区块链技术在教育领域的应用现状与展望

区块链本质上的去中心化和安全特性,使得其很适合于解决目前教育领域面临的困难.本文首先介绍了区块链的基本技术原理,包括区块的结构和区块链的构成、区块链技术平台的体系结构、区块链的分类、共识算法、智能合约.接着分析了目前教育领域发展的终身教育和跨地区教育的新形势,以及传统数字化教育系统面临的主要问题.然后从教育相关信息的多方共享和验证、学习过程跟踪、激励和学习路径塑造、学习评估、教育管理与决策辅助等几个方面对区块链技术在教育领域的应用现状进行了介绍和分析.最后总结了目前区块链技术应用到教育领域的主要问题,并展望了未来的发展方向.     

区块链技术及其具体应用

区块链是一种去中心化的分布式账本数据库,具有分布式、公开透明、信息可追溯性等特点。对区块链技术的基础原理和关键技术进行了说明,包括区块链运行机制、核心数据结构、交易层的隐私保护以及区块链的分类。简要介绍了基于区块链技术的加密方案研究现状。具体阐述了近年来智能电网和物联网领域与区块链的结合方案。     

区块链技术赋能高校共享服务中心深度优化研究

改革开放以来，我国教育信息化建设不断向前推进，区块链技术这类具有去中心化、可编译、安全性强的数据结构已经开始应用到各领域，尤其在高等教育领域发展潜力巨大。基于此，本文阐述区块链技术运行模式和基本原理，基于协同治理理论分析我国高校现阶段共享服务中心建设的现状，探讨借助区块链技术赋能高校共享服务中心，深度优化当前架构，连接高校与社会资源并促成多方合力培养高水平复合型人才，并从该技术的合理应用出发提出优化建议，实现对高校信息资源的合理有效配置，推动高校信息化高质量发展。     

特约主编寄语

<正>近些年来,区块链技术得到了学术界和工业界越来越多的重视。区块链技术基于密码学原理,具有去中心化、防篡改、开放性、可追溯和可编程性等特征,能够在不可信的环境中不依靠权威的第三方可信机构解决多方之间的信任问题。目前区块链技术已经得到广泛的应用,并改变着诸多行业的运行规则。因此,对区块链技术及其具体应用进行研究具有重要的意义。本期邀请了来自多所知名大学与研究机构的著名学     

基于区块链技术的无线网络通信数据聚合隐私保护算法

针对无线网络通信数据聚合过程中存在的信息安全问题,提出一种基于区块链技术的无线网络通信数据聚合隐私保护算法.应用隐私同态技术对无线网络通信数据进行初步聚合及加密处理,并应用区块链技术对聚类数据在分布式节点中的传播特性制定相关制约关系,完成数据传输的去中心化,从而实现对无线网络通信数据的隐私保护.实验测试结果验证了算法的安全性.在不影响通信开销的前提下,妥协节点的比例在30％以内,数据泄露概率始终保持在50％以下;当参与的聚合节点数比例为50％时,丢包率仍稳定在0.05％以内.     

基于区块链的分布式激励架构研究

区块链因其去中心化、开放性、不可篡改、匿名性等特征,被应用激励机制中解决权威欺骗或信任缺失问题。然而,现有基于区块链激励机制设计因缺乏设计原则与架构指导而存在设计缺陷或评估缺失等问题。为解决以上问题,本文提出了一种基于区块链的分布式激励架构。该架构将激励机制视为区块链中的交易,从付款流向、付款方式、付款金额等方面制定了基于区块链的激励机制的设计原则;并在此基础上设计了场景适配、支付策略、效果评价三阶段的基于区块链的激励机制架构,场景适配阶段提取参与方的利益关系以便适用于多种场景,支付策略阶段提供了各类密码货币、定价策略与支付方式的特点及作用来指导激励机制设计,效果评价阶段用于分析激励机制的效果;最后,利用该架构对群智感知应用实例进行激励机制设计与评估,以验证架构的有效性。     

区块链在汽车行业中的应用综述

因具有去中心化、开放性、自治性、信息不可篡改性和匿名性,区块链技术具有广阔的应用前景. 梳理区块链在汽车行业中的应用,主要在汽车制造、汽车共享、汽车保险、新能源汽车等4个方面的应用现状和典型框架模型,分析区块链在汽车行业应用中存在的挑战和未来的研究方向. 结果表明,其应用在安全数据存储和数据管控、智能合约和DAPP开发技术、网络优化、多方利益分配、国家政策规章等方面仍有待进一步突破.     

