基于主子链架构的新型许可公有链

针对现有区块链之间相互独立、互通困难的问题,提出一种“主链+子链”的新型许可公有链架构。首先,在现有的委托权益证明（DPOS）、可验证随机函数（VRF）、实用拜占庭容错（PBFT）等算法的基础上设计了创新双层共识算法,同时加入可信许可机制,使区块链兼具许可和公有的特性;然后,详细描述了主子链的设计过程,主链负责链群管理并提供公共服务,而子链针对不同业务场景独立设计,并且通过连接主链中继实现跨链数据通信,从而实现数据安全隔离;最后,构建实验环境进行测试,以验证许可公有链设计的可行性。实验结果表明,相较于现有的超级账本Fabric等一些区块链,所提出的许可公有链具有显著优势,吞吐量最高可达到每秒25 000次,平均延迟时间可达8 s。为进一步研究不同类型区块链跨链数据互联互通提供了技术支撑。     

一种基于双链的区块链共识机制

共识机制是区块链系统的核心技术,目前针对“非币”区块链系统提出的基于贡献值证明与工作量证明(Po C+Po W)的共识机制存在共识效率较低、可靠性和安全性不高、算力消耗大的缺点。提出一种新的基于双链的共识机制CON＿DC＿PBFT。在该共识机制中设计一种业务链-系统链双链结构,将贡献值等系统数据和主要业务数据分离到双链中各自完成共识处理,双链的共识表现为半独立的形式,业务链共识消息流受系统链监督协调,并且系统链根据贡献值随机指定业务链的记账节点,双链的分工与协同实现并行化和流水化,改善共识的效率。由于贡献值数据不能被轻易获取,通过拜占庭通信机制和节点随机选择算法,降低节点遭受攻击和系统停滞的风险。通过实验综合分析出块选择概率、单点故障率、节点数、区块传输速率、CPU使用率对共识机制的性能影响,结果表明,与Po C+Po W机制相比,CON＿DC＿PBFT共识机制节省了50%以上内存、存储资源占用,在综合共识时延上有30%以上的改善。     

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...     

基于区块链技术的电动汽车充电链

近年来,为了降低对石油能源的消耗、对环境的污染,中国积极推动新能源汽车的发展,取得了很好的成效,电动汽车保有量连年激增。但是针对电动汽车的配套基础设施(充电桩)的发展却严重落后,电动汽车与充电桩的布局极不均衡,充电难已经逐渐成为制约电动汽车发展的主要因素。区块链技术具有去中心化、可追溯、不可篡改等技术优势,被广泛应用到金融、地产、医疗、物联网、教育等各个领域。针对电动汽车面临的“有车无桩,有桩无车”的现象,对电动汽车充电联盟链的可行性与创新性进行了深入的分析。系统阐述了区块链的技术背景,在此基础上提出了基于区块链技术的充电桩共享方案。详细阐述了充电桩共享系统的各个模块,包括底层区块链类型、区块链节点类型以及系统所采用的共识机制。最后提出系统实现的整个系统架构,系统动态模型。充电联盟链的建设,有利于消除电动汽车企业与充电桩运营商之间的信任壁垒,实现电动汽车车主与充电桩运营商之间的公平的价值转移,有效缓解现阶段电动汽车充电难的困境。     

基于区块链的网络安全防御关键技术研究

区块链是互联网发展的阶段性产物,引入了共识机制、点对点传输、分布式数据存储和加密算法等先进技术,已经在金融证券、数据存储、产品追溯等领域得到广泛应用.网络安全作为区块链的一个重要应用领域,其可以基于区块链构建一个新型的网络安全防御体系,提高网络安全防御性能,比如利用专有网络的防数据篡改,保护互联网基础服务,防止分布式拒绝服务攻击,避免发生数据被盗、拒绝服务等安全事故,具有重要作用和意义.     

区块链的共识机制研究

[目的]为了更好地解决区块链点对点的通信过程中账本一致性问题.[文献范围]主要从知网、ACM、CCS等参考了四十余篇研究区块链、智能合约技术以及各种共识机制的文献.[方法]分析比较了较常见的共识算法的优缺点,进而说明了各种共识机制的应用场景,介绍了共识机制最新的研究成果并进行了比较.[结果]可见每种共识机制都有自己的优...     

