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。     

响应式许可链基础组件——RepChain

区块链系统的核心价值是建立多方信任,在面对企业级应用场景时需要增强安全性、实时性、友好性设计;面对国内自主可控和技术发展需求,应积极倡导开源共赢.为此,提出了开源的响应式许可链基础组件RepChain （reactive permissioned chain）,它通过全新设计系统架构,突出了响应式、松耦合、轻量级、协同性共识、合约分级部署、运行状态可视化等特点.通过在身份准入的基础上建立安全信道,采用协同性共识代替公有链的竞争性共识,提高了交易的实时性和交易通量.经实验证明,响应式许可链在交易通量、实时性和韧性方面有较大提升.     

基于区块链的应用系统开发方法研究

本文从区块链的技术层面及应用层面分析其特征,并给出区块链的分类。挖掘区块链的设计需求,针对区块链的一致性和可扩展性的应用需求进行深入分析。对区块链的应用系统开发方法及区块链建模进行研究,提出了账户区块链（account blockchain,简称ABC）和交易区块链（trading blockchain,简称TBC）的双链设计模型。对智能合约进行深入剖析,提出了链上代码并行执行模型应用原则。最后对区块链应用技术进行总结和展望。     

基于区块链的身份托管模型研究

针对现有中心化信任下用户多身份管理难的问题,提出一种基于区块链的身份托管模型。模型将用户拥有的各个系统的身份信息采用椭圆曲线算法加密签名,确保身份信息的所有权;设计了身份认证区块链模型和身份信息上链的智能合约,将身份签名结果存储到区块链中,确保其安全和不可篡改;设计了登录验证的智能合约,使用用户公钥对签名信息验证用户是否具有登录系统的权限。对该区块链身份托管模型在Hyperledger Fabric中进行实验论证,实验结果表明,该模型具有高的安全性和时间效率,能方便管理用户的多个系统身份信息。     

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NDN的区块链数据同步方法

近年来,区块链技术在各个领域受到了广泛的关注并取得了阶段性的成功,然而区块链技术的自身缺陷,限制了其在重要领域的发展。这是因为区块链技术通过P2P网络基于TCP架构的通信方式,使得其对相同数据内容的请求是独立的,从而在数据同步时造成大量的冗余流量,进而占用较高的带宽而导致了较大的数据传输时延,并在最终拉低了区块链的整体性能。由此,提出“NDN+区块链”结构,以期借助命名数据网络（named data networking,NDN）自有的优势,有效解决区块链数据传输效率低下的问题,从而扩大区块链的技术优势。通过仿真模拟实验的分析,得出“NDN＋区块链”结构相较于传统的TCP区块链,在带宽占用及数据同步时延方面确有很好的表现效果。     

基于改进北极熊算法的多租户数据中心电力成本优化方法研究

为了满足电力需求响应,通过改进北极熊算法提出了一种面向多租户数据中心的成本优化算法。首先采用一对多的逆向拍卖模型建立租户及运营商的关系,激励租户主动参与拍卖并提交相应的节能方案和期望奖励;接着通过改进现有的北极熊算法,来求解最优租户组合和最小成本,其中采用了sigmoid函数对坐标进行离散化处理;同时为了增强算法跳出局部最优的能力在算法中融入了变异策略,并且为提高算法的寻优能力,采用自适应视野代替固定视野来动态调整局部搜索的范围,进一步降低算法陷入局部最优解的概率。最后将提出的方法分别与经典的算法进行比较,实验结果表明在满足需求响应的情况下,提出的方法不仅花费成本最低,而且具有更高的效率。     

Greening multi-tenant data center demand response

Data centers have emerged as promising resources for demand response, particularly for emergency demand response (EDR), which saves the power grid from incurring blackouts during emergency situations. However, currently, data centers typically participate in EDR by turning on backup (diesel) generators, which is both expensive and environmentally unfriendly. In this paper, we focus on “greening” demand response in multi-tenant data centers, i.e., colocation data centers, by designing a pricing mechanism through which the data center operator can efficiently extract load reductions from tenants during emergency periods for EDR. In particular, we propose a pricing mechanism for both mandatory and voluntary EDR programs, ColoEDR, that is based on parameterized supply function bidding and provides provably near-optimal efficiency guarantees, both when tenants are price-taking and when they are price-anticipating. In addition to analytic results, we extend the literature on supply function mechanism design, and evaluate ColoEDR using trace-based simulation studies. These validate the efficiency analysis and conclude that the pricing mechanism is both beneficial to the environment and to the data center operator (by decreasing the need for backup diesel generation), while also aiding tenants (by providing payments for load reductions).     