人工智能与区块链赋能物联网:发展与展望

近年来,人工智能(artificial intelligence,AI)与区块链技术在物联网(Internet of things,IoT)场景中的应用,引起了学术界和工业界对2项技术的广泛关注和深度研究.区块链技术具有去中心化、匿名性、公开透明和不可篡改性等特点,但同时在可扩展性、系统能耗和安全性等问题上亟待改进.而AI技术作为一种强大的分析和决策工具,可以在实时场景中对数据进行预测与分析,并且做出最优决策,但AI技术的中心集中化结构以及安全可信的需求对其广泛应用带来很大的局限性.因此,在IoT场景中,应用2项技术并整合发挥各自优势,已经成为当前研究的重点.对AI与区块链技术赋能IoT场景进行了系统性综述,分别从AI辅助的区块链和基于区块链的AI两方面进行阐述和分析,并且对融合2项技术的发展现状以及相关特征应用于IoT场景进行系统性论述.最后,讨论了关于两者结合赋能给IoT带来更大的优势以及未来发展趋势和挑战.     

区块链技术下的电力企业财务共享平台建设

区块链是按顺序将数据区块相连成链式结构,具有防篡改、透明性、去中心化等特征。区块链技术助推电力企业财务工作的路径主要有防篡改特征有助于保障财务数据安全,透明性特征有助于财务活动的追踪,去中心化特征有助于加强预算管理。区块链财务数据共享中心、区块链技术资源服务器、区块链技术应用服务器,以及应用界面与实时访问层,构成了区块链技术下的电力企业财务共享平台的基本架构。     

基于区块链智能合约的物联网数据资产化方法

使用基于区块链智能合约的物联网数据资产化方法解决物联网系统中个人数据难以确权、数据资产的量化跟踪和价值转移无法高效完成等问题.借助区块链数字指纹将数据所有权和控制权从设备生产商转移至用户,为个人数据确权;通过全生命周期管理和数字签名等技术,将设备状态和数据哈希值存储至区块链,保证数据的可靠性;使用智能合约构建去第三方数据交易平台,保证数据共享的安全性,便捷地完成数据变现和数据价值转移.攻击可能性和攻击成功概率的量化分析结果表明,区块链智能合约技术可以为数据提供防篡改性,消除数据交易过程中的信任问题.借助区块链智能合约技术能够初步实现物联网数据的资产化,促进物联网设备的数据价值转移和共享.     

高性能许可公链

现有区块链主要分为公链和联盟链,公链是区块链思想的本源,然而公链体系存在匿名账户难以与现实世界对应,以及系统执行效率低两大缺陷,同时,联盟链较差的隐私性和信息安全性又备受诟病,鉴于此,提出许可公链的概念和实现方案.许可公链通过链上分布式密码学注册方案,实现公共许可机制;通过可订阅二层合约、区块快速转发和结构化广播3个技术提高大规模区块链的交易速度.因此,许可公链融合联盟链的许可机制与公链技术,是面向公众用户的、可监管的创新公链方案.所提出许可公链系统不仅建立了个人和账户的安全隐私对应关系,而且新架构灵活高效,可支持复杂的实际应用,尤其适用于金融业务与智能金融监管.     

超混沌加密的网络身份证及其认证系统

提出融合信息隐藏技术和超混沌加密技术的网络身份证新概念及其生成与验证模型,研究和实现了基于该网络身份证的认证系统,分析其在信息安全和电子商务等领域的应用模型和前景.     

