一种适用于联盟链的共识机制

随着比特币的风靡,区块链技术已经成为当下研究领域的主流。区块链系统根据应用场景的不同,一般分为公有链、联盟链和私有链。由于公有链完全去中心化的性质导致其无法满足企业的需求,所以在实际应用中企业往往选择部分去中心的联盟链。共识机制是区块链的引擎与核心。目前,主流的共识机制主要针对公有链提出,难以适用于联盟链与私有链。在此背景下,论文为联盟链提出一种共识机制。该共识机制不仅解决传统共识效率低的问题,而且在一定程度上可以应对拜占庭容错。     

区块链能代表信用标准的最高水平吗?

区块链技术肩负着重塑信用的重责自2009年中本聪创立了比特币以来,社会上出现了各种类型的数字货币,而这些数字货币的运行都基于公有区块链。区块链是比特币的底层技术,它就像是一个数据库账本,其中记载了所有的交易记录,拥有着安全、便捷的特性。2016年,Gartner公司引了区块链技术,该公司认为,区块链技术将会发展为一个热炒的概念,2016年也将会成为数字业务创新的元年。     

区块链跨链技术进展研究

随着区块链技术的发展,各种具有不同特点、适用于不同应用场景的区块链如比特币、以太坊等公有链以及私有链、联盟链大量共存.由于区块链的相互独立性,现存各区块链之间的数据通信、价值转移仍面临挑战,价值孤岛现象逐渐显现.区块链的跨链技术是区块链实现互联互通、提升可扩展性的重要技术手段.对跨链技术领域的成果进行了系统总结：首先,分析了跨链技术的需求及面临的技术难点;其次,总结了正在发展的跨链技术,并介绍了24种主流跨链技术的原理与实现思路;然后,综合分析了跨链技术存在的安全性风险,并列举了12项主要问题;最后,总结探讨了跨链技术的未来发展趋势.     

基于区块链的电网可信分布式身份认证系统

基于区块链的身份认证系统大多基于公有区块链平台,本质上仍是传统的中心式身份管理和验证方式,难以满足微电网中可信接入、细粒度访问控制等需求。因此,基于 FISCO BCOS 联盟区块链技术,设计了一个支持多中心的分布式身份认证系统,提出了基于 DID 的身份管理协议,实现了用户身份的自主控制;研究了微网中终端节点的分布式可信接入技术,设计了基于零知识证明的隐私保护凭证,为用户和上层应用构建一个公开透明可信的底层身份架构,满足了不同的隐私安全场景下用户身份的可信可验证的需求,实现了实体身份的自主控制、细粒度访问控制和可信数据交换。通过系统实验和性能分析证明了所设计系统的可用性和有效性。     

区块链服务网络的构建机理与技术实现

联盟链技术是我国区块链发展和应用的主阵地.传统联盟链应用存在底层技术平台异构、应用技术门槛高、成链成本大、运维监管难等瓶颈问题,限制了区块链技术与应用发展.提出一种区块链公用基础设施——区块链服务网络(blockchain-based service network, BSN)的构建机理,阐述BSN的技术架构和实现机制. BSN已于2020年4月在中国正式商用,能够显著降低区块链开发、部署、运维、互通和监管成本,有利于区块链技术向企业、政府、行业等领域推广应用,为我国新型智慧城市建设和数字经济发展提供了可信可控的公用基础设施和服务载体.     

基于双链架构的医药商业资源公有区块链

区块链技术是一种去中心化的共享总账系统和计算范式。作为一种核心的底层支撑技术,它与分布式经济系统有极高的契合度。基于公共服务平台的医药商业资源分布式调度模式是解决当前医药商业行业“散、小、乱、弱”局面的综合性解决方案,在聚合分散性资源和按需调度方面发挥着重要作用。针对公共服务平台当前存在的一些关键问题,提出了一种基于双链架构的医药商业资源公有区块链,重点研究了公有区块链的双链结构及其存储方式、隐私保护、资源寻租与匹配机制和共识算法等问题。研究结果表明,基于双链架构的医药商业资源公有区块链能够兼顾交易信息的开放性、安全性和企业信息的隐私性,自适应地完成资源的寻租和匹配,并大幅提高公共服务平台的公信力和系统的整体效率。     

基于区块链的商业数据共享模型

针对现有商业数据管理中存在的安全隐患和无法共享等问题,提出一个基于区块链的商业数据共享模型.通过区块链智能合约技术实现商业数据中心身份认证和商业数据的所有权确定;通过星际文件系统等技术,实现商业数据的保护、共享等基本操作;通过联盟中心和公有区块链相结合的方式,在保障商业数据安全的前提下降低成本.该模型具有去中心化、不可篡改、安全共享等特性,有益于促进商业数据管理的转型升级.     