基于模糊需求的应急物资中心选址—路径问题的算法研究

突发事件爆发后,应急决策通常面临信息不对称的情形,由此获得合理的解决方案非常困难。研究需求量不确定的场景下,同时决策应急物资中心选址方案和配送路径的问题。首先引入三角模糊数刻画模糊需求,提出模糊需求下的应急物资中心选址—路径模型;然后定义Q-学习中的状态、动作和奖励,形成超启发式算法的上层策略;最后以一种新架构封装低层算子,提出一种基于Q-学习的超启发式算法。通过数值实验验证了算法的有效性,同时通过案例分析体现了模型和算法在实际应用中的可行性。     

A blockchain framework data integrity enhanced recommender system

Recommender system for the IoT (RSIoT) has attracted considerable attention. By leveraging emerging technologies such as the Internet of Things (IoT), artificial intelligence, and blockchain, RSIoT improves various indicators of residents' life. However, data integrity threats may affect the accuracy and consistency of the data particularly in the IoT environment where most devices are inherently dynamic and have limited resources that could fail in ensuring the quality of data transmission. Prior work has focused on processing big data and ensuring their integrity by considering cloud storage service as the popular way. In this article, we address integrity of data leveraging blockchain capabilities to ensure the integrity of the critical data. We adapted the Ethereum blockchain to our RCS for ensuring integrity of data during sharing them between doctor and patient without handling their data by third party. We build four smart contracts that enable our system of gaining more advantage of blockchain. We evaluated the performance of our smart contracts in Kovan and Rinkeby test networks. The preliminary results show the feasibility and effectiveness of the proposed solution.     

基于区块链的数据完整性多方高效审计机制

提出了一种面向大数据环境的基于区块链的数据完整性多方高效审计机制(MBE-ADI).构建基于数据域的混合Merkle DAG结构对数据组织,实现大数据环境下大量非结构化数据同时验证;为应对大数据环境下数据量大的问题,设计基于BLS签名多副本确定性验证方法,实现支持多副本的数据完整性高效验证;设计基于联盟链的双验证审计架...     

基于区块链的能源数据访问控制方法

针对能源互联网跨企业、跨部门的数据共享过程中存在的能源数据易篡改、泄密、数据所有权争议的问题,结合区块链可追溯、难以篡改等特点,提出一种基于区块链多链架构的能源数据访问控制方法,在保护用户隐私的同时实现了能源数据跨企业、跨部门的访问控制.该方法中采用监管链与多数据链相结合的方式保护了数据的隐私,提高了可扩展性;使用链上...     

基于区块链技术的计算机数据安全保护探究

新时期下人们对计算机数据安全提出了更高的要求,以往的网络安全模式存在一定的弊端,未能很好地发挥出保护作用。基于此,文章重点对基于区块链技术的计算机数据安全保护进行探讨,从区块链技术相关概述入手,分析计算机数据安全保护中常见的密码学技术及区块链技术的应用,最后提出基于区块链技术的计算机数据安全保护方案,希望为相关人员提供参考借鉴,在计算机数据安全保护中积极应用区块链技术,全面推动计算机数据安全的保护效果。     

基于ECC的区块链数据共享系统设计

区块链技术通过在对等网络环境下构建不可伪造、不可篡改和可追溯的链式数据结构的模式,解决了传统数据共享所存在的数据泄露、数据篡改和数据难溯源等问题。然而现存的区块链数据共享方案还存在成本高、效率低和安全性差等问题,对此提出了一个基于椭圆曲线加密算法ECC的区块链数据共享方案并进行了系统设计。该方案依靠ECC算法来保证数据传输过程的安全性,改善现有方案所存在的问题。利用Solidity 编程语言编写对应的智能合约,基于以太坊平台对数据共享系统进行了仿真和测试,验证了方案的正确性和安全性。     

区块链在应急物流物资保障体系构建中的应用

我国应急物流物资保障体系在近两年的重大突发事件中暴露出有待完善之处.采用区块链技术构建应急物资保障体系,重点建设信息记录管理和物资调度管理系统,实现信息记录、溯源、供需匹配等功能,以期在一定程度上解决应急物资质量无法保障、供需不匹配等问题.     

基于区块链的分布式电能量数据可信存储机制

针对电能量数据中心化存储面临中心单点故障、恶意篡改等问题,利用区块链的去中心化、防篡改、高度可拓展特点,通过构建电能量数据星际存储联盟链（ISCB）,提出一种包括身份认证、传感数据上传、IPFS（星际文件系统）存储、区块链上传、访问验证5个部分的可信存储机制。针对电能量数据来源广、容量大等特点,将区块链技术与星际文件系统相结合,链上保存 IPFS 返回的数据哈希及查询属性,有效地解决了电能量数据区块链存储扩容及数据篡改识别问题。