区块链视角下高职电子信息类专业育人新模式研究

产教融合是助推高等职业教育体制机制改革、构建人才培养多元化、探索形式多样校企合作育人模式的重要渠道.尽管当前IT行业发展迅猛,当前高职在电子信息人才培养理念及创新改革等方面参差不齐.利用区块链技术,结合数字IT的特性,针对当前高职IT教育教学存在的缺陷,提出基于全功能实训教学的新型专业化育人模式.全功能实训教学模式从学生、教师、数据三个方向为抓手,提供分层分类培养区块链技术人才及区块链应用人才培养方案,优化高职电子信息类教学对社会人才培养的需求.     

基于区块链技术的私募股权众筹平台变革及展望

针对当前互联网股权众筹平台存在的发展问题,本文尝试探讨提出基于区块链技术的优化思路,多维度重构股权众筹平台,打造全产业链解决方案.即搭建点对点数字化资产交易基础设施,基于联盟链技术建立区块链资产交易网络,运用博弈论模型构建互信机制,运行基于区块链的分布式股权交易系统协议,让股权交易相关参与方均加入统一的区块链联盟、资产网络和服务生态圈,合理重构股权众筹与交易平台的技术架构、系统功能和业务流程,把众筹项目的业务流程和规则编制成智能合约代码,把代码、数据与项目状态全部记录在区块链上,从技术层面合理解决股权所有权唯一性、第三方系统连接、快速权益登记与确权、不可篡改的权益转移、记账即结算、数据安全和隐私保护等需求,支持提升股权交易流程效率,从数天缩短到几分钟.     

基于区块链的论文评审及追溯系统

移动互联网时代,人们在学习专业知识信息的方式越来越便捷的同时,学术论文抄袭、造假等问题也日益受到关注.而随着以比特币为主要代表的数字货币的出现,其底层用到的区块链技术也快速地进入人们的视线.本文根据区块链技术的去中心化、去信任、可追溯等特性,提出了一种基于区块链的论文评审及追溯系统.本系统在解决中心化的系统带来的高成本、安全性等问题的同时,对论文以及论文发布审核的过程进行检索、记录、存储,使得论文的发布检索审核等过程变得安全、可以追溯.     

区块链数据安全管理和隐私保护技术研究综述

针对当前区块链安全方面存在数据管理模式不合理、数据共享方案不可靠、智能合约漏洞不易修复和多类型数据隐私保护不完善等问题,分析并总结了国内外关于数据安全管理和隐私保护技术的文献. 从数据存储安全、数据隐私安全、数据访问安全和数据共享安全4个方面来概括目前区块链系统存在的各类安全问题及合理的解决方案,讨论区块链实现数据安全面临的挑战及未来的研究方向,为区块链安全领域相关人员未来的研究工作提供了一定的参考.     

一种委员会机制的可编辑区块链方案

区块链具有去中心化、可追溯、不可篡改等特性,但其不可篡改性使得链上一些违法信息被永久保留。针对这一问题,提出基于委员会机制的可编辑区块链方案。首先,通过随机抽签算法选取委员会成员;接着,结合基于权益证明共识机制,对用户编辑请求采用投票共识的去中心化编辑策略;最后,利用变色龙哈希函数修改链上数据;此外,引入问责机制防止用户作恶,论证了该方案的安全性和收敛性。模拟实验验证,所提方案能够在去中心化的环境下高效地修改区块内容,且不影响区块链的一致性。     

Rec-chain:基于区块链技术的国际期刊论文出版系统概念验证与测试

随着国内科研水平的提升与出版行业的快速发展,我国逐渐成为世界性地科研产出大国,但我国的国际期刊论文出版工作却面临先天不足、出版成本高、论文发表时效性差等问题.本文旨在探讨基于区块链技术构建去中心化的国际期刊论文出版系统的可行性,解决当前我国国际期刊论文出版面临的问题.首先对基于区块链的国际期刊论文出版系统可行性进行分析,提出基于区块链技术的国际期刊论文出版系统模型Recchain,使用Hyperledger Composer对系统模型进行概念证明,并使用Hyperledger Caliper测试模型性能.模型通过了可行性测试与概念证明,性能测试表明系统在吞吐量和延时性方面是具有可行性的.通过实验表明基于区块链技术的国际期刊论文出版系统能够有效地解决当前国际期刊论文出版面临的一些问题,且具有性能上的可行性.