追踪比特币新币走向:一种基于交易网络结构特征识别矿工的方案

比特币是近年关注度最高的虚拟电子货币,"挖矿"是在此生态中最重要的获利方式之一.本文通过分析比特币交易间的引用关系,追踪区块链中挖矿所得的新币走向,构建新币流通网络.通过对比不同矿池所挖得的新币流通网络,设计了启发式算法识别比特币矿工群体,并以此推断矿池常见的收益分配方式.此外,本文还对矿工群体规模的逐年增长趋势进行了刻画.     

基于多智能体强化学习的区块链赋能车联网中的安全数据共享

针对基于委托权益证明(Delegated Proof-of-Stake, DPoS) 共识算法的区块链赋能车联网系统中区块验证的安全性与可靠性问题, 矿工通过引入轻节点(如智能手机等边缘节点)共同参与区块验证,提高区块验证的安全性和可靠性。为了激励矿工主动引入轻节点, 采用了斯坦伯格(Stackelberg)博弈模型对区块链用户与矿工进行建模, 实现区块链用户的效用和矿工的个人利润最大化。作为博弈主方的区块链用户设定最优的区块验证的交易费, 而作为博弈从方的矿工决定最优的招募验证者(即轻节点)的数量。为了找到所设计Stackelberg博弈的纳什均衡, 设计了一种基于多智能体强化学习算法来搜索接近最优的策略。最后对本文方案进行验证, 结果表明该方案既能实现区块链用户和矿工效益最大化, 也能保证区块验证的安全性与可靠性。     

D-BitBot:比特币网络双向通信的P2P僵尸网络模型

公有区块链网络（如比特币、以太坊等）具有匿名、难以被关闭的特点,被用于僵尸网络的通信模型研究中,但现有研究中的方法存在网络扩展代价高和回传通道易被溯源的问题.针对上述问题,本文提出D-BitBot,一种基于比特币网络双向通信的点对点(P2P)僵尸网络模型构建方法.该方法使用比特币测试网络作为回传信道,可有效降低数据回收的成本和网络扩展的代价,且能提高回传信道抗溯源的能力;为解决传统僵尸网络上线方式的单点故障缺陷,本文提出一种基于比特币区块链的节点上线机制;另外,为抵御路由表节点注入攻击和僵尸网络节点爬取,本文提出一种基于IP地址加盐哈希排序的节点列表交换算法.实验结果表明,在仿真环境中的D-BitBot上线率达到100%,且具有良好的鲁棒性;在节点请求和节点爬取测试中,本文所提出的算法能有效抵御路由表节点注入攻击和降低现有爬取算法的节点发现率.最后,本文基于3个不同的层面提出可能的抵御方式,并针对本文采用信道的鲁棒性对进行相应的分析和论述.     

基于区块链技术的非合作博弈共享储能交易模型

针对目前储能成本过高、缺乏交易平台导致的利用效率低下、收益较低等问题,设计基于区块链技术的非合作博弈交易模型.以微网作为节点引出共享储能的概念,利用数字签名技术进行节点身份验证,有效提高交易的安全性.基于智能合约自我驱动、自我执行的特征,建立共享储能交易机制.通过建立非合作博弈模型,实现各节点利益最大化,提高储能收益,提高节点用户参与交易的积极性,推动产业结构进一步优化.算例分析结果表明,本文所提出基于区块链技术的共享储能非合作博弈交易模型可以有效实现储能参与市场交易,提高储能利用效率,增加储能项目收益来源,为储能行业的进一步发展提供有效的技术支持和理论支撑.     

基于区块链的物联网智能终端协作计算方案

提出采用区块链技术为智能终端提供安全可靠的协作平台,用激励机制鼓励智能终端参与协作.采用Kuhn-Munkres算法实现最优配对,充分调动计算资源;通过两阶段Stackelberg模型描述计算资源的交易过程,在保障公平性的同时实现计算能耗的优化.采用信誉值证明的共识机制来减少挖矿造成的资源浪费,利用信誉值和资源币收益作为激励条件,鼓励智能终端参与协作,提高服务质量.仿真结果表明,所提方案综合了协作双方的效用,不仅可提供一个可信的交易平台,而且能降低总能量的消耗.     