基于区块链的航运联盟运力共享利益分配机制研究

航运联盟成员在运力合作时,在数据共享和信任方面的协同存在一定障碍,导致联盟利益最大化的目标难以实现,而区块链的去中心化、共识机制、智能合约、分布式账本等特点可以保障联盟利益分配的公开透明,无法窜改.因此,以联盟成员之间的舱位互租为研究内容,将博弈论、数学规划思想和区块链技术结合构建利益分配机制,实现舱位在成员之间的合理分配和联盟利益的最大化.最后,通过区块链的Hyperledger Fabric技术结合算例进行模拟,验证基于区块链的利益分配机制模式比传统模式更有利于联盟内部合作.     

面向私募股权的区块链服务系统设计

为了保护私募股权项目信息的隐私性,且达到追踪交易的目的,结合区块链技术构建管理平台.区块链技术底层使用的加密算法可以为股权项目信息提供隐私保护,智能合约可以提供交易自动化功能.区块链技术在应用过程中产生并发性不高的问题,结合微服务思想,基于以太坊设计区块链服务平台,对区块链相关服务进行功能拆分.将底层的区块链服务平台通过容器化技术构建,并考虑容器状态参数为反馈指标,设计适合该场景的区块链负载均衡算法,实现高可用高并发的效果.     

跨链技术发展与应用研究进展

随着区块链技术的不断发展与创新,诞生了许多结构各异的底层技术平台。这些平台之间由于区块链的相互独立性形成了各自的价值体系,妨碍了资产流通和价值转移“,价值孤岛”现象逐渐显现。跨链技术的引入打破单一区块链的孤立性,建立区块链之间的协作共享价值网络,成为区块链整体向外拓展的桥梁纽带,为提升区块链的互操作性和可扩展性提供技术解决方案。在综述已有研究成果的基础上,阐述了跨链技术的背景、意义及研究现状;根据实现原理的不同,将跨链机制概括为外部验证、原生验证、本地验证三类并具体分析;结合国内外发展趋势选取采用不同跨链机制的跨链桥应用项目进行介绍,并对现有跨链技术和跨链桥项目进行分析与比较。总结当前跨链技术所面临的挑战,并对未来跨链技术的发展进行展望。     

基于区块链的星间通信网络安全加密控制系统设计

目前设计的星间通信网络安全加密系统加密深度低,导致通信误码率高,无法保证星间通信网络安全;引入区块链技术设计一种新的星间通信网络安全加密系统;选择性能最优的LEO类型的卫星放置在中层的卫星网络通信轨道中,其他类型的LEO卫星则各个成为单独的卫星网络分体系,处理主体系中的杂乱通信信号;构建地面用户之间的链路关系及卫星网络链路,实现高阶层卫星通过无线电链路或光纤链路对下一阶层的卫星覆盖,完成系统硬件设计;引用区块链分布式数字化身份加密技术,通过用户使用密钥对公钥的加密保护结构图定位通信网络的状态以及通信网络的加密状态,在区块链公开性的基础上增添了用户的密钥,通过用户的独有密钥使用户使用公共的星间通信网络进行通信,实现星间通信网络安全加密;实验结果表明,基于区块链技术的星间通信网络安全加密系统能够有效提高网络安全加密系统加密深度,降低误码率。     

基于区块链的网络安全体系结构与关键技术研究进展

随着互联网技术的不断演进与用户数量的“爆炸式”增长,网络作为一项基础设施渗透于人们生存、生活的各个方面,其安全问题也逐渐成为人们日益关注的重点.然而,随着网络规模的扩大以及攻击者恶意行为的多样化、复杂化,传统网络安全体系架构及其关键技术已经暴露出单点信任、部署困难等诸多问题,而具备去中心化、不可篡改等特性的区块链技术为网络安全所面临的挑战提供了新的解决思路.本文从网络层安全、应用层安全以及PKI安全三方面对近几年基于区块链的网络安全体系结构与关键技术研究进行梳理,并将区块链的作用归类为真实存储、真实计算、真实激励三种情形.针对区块链的具体应用领域,本文首先介绍了该领域的安全现状,然后对区块链的具体应用研究进行了介绍,并分析了区块链技术在该领域所存在的优势.本文最后结合现有的解决思路对未来区块链应用中所需要注意的隐私问题、可扩展性问题、安全问题以及区块链结构演进的方向进行了分析,并对未来基于区块链的网络安全体系结构与关键技术研究进行了展望.     

