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。     

基于联盟自治的区块链跨链机制

针对目前区块链系统跨链互操作难问题而导致的“信息与价值孤岛”现象,提出一种基于联盟自治的区块链跨链机制。该机制的核心思想是以链治链,通过构建一条由多方共治的中继联盟链来管理跨链网络,用于解决不同区块链系统之间的数据共享、价值流通与业务协同问题。首先,提出了一个基于中继模式的跨链系统为同异构区块链系统提供交互服务;其次,详细设计了中继联盟链,设定了应用链及其用户参与跨链系统的规则;然后,总结了跨链交互的基本类型并制定了基于智能合约的跨链交互实现流程;最后,通过多组实验验证了跨链方案的可行性,评估了跨链系统的性能指标,并且分析了整个跨链网络的安全性。仿真结果与安全性分析证明,所提机制中的通道分配策略与出块权分配方案具有实际可行性,当涉及资产交易时,该机制的吞吐量最高可达到758 TPS,而不涉及资产交易时的吞吐量最高可达到960 TPS,且拥有高级别的安全性与粗细粒度兼具的隐私保护机制。基于联盟自治的区块链跨链机制可提供安全高效的跨链服务,适用于目前大多数跨链场景。     

基于联盟区块链的电子病历系统模型研究

本文通过研究联盟区块链技术,结合医疗健康信息集成规范IHE,探讨对跨区域电子病历共享模型研究方法,构建了基于联盟区块链的电子病历系统模型,设计系统的四个智能合约。区块链存储患者关键医疗和交易记录,采用了改进的PBFT共识算法,该算法适用于P2P网络且能耗较低;医疗机构作为联盟成员互联互通,自动执行智能合约,通过授权可以共享和交换患者的完整病历信息。这个跨平台、安全可靠的医院间电子病历共享模型,对医疗大数据背景下共享医疗资源和提升医疗系统的服务质量有重大的现实意义。     

轻量级区块链技术综述

传统的区块链技术为了保证交易账本的全网共识和不可篡改性,要求矿工节点具有强大的计算能力和足够的存储空间,这就限制了资源受限的设备加入区块链.近几年,区块链技术已经拓展到金融经济、医疗健康、物联网、供应链等多个领域,但是这些应用场景存在大量算力弱、存储容量低的设备,这给区块链的应用带来了巨大挑战.为此轻量级的区块链技术应运而生.从轻量级计算和轻量级存储两方面出发,总结当前轻量级区块链的研究现状,对比分析各个方案的优缺点.最后展望未来轻量级区块链的发展.     

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。     

基于联盟链的钢铁行业数据安全共享方法研究

针对钢铁行业在数据采集、存储、处理以及共享等环节存在的数据易被损坏、篡改、泄露、交易不便以及数据溯源困难等问题,提出了一种基于联盟链的钢铁行业数据共享与交换方法。首先,分析了钢铁行业数据共享与交换的现状及痛点。其次,研究了钢铁行业联盟链关键技术。最后,分析了钢铁行业数据共享与交换架构的设计、实验以及效果。实验结果表明,该架构能够有效解决钢铁行业数据共享与交换的问题,为钢铁行业数据共享与交换提供了一种新的解决方案。     

基于区块链的高速铁路监测数据安全存储方案

为解决高速铁路分布存储的监测数据遭受数据恶意篡改、共享困难等问题,提出基于联盟链的去中心化的双链存储模型。采用无线传感器网络和区块链技术构造高速铁路联盟链感知节点分布框架和数据存储联盟链模型,通过数据采集基站共识形成数据区块链。基于数据的属性、哈希值等信息形成具体类型的hash链,便于对同一类监测项目的历史数据进行分析、总结。安全性能分析表明,数据联盟存储链能实现安全、可靠的存储铁路沿线监测数据。     

基于联盟区块链的智能电网数据安全存储与共享系统

智能电网为了实现电网可靠、安全、高效地运行,需要广泛部署无线传感网络（WSN）监控电网状态,并及时对电网异常情况进行处理。在现有的智能电网中,WSN的感知数据需要上传到可信的中心节点进行存储与共享,但是这种中心化的存储方式容易引起中心节点遭受恶意攻击而发生单点失效、数据被故意篡改等信息安全问题。针对这些信息安全问题,利用新兴的联盟区块链技术在智能电网中选定若干数据采集基站,组成智能电网数据存储联盟链（DSCB）系统。DSCB中节点间数据共享通过智能合约的方式来完成,数据拥有者设定数据共享的约束条件,使用计算机语言代替法律条款来规范数据访问者行为,从而实现以去中心化的方式集体维护一个安全可靠的数据存储数据库。安全分析表明所提数据存储联盟链系统能实现安全、有效的数据存储与共享。     

基于信用的联盟链共识算法

针对当前共识算法中存在的共识效率低下和激励机制不足的问题,提出了一种基于信用的联盟链共识算法.首先,根据节点参与共识过程的行为,设计节点信用评估机制,通过信用奖励解决节点间激励机制不足的问题.其次,构造信用区块链和信用计算模型,将节点的信用值进行存储,并作为挑选"矿工"节点的依据,提高了共识算法的效率.最后,提出了分轮次的矿工节点选择算法,利用随机算法和优先级排列算法依次选择矿工节点,并提出节点信用值评估方法,避免节点信用值过大而成为寡头,确保节点成为矿工节点的公平性.实验仿真结果表明,该信用共识算法算力消耗低,出块速度快,相比现有的共识算法具有更好的性能,可以很好地应用于商业和医疗等联盟链场景.     

