一种去中心化的身份认证模型的设计与实现

由于传统认证系统中心化的结构存在安全问题,作者提出了一种在去中心化的以太坊平台上设计身份认证系统模型的思路。根据区块链技术特点和以太坊的技术架构,结合身份认证系统的主要功能,设计了基于以太坊平台架构的身份认证系统模型,通过任务集合和关系向量对身份认证模型进行描述。编制可以操作区块链账本的智能合约,开发能调用智能合约的本地程序,在Bossa引擎中注册认证模型,完成以太坊网络环境的搭建和认证模型的部署,实现了基于以太坊智能合约的身份认证模型的应用。设计和实现去中心化身份认证模型,能够彻底解决中心化认证系统的安全隐患。     

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。     

基于智能合约与ABAC的访问控制方案

大数据环境下,访问控制技术是确保数据安全共享的重要手段之一。针对传统集中式访问控制模型存在的授权粒度较粗、灵活性不足与扩展性差等问题,以区块链技术为基础,结合智能合约与基于属性的访问控制(Attribute-Based Access Control, ABAC)模型提出一种动态、灵活与细粒度的访问控制方案。首先,将用户信息以区块链中的交易为载体进行存储,保证数据的不可篡改、不可伪造与可追溯;其次,采用3种不同类型的智能合约分别对用户属性、访问策略以及信誉进行管理,实现全程透明、动态与细粒度的访问控制;再次,通过将信誉评估机制引入ABAC模型中,为不同的节点分配不同的访问权限,防止未经授权的访问并动态检查恶意节点;最后,通过搭建一个以太坊私有链实现本方案,仿真实验验证了该方案的有效性。     

区块链技术研究综述

区块链技术具有匿名性、去中心化、无法篡改、无需信任的共识机制等特征,去除了各类系统应用中的诸多约束条件,为很多想法的实现提供了技术可能性.区块链技术在虚拟货币、金融科技、首次代币发行等领域发展迅速,但是其底层技术和基础理论的研究还相对落后.笔者从区块链平台的概述入手,分别从点对点（P2P）协议、共识算法、智能合约的角度描述了区块链技术目前主要的研究内容和进展情况,然后从应用的角度阐述了区块链技术的几种主要应用场景.     

基于Fabric区块链的智能合约协同开发系统

针对传统协同开发系统普遍采用"中心化"存储架构带来的单点故障、数据不可信、故障难以追责等安全问题,以及传统协同办公系统仅支持单一企业内部办公的问题,本文借助超级账本Fabric区块链技术以及业务流程管理和服务组合技术实现了一款基于Fabric区块链的智能合约协同开发系统.系统架构中首先结合传统中心化存储技术和区块链去中心化存储技术,通过将系统核心业务数据信息存储在区块链分布式账本中而把业务流程管理等不重要的数据存储在传统数据库中解决了"中心化"存储管理带来的安全信任问题.其次系统通过结合超级账本联盟链技术提供的企业联盟的特点使得系统可以应用于企业联盟办公中,解决了单一办公的问题.     

一种委员会机制的可编辑区块链方案

区块链具有去中心化、可追溯、不可篡改等特性,但其不可篡改性使得链上一些违法信息被永久保留。针对这一问题,提出基于委员会机制的可编辑区块链方案。首先,通过随机抽签算法选取委员会成员;接着,结合基于权益证明共识机制,对用户编辑请求采用投票共识的去中心化编辑策略;最后,利用变色龙哈希函数修改链上数据;此外,引入问责机制防止用户作恶,论证了该方案的安全性和收敛性。模拟实验验证,所提方案能够在去中心化的环境下高效地修改区块内容,且不影响区块链的一致性。     

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.     

面向物联网主从链结构的认证机制

物联网中不同系统间的认证已成为急需解决的问题，虽然通过单个区块链的分布式、去中心化的优势可以实现对物联网设备的可信访问和管理，但是区块链单链结构存在可扩展性低、吞吐量低的特点，导致设备认证效率低下。针对上述问题，提出基于主从链结构的物联网设备身份认证网络结构，引入信誉评估机制，通过选择信誉值高的共识节点并优化共识阶段，改进实用拜占庭共识(PBFT)算法，获得新的共识算法L-PBFT;设计认证智能合约，实现跨链的可信认证和可信交互。通过仿真实验对比L-PBFT算法和PBFT算法，结果表明L-PBFT的吞吐量比PBFT增加了44%,同时减少了拜占庭节点率，降低了认证请求的时延，提高了设备认证效率。     

一种基于中国剩余定理的群签名方案

针对当前群签名算法的中心化问题和依赖于可信第三方的局限性,提出一种基于区块链的前向安全群签名方案。该方案通过智能合约替代传统的可信第三方角色,旨在解决单点故障和缺乏可信第三方的问题;提出一种群管理员代理签名机制,利用哈希值将原始签名存证于区块链以增强数据的不可篡改性和安全性;通过基础方案、加方案和乘方案设计安全时间为$ T = {2^k} $的前向安全性群签名算法。理论分析和实验验证的结果表明,该方案提高了群签名的安全性和效率。该研究为解决群签名的中心化问题提供了新思路。

     

基于能源区块链网络的微电网经济调度模型

现有微电网经济调度模型存在的可再生能源及负荷预测误差大、信息透明度低、系统安全风险高等问题。将区块链技术引入微电网,研究基于能源区块链网络的微电网经济调度,再计及储能和用户侧响应,提出基于智能合约的多时间尺度微电网经济调度方法。仿真结果表明该模型可以充分提高可再生能源的利用率,提高微电网系统的信息透明性、数据安全性和存储安全性,实现微电网的去中心化经济调度。     