基于区块链的工业互联网安全平台

在传统的工业互联网平台中,终端设备产生数据的安全和隐私问题是阻碍工业互联网发展的主要瓶颈.伴随着终端数据量几何式的增长,保护数据的安全性和完整性已经成为工业互联网的核心研究领域.本文首先设计了一种基于区块链的设备和数据管理的体系架构,提供了一个可靠的防篡改的数据库.然后,利用数字证书对平台采用权限访问控制机制,提高平台的准入的安全等级.其次,通过链码间接地对终端设备及其配置文件进行管理,避免了终端设备随意地接入对数据造成污染的问题.最后,通过终端设备自身的公私钥来对终端设备产生的数据进行打包加密处理,利用区块链的共识机制,存储在区块链上.通过实验表明,所提出的方案具有良好的稳定性、安全性和可操作性.     

基于区块链的可信SOA架构

在传统服务架构(Service-Oriented Architecture, SOA)中,Web Service提供者将其服务描述注册在注册中心,供服务消费者进行服务发现和服务调用。尽管该架构可以提供松散的服务调用,但是缺乏争议解决机制,使得互不信任的服务消费者和提供者之间的服务可信调用得不到保证。区块链技术在去中心化和抗篡改等方面具有显著的优势,可被合理地应用在传统SOA中,以解决服务可信问题。结合传统SOA架构和区块链技术,提出了一种基于区块链的可信SOA架构,实现可信的服务调用。在一次服务可信调用过程中,服务消费者进行参数加密并将其发送给目标服务提供者;服务提供者接收加密参数并对其完成解密;服务提供者完成服务执行并对输出结果完成加密;最后服务提供者在将加密结果发送给服务消费者的同时完成可信凭证的构造与上链。在上述基础上,当发生服务纠纷时,将触发裁决智能合约,正确处理服务纠纷。实验结果表明,与传统的调用相比,所提方法能够在保证大部分服务可信调用时间增长率不大于30%的前提下,正确处理服务提供者和请求者之间的服务纠纷。     

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。     

基于区块链技术的公共卫生管理模式创新研究

针对当前在公共卫生管理领域的存在的医疗资源配置不均衡、医疗项目资金管理不规范、物资追溯系统不健全、指挥决策系统尚未实现全国互联互通和信息共享等问题,结合区块链技术具有去中心化、不可篡改、交易透明、可追溯性、匿名性、自治性的特征,提出了区块链推进药品、食品防伪溯源,区块链推进医疗资源管理与调控,区块链推进公共卫生政务公开,区块链推进公共卫生数据共建共享,区块链推进公共卫生事件危机管理等应用前景。分析了区块链技术应用需要解决的诸多问题:核心技术的攻关、政府部门的协调、参与方的协作、基础设施的建设、专业人才的培养和机制体系的建立。     

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。     

区块链技术下公安信息化建设研究

区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术在互联网时代的创新应用模式[1],弥补了传统技术数据不安全、系统壁垒等问题,其应用已延伸至物联网、数字金融、产权交易等许多领域。将区块链技术应用于公安信息管理,有利于公安信息化建设的创新发展。     

基于区块链的分布式可信网络连接架构

可信网络连接是信任关系从终端扩展到网络的关键技术.但是,TCG的TNC架构和中国的TCA架构均面向有中心的强身份网络,在实际部署中存在访问控制单点化、策略决策中心化的问题.此外,信任扩展使用二值化的信任链传递模型,与复杂网络环境的安全模型并不吻合,对网络可信状态的刻画不够准确.针对上述问题,在充分分析安全世界信任关系的基础上,提出一种基于区块链的分布式可信网络连接架构——B-TNC,其本质是对传统可信网络连接进行分布式改造.B-TNC充分融合了区块链去中心化、防篡改、可追溯的安全特性,实现了更强的网络信任模型.首先描述B-TNC的总体架构设计,概括其信任关系.然后,针对核心问题展开描述：（1）提出了面向访问控制、数据保护和身份认证的3种区块链系统;（2）提出了基于区块链技术构建分布式的可信验证者;（3）提出了基于DPoS共识的的远程证明协议.最后,对B-TNC进行正确性、安全性和效率分析.分析结果表明,B-TNC能够实现面向分布式网络的可信网络连接,具有去中心化、可追溯、匿名、不可篡改的安全特性,能够对抗常见的攻击,并且具备良好的效率.     