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.     

基于双RSA累加器的无状态交易验证方案

为了缓解区块链中不断膨胀的状态数据给节点带来的存储压力,针对以比特币为代表的UTXO模型区块链,提出基于双RSA累加器的无状态交易验证方案.该方案利用固定大小的密码学承诺取代状态数据,在保证节点能够独立验证交易的基础上,大幅降低本地存储.基于RSA累加器的特性,利用2次高效的添加操作替换了复杂的删除操作,以较少的通信开销为代价,大幅降低系统的计算开销,保证交易验证的效率.实验结果表明,该方案相比于传统的区块链拥有较高的节点存储压缩率,相比于其他无状态方案拥有固定的额外通信开销及较高的交易验证效率.     

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.     

浅谈区块链技术及应用价值

区块链最早是作为数字加密货币中的一项基础核心技术,并在近几年随着比特币的一路高涨而逐渐进入了大众的视野。由于区块链具有去中心化,防篡改等特点受到了越来越多的关注。并且目前区块链的价值已经超过比特币本身,它可以从根本上改变目前的商业模式,生产关系和人类社会现有的信任机制,将会对人类的现有生活造成又一次的巨大颠覆。本文将深入浅出的阐述区块链的产生过程并结合以太坊网络分析区块链的设计和结构,总结说明区块链的相关技术应用。根据现在的市场情况对区块链技术的实际应用场景和未来发展做了简要分析。     

区块链中的隐私保护技术

区块链是一种创新的应用程序模型,集成了分布式数据存储、点对点传输、共识机制、数字加密技术和其他计算机技术,具有去中心化、安全可靠和公开透明的特点。在区块链中,数字加密技术占有核心地位,用户信息以及交易数据的安全性是区块链得以推广的必要条件,密码学技术的发展推动并制约着区块链的进一步发展。本文概述了区块链基础架构,包括数据层、网络层、共识层、合约层和应用层。以比特币运行流程为例,分析区块链在隐私保护方面中仍存有在的问题,介绍这些问题现有的解决方案,其中包括混币机制、零知识证明、环签名等技术,对尚未解决的问题进行阐述,并作出展望。     

一种抗分布式机器学习恶意节点的区块链方案

现有的分布式学习方案大多通过在协议中添加惩戒机制来解决恶意节点问题。此类方法基于两个假设：一是参与方为自身利益最大化而放弃恶意行为的假设,在事件发生后才可以对计算结果进行验证,不适用于一些需要即时验证的场景;二是基于可信第三方的假设,然而在实际中第三方的可信度却无法完全保证。利用区块链的信任机制,针对该问题提出一种基于区块链的抗恶意节点方案——将机器学习中模型训练的全过程通过智能合约实现,以确保机器学习过程不被恶意节点破坏。本方案以基于安全多方计算的分布式机器学习模型为研究模型,利用区块链的智能合约来实现数据的共享、验证和训练过程,所有参与方均只能按照指定的协议执行,将所有参与方转换为半诚实参与方;同时,为解决区块链公开透明特性带来的隐私问题,利用环签名隐藏参与方的数据地址,保护参与方的身份。与传统基于安全多方计算的分布式机器学习模型进行比较,表明本方案在抵抗恶意节点方面具有较强的优越性。     

基于GPU的区块链交易验签加速技术

为了提高区块链中节点的验签效率，提出基于GPU的区块链交易验签加速技术.结合CPU-GPU异构平台架构特性对交易验签过程进行分阶段优化，大幅提高SM2验签算法运行效率，同时充分利用GPU内核调用的异步性，有效降低交易验签过程的整体IO开销.考虑到GPU计算能力强而分支预测能力弱的特性，提出改进的同时多点乘算法，不仅提升了GPU验签效率，而且增加了多线程并行规模.所提方法将交易验签操作卸载至GPU处理，释放了节点被占用的CPU资源，在不修改区块链协议的情况下实现了区块链系统整体性能的提升.基于RTX3080平台和国产许可区块链Hyperchain平台进行实验，结果表明，该方法峰值验签吞吐量为4.52×10⁶次/s，集成该方法的Hyperchain平台交易吞吐量提高了15.81%，且延迟下降了6.56%.     