基于联盟链的电力数据资产交易平台

[背景]国家电网在电力数据管理应用方面存在数据孤岛和价值孤岛的综合问题.[目的]可以借助区块链技术设计一种电力数据资产交易平台,使得电力数据可以跨部门、跨机构有偿共享.[方法]本文基于以太坊区块链技术,提出了基于智能合约的身份管理随机验证模型,采用了更适合于联盟链的POA共识机制作为链上节点的数据一致性方案,提出了基于...     

基于联盟链的物联网跨域认证

针对物联网场景下跨信任域的信息交换需求,结合区块链与边缘计算思想,构建了一种适应于物联网认证的架构.首先,基于联盟链技术设计了适应于物联网跨域认证的架构及流程,构建了安全的跨域信息交互环境;随后引入边缘网关,以屏蔽物联网的底层异构性,并设计了基于网关的跨域认证流程,增强了物联网认证中的隐私保护;最后,针对设计协议的安全...     

基于联盟区块链的电动汽车可信充电模型

基于中央服务器的传统架构是过去后台服务搭建的重要解决方案,但随着用户数与应用需求的爆发式增长,该架构对中心节点的计算与存储能力提出了更高的要求,同时也带来了信任危机.分布式系统的一个典型代表-区块链,作为比特币的核心技术,它的不可篡改,可追溯,不可伪造数据等特性使得它在近几年受到广大研究者的广泛关注.本文提出将联盟区块链应用到电动车,充电桩,智能电表,传输电网所组成的充电网络中,利用区块链技术来管理充电记录,以此来保护每一方的利益,为交易纠纷的解决提出一种数据层面的支撑.本文在提出专用联盟区块链的同时,也提出了一种新的适用于电动汽车可信充电模型的共识机制和对应的查询智能合约.实验结果表明所设计的共识机制能在该可信充电网络模型中安全高效的运行,同时也能够满足用户快速查询交易的需求.     

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。     

基于联盟区块链的网络威胁情报共享平台

随着对网络安全技术的不断研究,网络威胁情报开始被提出并用于对网络攻击的态势感知之中.为解决网络威胁情报数据共享中遭受恶意篡改和共享平台不被信任等问题,提出了一种基于联盟区块链的网络威胁情报共享平台.平台使用联盟区块链作为系统内机构或个人之间的沟通平台;对于想要加入区块链网络内的节点需要进行身份认证,只有符合规范的节点才...     

基于身份密码系统和区块链的跨域认证协议

随着信息网络技术的快速发展和网络规模的持续扩张,网络环境中提供的海量数据和多样服务的丰富性和持久性都得到了前所未有的提升.处于不同网络管理域中的用户与信息服务实体之间频繁交互,在身份认证、权限管理、信任迁移等方面面临一系列安全问题和挑战.本文针对异构网络环境中用户访问不同信任域网络服务时的跨域身份认证问题,基于IBC身...     

边缘计算场景下的多层区块链网络模型研究

近年来,越来越多的研究人员尝试将边缘计算场景中收集的数据存储在区块链上,以解决传统数据存储方案中数据安全性差、防篡改性弱的问题.然而在已有的设计方案中,设备往往需要保存完整的区块数据,并且在对链上的特定数据进行取回或验证时,需要遍历大量的区块以找到对应的数据,降低了边缘计算场景中用户侧的响应速度.此外,传统共识算法也不适用于资源受限的终端设备.针对上述问题,本文提出了一种面向边缘计算的多层区块链网络模型.具体地,该模型被分为了核心层、边缘层和终端层三层:终端层被划分为多个局部网络,每一个局部网络中都包含了一个终端侧区块链,链上存储了该局部网络中终端节点产生的数据;位于边缘层的边缘侧区块链对终端层中的每一个局部网络中的终端侧区块链定期进行备份;核心层中部署了一些核心设备,负责边缘层节点的审核、注册等工作.我们对模拟数据进行了仿真实验,结果表明在该模型中查找某一特定数据哈希的速度相比传统的有向无环图式区块链模型提高了4-7倍.我们还提出了一种自适应工作量证明算法,算法执行的难度可以根据终端节点的行为动态进行调整.实验结果表明,相比传统工作量证明算法,执行该自适应算法的正常节点的交易效率可以提升4-5倍.     

区块链存储可扩展性研究进展

区块链是一种结合分布式共识、加密、时间戳等方法,在不依赖任何第三方中心化机构的情况下,实现点对点交易、协调以及协作的技术.近几年,区块链技术的不断发展引起了产业界和学术界的极大兴趣.但是,区块链的存储可扩展性问题,提高了区块链设备的门槛,成为了区块链应用落地的瓶颈.介绍了区块链的基本原理和存储模型,分析了当前区块链所面...