广东省水利业务一体化管理的思路与系统结构

针对水利业务应用分散建设带来的各类问题,充分发挥水利数据中心资源集成共享的技术优势,建立统一数据、应用服务支持下的定制化水利业务应用体系及管理系统,是水利数据中心应用发展的必然选择。结合广东省水利业务一体化建设实践,分析当前水利业务应用建设存在的主要问题,讨论广东省水利业务一体化管理的技术思路和功能需求,构造系统体系结构。     

Evidence Mechanism of Power Dispatching Instruction Based on Blockchain

With the development and application of energy Internet technology, the collaborative interaction of “source network, load and storage” has become the development trend of power grid dispatching. The large-scale access of renewable energy on the load side, the unified management of adjustable loads, and the participation of multiple parties in energy operations have put forward requirements for the safety, credibility, openness, and transparency of the load dispatching environment. Under the environment of carbon emission reduction, the paper proposed an architecture of the scheduling data blockchain, based on the in-depth study of blockchain. Moreover, smart contracts are used to realize the application scenario of load dispatching instruction evidence on the blockchain. The content and storage mode of scheduling instruction evidence on blockchain are studied. And different storage modes are adopted according to the actual needs. And the smart contract system realizes the evidence generation of power dispatching instruction. This is the basis for the normal circulation of power dispatching instruction evidence. The research significance of this paper is highlighted as follows. The data and information generated in the power dispatching process are stored as evidence. On the one hand, it can provide a basis for settlement between power production and dispatching companies and power users. On the other hand, it can prepare for distributed transactions in the power grid under the environment of carbon emission reduction.     

基于区块链技术架构的隐私泄露风险评估方法

区块链技术的广泛应用导致其隐私泄露问题日益严重。为有效评估区块链技术存在的隐私泄露风险,从区块链技术架构的角度,通过基于博弈的方法对攻击进行量化,提出一种区块链隐私泄露风险评估方法。考虑用户对区块链技术架构层中各攻击的敏感性程度不同,构建用户敏感度矩阵,分别计算主观敏感度与客观敏感度。利用区块链诚实用户与恶意攻击者之间的策略交互过程构建不完全信息静态贝叶斯博弈模型,通过双方的期望收益定义风险影响性与可能性,从而得到基于区块链技术架构层的风险评估分数以及整个区块链的隐私泄露风险评估分数。在此基础上,利用Sigmoid函数对风险评估分数进行正则化处理并根据风险指数判断隐私泄露的风险等级,将隐私泄露分为风险可忽略、风险适中以及风险异常3种状态。实验结果表明,该方法能够有效评估区块链隐私泄露风险情况,指导用户进行多层次、有针对性的隐私保护。     

基于联盟链的新能源汽车充电桩管理商业模式研究

目前,低碳经济已经逐步成为我们国家经济发展的主旋律,新能源汽车充电桩建设作为“新基建”国家战略的七大领域之一,现有新能源汽车充电桩管理尚存一些痛点,该文基于对现有新能源汽车充电桩管理存在的问题的分析,提出了一种利用联盟链技术对新能源汽车充电桩网络进行管理的商业模式。利用SWOT模型分析了联盟链技术应用于新能源汽车充电桩管理的可行性。     

基于区块链技术的动态数据存储安全机制研究

为解决攻击者对动态数据的篡改、伪造等潜在安全问题,提出了一种基于区块链技术的动态数据安全存储方案。首先,给出了动态数据存储安全问题的数学模型;其次,分析了共识终端最大化自身收益的局部行为与保障动态数据存储系统安全性和有效性整体目标的一致性;再次,设计了适用于动态数据存储安全的共识机制、实例系统所有权状态转移函数和动态数据存储体系结构;最后,分析了系统随机状态模型下动态数据存储区块链的质量特性和生长特性。分析结果表明,在核准加入方式下,该方案能够有效杜绝攻击者对“动态数据账本”的非授权改动,有效地提高了动态数据的可信度。