基于区块链的供应链数据分级访问控制机制

针对供应链企业与部门间存在数据共享程度低、访问透明性差以及隐私保护的问题,提出了一种基于区块链的供应链数据分级访问控制机制。设计了面向供应链场景的多链架构,实现供应链数据与访问控制信息的隔离存储;同时提出了基于分级属性和区块链的分级访问控制模型,及其智能合约的实现与部署,并针对某集采集配供应链业务进行了实例分析。实验表明该机制在大规模策略下,吞吐量仍维持在90 tps以上,策略判定时间开销平均为26 ms。     

基于区块链智能合约的物联网数据资产化方法

使用基于区块链智能合约的物联网数据资产化方法解决物联网系统中个人数据难以确权、数据资产的量化跟踪和价值转移无法高效完成等问题.借助区块链数字指纹将数据所有权和控制权从设备生产商转移至用户,为个人数据确权;通过全生命周期管理和数字签名等技术,将设备状态和数据哈希值存储至区块链,保证数据的可靠性;使用智能合约构建去第三方数据交易平台,保证数据共享的安全性,便捷地完成数据变现和数据价值转移.攻击可能性和攻击成功概率的量化分析结果表明,区块链智能合约技术可以为数据提供防篡改性,消除数据交易过程中的信任问题.借助区块链智能合约技术能够初步实现物联网数据的资产化,促进物联网设备的数据价值转移和共享.     

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.     

区块链技术在教育领域的应用现状与展望

区块链本质上的去中心化和安全特性,使得其很适合于解决目前教育领域面临的困难.本文首先介绍了区块链的基本技术原理,包括区块的结构和区块链的构成、区块链技术平台的体系结构、区块链的分类、共识算法、智能合约.接着分析了目前教育领域发展的终身教育和跨地区教育的新形势,以及传统数字化教育系统面临的主要问题.然后从教育相关信息的多方共享和验证、学习过程跟踪、激励和学习路径塑造、学习评估、教育管理与决策辅助等几个方面对区块链技术在教育领域的应用现状进行了介绍和分析.最后总结了目前区块链技术应用到教育领域的主要问题,并展望了未来的发展方向.     

区块链技术:应用及问题

区块链技术使用分布式存储、P2P网络、共识机制、非对称加密和智能合约等关键核心技术,在不可信环境中,建立起一种信息与价值传递交换机制,以保障数据的一致性和完整性,是构建未来价值互联网的基石。区块链技术具有去中心化、安全可靠和公开透明的特点,这使其在点对点交易、文件存储、健康医疗等场景中得到广泛应用。但是,区块链技术依旧存在交易吞吐量低、用户信息和交易数据隐私易泄露以及加密算法安全局限等问题,在其发展和应用过程中亟待解决。作为一项新兴技术,区块链有广阔的发展前景,有望改变互联网治理模式,推动互联网成为新型信用基础设施。     

基于区块链的智能公益基金管理系统设计

近些年,越来越多群体或个人参与到公益事业中来,但我国公益事业的发展仍面临着一些问题和挑战,如求助响应慢、安全属性弱、智能程度低等。为解决这些问题,本文基于国密算法,结合区块链去中心化结构,根据区块链分布式系统具有的透明、公开、不可篡改的特性,采用公链与联盟链结合的双链结构,利用DPOS和PBFT结合的混合共识机制,构建出安全性和智能化程度高于现有捐赠平台的智能公益基金管理系统,并运用Hyperledger Caliper对系统原型性能进行测试,经过分析验证,本文的国密算法区块链对比常见的非国密算法区块链在发送速率和发送延迟上表现更优异,在公益领域有着广阔的应用前景。     

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。     

区块链技术下的电力企业财务共享平台建设

区块链是按顺序将数据区块相连成链式结构,具有防篡改、透明性、去中心化等特征。区块链技术助推电力企业财务工作的路径主要有防篡改特征有助于保障财务数据安全,透明性特征有助于财务活动的追踪,去中心化特征有助于加强预算管理。区块链财务数据共享中心、区块链技术资源服务器、区块链技术应用服务器,以及应用界面与实时访问层,构成了区块链技术下的电力企业财务共享平台的基本架构。     

基于环签名的医疗区块链隐私数据共享模型

随着医疗行业信息化的推进,医疗领域已进入大数据时代,但在数据异构、互操作性和隐私保护等方面仍面临诸多挑战。针对上述问题,该文构建了基于环签名的去中心化医疗大数据共享模型。该模型基于区块链去中心化思想维护一个可靠的医疗数据账本,确保隐私数据的不可篡改。构建了基于环签名的隐私数据存储协议,利用其完全匿名性保障了医疗数据和病人身份隐私的安全性;提出了基于智能合约自动化执行预设指令的医疗信息严密访问控制管理机制,通过明确划分医疗隐私信息访问权限来保障医疗隐私数据的权威性和机密性。经安全性测试结果表明,相比于传统医疗大数据共享模式,该模型具有更好的实时性和鲁棒性。     

基于BlockChain的车联网数据交换系统设计

为解决车联网传统中心化模式下带来的信息不安全等问题,通过对区块链技术、密码技术等的研究,设计一个去中心化的车联网数据交换系统.首先在前期研究基于WAVE协议的车联网组播通信的基础上,通过主从节点通信实现了车与车的数据交换,然后通过路边单元的分布式广播与存储,实现了路与路、车与路的数据交换,另外在通信过程中采用数字签名技术,以保证车联网节点间安全可靠的通信.系统在Android平台进行开发实现,结果表明:该系统为基于相互连接的智能设备之间数据交换带来便利,确保了数据传输的安全性,同时也保证了车联网数据的有效记录和存储.