基于区块链的游戏资产交易平台研究

区块链的去中心化、公开透明、安全可靠、不可篡改等特征给网络游戏中的资产交易提供了新的发展方向。区块链技术可以很好地解决现有游戏交易平台中存在的安全隐患。通过分析现有游戏资产交易平台现状以及存在的弊端，提出了一种基于区块链技术的游戏资产交易平台。详细介绍了区块链游戏资产交易平台中使用的关键技术：数据区块、P2P网络、数字加密技术、共识，提出总体设计架构，讲解具体交易流程和交易验证过程，最后对区块链现有技术存在的不足进行分析说明。     

公平且稳定的最小值证明共识机制

共识机制是区块链技术的核心,能够使所有节点周期性地完成交易的验证和记录,且保持所有节点保存的区块链数据的一致。针对目前公有链共识机制的去中心化程度不高和容易临时分叉两个问题,提出一种基于哈希随机选主的最小值证明共识机制（Proof of Minimum,PoM）,利用哈希算法的强混淆性提高去中心化程度,利用哈希算法的抗碰撞性降低临时分叉的概率。理论分析和实验结果表明PoM不仅提高了去中心化程度,也降低了临时分叉的概率。     

基于联盟区块链的农产品质量安全高效追溯体系

针对农产品追溯系统中的安全和效率问题，依据区块链的去中心化安全特性，提出一种基于联盟区块链的高效解决办法。首先，通过星际文件系统（IPFS）对农产品数据进行hash转变，从而减小区块中单条事务数据量，并利用IPFS数据的不可逆原理，达到数据的初步保障；其次，建立联盟区块链模型进行数据验证，区块链数据验证的共识算法采用实用拜占庭容错（PBFT）算法来减少全网共识时间；最后，根据仿真实验中参与节点数、区块大小和网络带宽，来拟合验证交易的时间曲线，进而计算出不同带宽下的区块链交易效率，并结合数以万计的传感器参与下的农产品追溯系统的实际情况，对比区块链双链结构，给出分析结果。实验结果表明，在低于1000个验证节点的条件下，区块链最大共识时长为32 min，联盟链系统可支持35~40万条传感器数据，可适用于大范围、多数据的农产品追溯。     

企业级区块链技术综述

在传统跨机构交易的企业应用中,各个机构都是独立记录己方的交易数据,机构间数据的差异会引起争议,通常需要人工对账或中介机构来解决,因而增加了结算时间和交易费用.区块链技术实现了交易数据在写入前共识验证、写入后不可篡改的分布式记账,可信地保证了多机构间的数据一致性,避免了人工对账和中介机构.区块链是一种去中心化、不可篡改、可追溯、可信的、多方共享的分布式数据库,企业级区块链是节点加入需经许可的适用于企业级应用的区块链技术.结合Hyperledger Fabric,Corda和Quorum等企业级区块链平台,提出了企业级区块链的系统架构;从交易流程、区块链网络、共识机制、区块链数据、智能合约、隐私保护几方面阐述了企业级区块链的原理与技术;针对企业级区块链的现状,总结了当前的研究挑战与未来的发展趋势.     

一种基于区块链的DNSSEC公钥验证机制

针对中心化域名安全扩展(Domain name system security extensions, DNSSEC)架构所导致的信任链复杂性和单边控制模式, 提出了一种去中心化的DNSSEC公钥验证机制. 该机制结合区块链结构、密码学累加器和共识算法设计, 创新性地实现使用区块链技术的密钥绑定、轮转和验证操作, 无需中心化权威节点即可使用可信公钥验证域名记录. 进一步分析和实验表明, 所提出的机制在保证密钥管理安全性的同时, 提高了密钥验证的效率.     

一种优化的权益证明共识策略

区块链作为一种去中心化的分布式账本技术,主要功能是在无信任的节点之间达成共识。在区块链中合适的共识机制能提高区块链性能,保证交易数据安全。针对权益共识机制中存在的"无风险投注"问题,提出一种新的权益证明共识策略。该策略允许投票节点投出支持票和反对票,若节点对某一分叉投支持票且该分叉最后胜出,则节点获得收益,若节点对某一分叉投出反对票且该分叉最后失败,则节点也获得收益。在以太坊平台上部署智能合约验证该投票策略,结果表明,该策略可以正常执行,并且节点最终达到共识。     

基于云计算的物流区块链共识算法研究

为解决物流企业供应链的商流、物流、资金流、信息流、服务流等信息的不可篡改性、物品可溯源性、公证防伪不可抵赖性、资金的安全性等日益迫切的问题,提出了基于云计算的物流区块链模型及区块链共识算法。分析传统物流交易流程及其交易模型存在的问题,提出利用云计算与区块链解决其存在不足的思路;根据云计算与区块链的技术特点,融合各自的优势,给出物流区块链和云物流区块链的定义,提出基于云计算的物流区块链模型。根据实用拜占庭共识算法的基本原理和云物流区块链模型,结合去中心化和不可抵赖性的要求,对物流区块链共识算法进行设计,并与原始实用拜占庭共识算法、优化MinBFT算法进行分析比较。该算法与PBFT、MinBFT、CloudPBFT等算法进行对比实验,实验结果表明该算法在节点大于3f+1时,节点越多,吞吐量越大,其吞吐量以及网络延迟时间皆优于PBFT、MinBFT、CloudPBFT等算法。因此,该算法是一种可靠而有效的,具有去中心化和不可抵赖性的物流区块链共识算法。     