基于信用投票共识的主从多链分层跨链模型

该文提出了一种适用于联盟链的基于信用投票机制的共识算法(PoVT)。该算法通过引入投票机制来决定记账权的归属,避免了节点之间的算力竞争,使系统中的节点能够公平地获得记账权;通过给节点赋予信用值,减小权益对系统的影响,同时对节点的行为进行量化评价能够更好地约束节点的行为,使其对恶意行为产生顾虑;此外,在PoVT的基础上提出了一个主从多链的分层跨链模型,对其性能进行了实验分析,结果表明系统的效率有了提高,且对双花攻击、自私挖矿、权益粉碎等攻击手段都有一定的防御能力。     

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.     

多业务自主网络下自私性管理的研究

提出了一种自主网络下的自主节点自私性管理模型,分析了自主节点自私性影响因素的内在自私性和外在自私性. 内在自私性反映出自主节点所拥有的资源对其自私性的影响,而外在自私性反映了业务特性和外在的激励/惩罚机制对自主节点自私性的影响. 在传输多业务数据时,自主节点根据其周围节点的内在自私性和外在自私性,确定出最小的资源消耗补偿给其周围节点. 此外,自主节点根据其周围节点的业务传输行为来预测其周围节点的有关自私性信息.     

区块链中可公开验证密钥共享技术

为了研究区块链中用户私钥安全性的问题,以门限密钥共享技术作为研究基础,提出可公开验证密钥共享技术. 参与节点在收到密钥片段后对其进行验证,能有效防止分割密钥时主分割节点作恶; 在密钥恢复阶段,对参与密钥拼接的节点的密钥片段进行公开验证,防止密钥恢复阶段参与节点作恶; 在分发密钥阶段给参与节点添加身份IDs,从而可以对恶意节点进行追踪并实时更新节点状态; 设计动态门限机制,在持有密钥片段的节点离线后,密钥碎片的拥有者和主节点一起重新分配密钥碎片给新的参与节点,保证私钥碎片的完整性. 实验结果表明,该方案的私钥恢复率为80%,且具有门限特性、可追溯性、不可伪造性和可恢复性.     

多业务自主网络下自私性管理的研究

提出了一种自主网络下的自主节点自私性管理模型,分析了自主节点自私性影响因素的内在自私性和外在自私性.内在自私性反映出自主节点所拥有的资源对其自私性的影响,而外在自私性反映了业务特性和外在的激励/惩罚机制对自主节点自私性的影响.在传输多业务数据时,自主节点根据其周围节点的内在自私性和外在自私性,确定出最小的资源消耗补偿给其周围节点.此外,自主节点根据其周围节点的业务传输行为来预测其周围节点的有关自私性信息.     

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.     

一种面向供应链溯源应用的改进PBFT算法

针对供应链溯源存在数据造假、运力不透明等问题,将区块链技术的去中心化、数据不可篡改等特性与供应链溯源结合,提出一种改进的动态实用拜占庭容错算法(practical Byzantine fault tolerance, PBFT)。引入计分机制选取主节点,以保证网络能够识别并标记出分值较高的节点;根据区块链基础结构将供应链溯源模型架构设计为数据层、合约层、应用层3层,合约层中使用改进的动态实用拜占庭容错算法动态更新主节点,减少主节点为拜占庭节点的概率,降低网络中交易延迟;以通讯开销、交易延迟作为衡量指标,对改进算法的有效性进行实验验证。结果表明,与实用拜占庭容错算法相比,随着节点数目逐渐增多,改进算法可明显降低通讯开销与交易延迟。     

会计师事务所区块链技术采纳行为的博弈分析

围绕如何推动区块链技术在审计师与审计客户之间广泛采纳的问题,通过构建演化博弈模型,研究审计客户与审计师两方在区块链技术上的策略选择;通过复制动态方程,构建局部均衡点的稳定性以及数值仿真模拟,探究博弈双方的演化机理。研究结果表明:审计客户引入区块链平台成本、审计师采纳区块链技术之后的非鉴证业务收入、区块链审计工具研发成本和区块链技术人工成本,以及审计客户和审计师声誉等因素,能够积极影响并促进博弈双方最后趋向选择共同采纳区块链技术。