基于赋权交易模型的区块链技术的档案管理研究

为了保障电子档案管理的安全性,基于赋权交易模型的区块链技术对档案管理进行研究。首先建立一个基于区块链技术的框架,具有通用性、易维护性和易搭建性等特点;然后,由于UTXO模型没有解决非确定数值的交易,故针对档案特性对区块链交易中使用的UTXO模型进行改进,提出ET(赋权交易)模型;由于档案管理需要高成本以及高时效性,故采用Fabric的联盟链作为区块生成的方法,以此来降低成本、提高性能。仿真实验结果表明,基于赋权交易模型的区块链技术大大提升了档案管理的稳定性及可用性。     

基于联盟区块链的体域网信息安全方案

针对无线体域网（Wireless Body Area Networks,WBAN）传感器数据在传输和存储过程中容易遭到劫持、篡改等问题,引入了去中心化的联盟区块链技术,提出了一种应用区块链来保障体域网数据安全的方案。通过采用Hyperledger Fabric搭建联盟区块链,利用联盟区块链的分布式记账和共识算法来保证用户生理数据的完整性和不可篡改性;再利用身份管理机制,构建联盟通道和Private Data技术来保障数据传输的隐私性。该体域网传感器节点,也是区块链的记账节点,彼此一一对应,因此还尝试将传感器之间的通信转移至区块链上来完成。实验结果表明,在使用该方案保证传感器数据安全的同时,传感器的功耗也能维持在很低的水平。     

关于区块链原理及应用的综述

近几年比特币价值逐年上升,能在其他电子货币中脱颖而出,主要得益于其低层技术——区块链。区块链为比特币提供去中心化性、开放性、安全性、独立性和匿名性的基础技术。区块链也随着比特币的升值,相关研究日益广泛深入。本文深入分析区块链基本原理,并剖析一些基于区块链技术的开源项目,给出了部分有代表性的应用领域研究成果。     

Intrusion Detection Systems Using Blockchain Technology: A Review,Issues and Challenges

Intrusion detection systems that have emerged in recent decades can identify a variety of malicious attacks that target networks by employing several detection approaches. However, the current approaches have challenges in detecting intrusions, which may affect the performance of the overall detection system as well as network performance. For the time being, one of the most important creative technological advancements that plays a significant role in the professional world today is blockchain technology. Blockchain technology moves in the direction of persistent revolution and change. It is a chain of blocks that covers information and maintains trust between individuals no matter how far apart they are. Recently, blockchain was integrated into intrusion detection systems to enhance their overall performance. Blockchain has also been adopted in healthcare, supply chain management, and the Internet of Things. Blockchain uses robust cryptography with private and public keys, and it has numerous properties that have leveraged security’s performance over peer-to-peer networks without the need for a third party. To explore and highlight the importance of integrating blockchain with intrusion detection systems, this paper provides a comprehensive background of intrusion detection systems and blockchain technology. Furthermore, a comprehensive review of emerging intrusion detection systems based on blockchain technology is presented. Finally, this paper suggests important future research directions and trending topics in intrusion detection systems based on blockchain technology.     

区块链资产窃取攻击与防御技术综述

自中本聪提出比特币以来,区块链技术得到了跨越式发展,特别是在数字资产转移及电子货币支付方面。以太坊引入智能合约代码,使其具备了同步及保存智能合约程序执行状态,自动执行交易条件并消除对中介机构需求,Web3.0 开发者可利用以太坊提供的通用可编程区块链平台构建更加强大的去中心化应用。公链系统具备的特点,如无须中央节点控制、通过智能合约保障交互数据公开透明、用户数据由用户个人控制等,使得它在区块链技术发展的过程中吸引了更多的用户关注。然而,随着区块链技术的普及和应用,越来越多的用户将自己的数字资产存储在区块链上。由于缺少权威机构的监管及治理,以太坊等公链系统正逐步成为黑客窃取数字资产的媒介。黑客利用区块链实施诈骗及钓鱼攻击,盗取用户所持有的数字资产来获取利益。帮助读者建立区块链资产安全的概念,从源头防范利用区块链实施的资产窃取攻击。通过整理总结黑客利用区块链环境实施的资产窃取攻击方案,抽象并归纳威胁模型的研究方法,有效研究了各类攻击的特征及实施场景。通过深入分析典型攻击方法,比较不同攻击的优缺点,回答了攻击能够成功实施的根本原因。在防御技术方面,针对性结合攻击案例及攻击实施场景介绍了钓鱼检测、代币授权检测、代币锁定、去中心化代币所属权仲裁、智能合约漏洞检测、资产隔离、供应链攻击检测、签名数据合法性检测等防御方案。对于每一类防御方案,给出其实施的基本流程及方案,明确了各防护方案能够在哪类攻击场景下为用户资产安全提供防护。     

语义区块链研究综述

区块链因具有去中心化、不可窜改、可追溯、集体维护、可编程和安全可信等特点,已应用于金融、物联网、供应链与物流链管理、数字资源版权管理等行业,但因缺乏链间互操作、无法索引查询等问题,极大制约了它的深入应用.语义Web技术和区块链技术融合产生的语义区块链技术,有望解决这些相关问题.为方便研究者系统地了解语义区块链的研究现状和发展趋势,对语义区块链技术进行了综述.首先,分析了区块链对语义Web技术的需求、语义区块链的优点;然后,分析和总结了语义区块链的研究和应用现状,包括区块链本体的设计、区块链数据的语义描述、语义数据的存储、智能合约的语义化、语义区块链的相关应用;最后,对语义区块链的主要研究方向进行了展望.     

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。