区块链数据库:一种可查询且防篡改的数据库

随着比特币、以太币等一系列加密货币的兴起,其底层的区块链技术受到越来越广泛的关注.区块链有防篡改、去中心化的特性.以太坊利用区块链技术来构建新一代去中心化的应用平台.BigchainDB将区块链技术与传统的分布式数据库相结合,利用基于联盟投票的共识机制改进传统Pow机制中的节点全复制问题,提高了系统的扩展性与吞吐率.但是现有的区块链系统存储的信息大都是固定格式的交易信息,虽然在每个交易里有数据字段,但是现有的区块链系统并不能经由链上对交易内的数据字段的具体细节进行直接查询.如果想要查询数据字段的具体细节,只能先根据交易的哈希值进行查询,得到该交易的完整信息,然后再检索该交易内的数据信息.数据可操作性低,不具备传统数据库的查询功能.首先提出一种区块链数据库系统框架,将区块链技术应用于分布式数据管理;其次提出一种基于哈希指针的不可篡改索引,根据该索引快速检索区块内数据,以此实现区块链的查询;最后,通过实验测试数据库的读写性能,实验结果表明,所提出的不可篡改索引在保证不可篡改的同时具有较好的读写性能.     

PoW共识算法中的博弈困境分析与优化

区块链是随着比特币等数字加密货币逐渐兴起而盛行的一种新型去中心化分布式系统,具有去中心化、时序数据、集体维护、可编程和安全可信等特点.目前,区块链已引起政府部门、金融机构、科技企业和资本市场的高度重视与广泛关注.如何在一个去中心化的分布式系统中高效地达成共识是区块链技术研究的重要问题.本文从工作量证明（Proof of work,PoW）共识算法的挖矿困境入手,分析PoW共识过程中矿工策略选择的纳什均衡存在条件.利用零行列式（Zero determinant,ZD）策略对矿工策略选择进行优化,并通过数值仿真来验证优化算法的有效性.概括来说,本文从博弈论角度来理解和剖析PoW共识算法,为进一步设计基于博弈论的共识算法提供新的思路和方法.     

基于门限秘密共享的区块链分片存储模型

针对存储原因所导致的区块链技术难以在大型业务场景应用的问题,提出了一种基于门限秘密共享的区块链分片存储模型。首先由共识节点使用改进的Shamir门限,将要上链的交易数据进行分片处理;其次,共识节点基于分片数据构造不同的区块,并分发给现存于区块链网络中的其他节点进行存储;最后,当节点要读取交易数据时,在从分发到交易数据分片的n个节点中的k个节点请求数据,并利用拉格朗日插值算法进行交易数据的恢复。实验结果表明,该模型在保证了上链数据安全性、可靠性、隐私性的同时,每个节点的数据存储量约为传统存储方法的1/（k-1）,从而有利于区块链技术在大型业务场景的应用。     

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。     

基于区块链的数字版权交易系统

在当前数字化、网络化时代中,数字版权交易需求越来越大,传统的中心化版权保护系统存在注册成本高、作品受理时间长、容易遭受破坏者的篡改等问题。区块链技术作为一个以P2P网络为基础,以密码技术为核心的去中心化网络结构,能够在网络上以纯数学方法建立信任关系,无需依托中间平台就能够缓解上述问题。借助区块链技术的自我监管、可追溯、去中心化的特性,结合数字版权交易场景,设计了一个基于联盟链的数字版权交易系统模型,利用当前 IBM 提供的最新联盟链技术,做了版权注册和版权交易的实现,能够保证版权信息不可篡改性和可溯源性。最后,测试了链码部署安装时间。结果表明,系统安装简单,维护成本低。相比传统的基于可信第三方版权认证机制,基于区块链的数字版权交易系统注册时间短,无需注册费,具有更好的架构安全性和可扩展性。     

基于区块链技术的跨境商品授权与存证系统

随着海外产品在国内市场的推广,做好跨境电商的信任机制和防伪工作成为了新的技术难点。传统的集中式存储方式容易受到信息篡改的威胁,传统的第三方交易平台提供的信任机制无法满足物联网信息高度自动化趋势的需求。基于区块链技术记录交易信息,设计智能合约进行分级授权。利用基于身份的数字签名技术实现信息认证,提出一种授权与存证方案,并且做了相关的仿真实验,实现了一个去中心化、安全可靠的海外入境商品的授权与存证中心化系统。     

区块链技术在车货匹配平台上的应用

本文针对当前车货匹配平台中所存在的虚假信息泛滥、对交易全过程缺乏监督以及违约现象严重的问题,将区块链技术运用于车货匹配平台中,设计了基于公有区块链的车货匹配平台框架及相应机制,用实际数据模拟双方在具有区块链技术的车货匹配平台上进行一次交易的全过程,并对交易的达成进行分析.结果表明,区块链技术能够增强平台上交易信息的可信度,能够对交易的执行全过程进行实时有效监督,间接降低了双方的违约行为,弥补了车货匹配平台所面临的短板,保障了双方的交易能够顺利进行.     

基于区块链的数字作品交易系统的研究

随着5G时代的来临,互联网应用在人类社会的方方面面已根深蒂固,而人们所拥有的数字作品也越来越多。为了解决传统的数字作品管理与交易系统存在信任依赖度高、透明度低、维护成本较高,无法完全保障数字作品的安全、无法确保著作人自身的利益等问题,通过对比特币电子现金系统的特点以及区块链技术的发展进行研究与总结,提出了一种利用区块链技术的去中心化、共识机制和链式存储等特点的方法,同时使用基于深度学习的自动定价模型,设计出一种基于区块链的数字作品自动定价与交易系统。实验结果证明,通过该系统能够在保护数字作品安全的同时,解决恶意交易、损害著作人利益等问题;可以实现用户之间的直接交易,保证数字作品完全由著作人自治。     

区块链技术在微电网中的应用初探

由于微电网的交易模式还在探索之中,本文尝试用区块链技术来解决此问题,并对此展开研究。文章首先从特点、分类和基本框架这几个方面来对区块链展开简要的介绍,然后分析了微电网交易的特点,得到了两者都存在去中心化、智能化、安全可靠等共性,这样才有了区块链应用于微电网交易的基础。并在此基础上建立了微电网电能交易的基本框架,能量流方面通过区块链与物联网技术的相互配合来实现,信息流方面引入区块链后,信息流更加智能可靠。然后,对其中的技术实现进行了分析探讨,明确了微电网交易中的记账权,同时又提出了两种激励新能源参与消纳的机制。最后,说明了区块链技术在电能交易上所面对的难题,主要是能量流受到现实的制约和资源问题。     

Energy trading scheme based on consortium blockchain and game theory

With the gradual opening of the electricity sales market, distributed energy trading is becoming an important research topic. However, it is not easy to design practical energy trading schemes in distributed scenario. In particular, known distributed energy trading schemes do not address the security of transaction data and the maximization of benefits among all the participants. In this paper, we propose a distributed energy trading scheme based on consortium blockchain and game theory. In our scheme, a peer-to-peer trading platform is constructed to realize direct transactions among all the participants by the property of decentralization in consortium blockchain. The direct transactions greatly reduce operating costs of energy trading, and at the same time, the security of transaction data can be obtained by the cryptographic techniques such as digital signatures and hash functions associated with the underlying blockchain. Moreover, we design an energy transaction matching mechanism by game theory in our scheme. In the matching mechanism, we construct a game model among all the participants and design an equilibrium solving algorithm, which are the key techniques to realize the maximization of benefits among all the participants in energy trading. The security analysis and experimental results show that our scheme can realize the best transaction price and quantity in the transaction matching and has high security in distributed energy transaction scenarios.     

基于B/S架构的企业财务资产类账户智能化管理系统研究

企业财务资产类账户的安全管理直接关系着企业运营的关键,实现智能化安全管理是财务系统发展的趋势.区块链技术的出现,给金融安全提供了先进的技术手段.本文以区块链技术作为技术手段,以资产类账户为管理对象,设计了智能化管理系统,系统允许创建网络中用户访问的不可变交易记录,系统中的区块链数据库由多个快组成,这些块通过每个块中对上...     

基于OT的多方匿名身份查询协议

多方数据源的隐私信息安全检索是网络安全中亟待解决的问题,不经意传输技术的特点是能够保证各个参与方的数据安全,因此将不经意传输技术与密码学中的同态密码及对称密码相结合,设计了一种多方数据源匿名查询协议。首先,基于不经意传输的思想设计了一种三方匿名查询协议,给出了协议的模型及协议的具体流程。其次,对协议的正确性与安全性进行了证明与分析。最后,将三方匿名查询协议扩展到多方查询协议,并将其应用于数字产品交易中黑名单用户的验证,解决了在网络安全交易过程中买家用户恶意交易问题。实验数据表明,该算法在保证各方数据安全的情况下查询结果正确且效率高。     

基于交易网络的公有链用户识别方法

分析与研究公有链交易数据及系统用户行为对于保证公有链应用安全至关重要。比特币作为公有链的代表性应用,是一种基于P2P网络的电子现金系统。比特币交易地址具有匿名特征,无法关联到用户真实信息,这使得比特币溯源非常困难。为识别比特币中交易地址间的关联关系,推断出用户真实信息,提出一种基于交易网络的用户识别方法。对比特币区块数据进行预处理,通过解析比特币区块数据中的脚本信息,将比特币原始交易数据处理为更加直观的数据格式。衡量交易输入与输出地址间的相似程度,根据交易地址关联信息识别出比特币匿名地址对应的所有用户。在实验中应用真实的比特币区块数据,利用可视化方式对用户识别结果进行分析,结果表明该方法不受交易规则的限制,能对比特币匿名地址进行有效识别,且随着比特币区块数量的增加,识别准确率基本稳定于80%。