基于以太坊和动态定价的数据交易模式研究

为了解决现有数据交易模式中交易流程耗时较大且效率较低,信息泄露和公平支付问题,提出一种改进的数据交易模式,通过智能合约预置额外的约束条件,集成了数据交易和仲裁纠纷解决的功能,用于实现交易的公平自治性和交易时间控制,以规避数据交易过程中恶意交易行为。在此基础上,为实现所提出的数据交易模式中价格的动态平衡,基于经济建模方法和动态定价的公平合理性,设计一个自动平衡总供给和总需求的动态定价机制,依据购买需求和数据资源的市场供给进行价格动态调整。从模型的动态性对模型进行了论证,证明了交易价格和需求可以收敛。基于以太坊实验环境部署并执行该合约,并对该智能合约的各功能成本和安全性进行测试和分析。仿真实验结果表明,该改进交易模式在动态定价下能够以较低的执行成本进行数据交易,并且该智能合约存在较少代码漏洞,满足可行性和安全性要求。     

基于智能合约的以太坊可信存证机制

针对以太坊平台提供的数据管理功能简单且存在低吞吐率和高延迟的问题，提出一种基于智能合约的以太坊可信存证机制。首先针对以太坊平台暴露的数据管理问题提出一个基于智能合约的以太坊可信存证框架，然后通过集中化数据统一处理、认证数据分布式存储以及高效动态取证这几个方面阐述所提机制的框架和实现，最后通过基于智能合约的系统开发表明了该机制的可实现性。实验及分析结果表明，该方法与传统关系数据库存证相比，增加了处理可信性、存储可信性和访问可信性；与区块链存证相比，丰富了数据管理功能、降低了区块存储成本、提高了存证效率。     

基于区块并行的以太坊智能合约高速重放

分析和研究以太坊上的区块、交易、账户和智能合约数据具有巨大价值,但是以太坊数据量大、数据种类多、存储结构各异,当前数据获取方法的获取速度慢而且获取的数据不全,因此充分利用这些数据非常困难。文中提出了基于区块并行的以太坊数据快速导出工具Geth-query,通过分析以太坊内部机制,利用区块世界状态快照消除区块之间的依赖关系,优化本机资源利用效率并行重放区块,实现了快速而全面地提取以太坊链上数据。实验证明,Geth-query提取的数据种类丰富,数据导出速度相比传统方法提升了10倍左右。为了使用方便,文中同时对导出的数据进行存储优化,并在前端页面进行数据展示,从而为分析和研究以太坊提供了数据基础。     

基于以太坊的数字权限保护系统

传统的数字权限保护系统中存在着中心化、交易信息和权限信息不透明的问题,利用区块链技术的去中心化、公开透明等优点,提出了一个基于区块链的数字权限保护系统.该系统使用星际文件系统(IPFS)存储加密的数字内容,通过智能合约完成权限交易和自动发放许可证,利用区块链记录权限交易信息和许可证信息.解决了传统数字权限保护系统中集中...     

以太坊智能合约安全形式化验证方法研究进展

以太坊智能合约是区块链技术的典型应用和实现.由于智能合约一旦部署就难以修改,智能合约在上链之前的正确性显得至关重要.虽然很多当前工作都对于智能合约漏洞的检测与预防进行了一系列研究,但是对于检查合约属性和范式的形式化验证方法还没有比较全面的总结.首先介绍了智能合约基本的表示和编译方式、常用的编程语言、出现的漏洞类型和常见...     

基于智能合约的以太币投票协议

Zhao等人提出了一个比特币投票协议,使得n个投票人能够通过投票决定两个候选人中的一个接受比特币资助.投票人首先通过秘密分享、承诺和零知识证明生成各自的投票,再通过比特币交易完成投票和比特币资助,保护了投票人的隐私.此文的工作支持n个投票人生成关于m个候选人的一般性投票,并通过智能合约完成了投票和以太币资助,同样不泄露投票人的隐私.同时,该智能合约不依赖门限签名等体制,更为高效,合约的主要业务逻辑也在检测模型工具中进行了检测.     

基于以太坊的物联网可伸缩信息共享机制

针对物联网(IoT)信息共享中存在缺乏信用保障机制以及信息孤岛问题,设计一种基于以太坊的物联网可伸缩的信息共享机制框架。提出基于智能合约机制的信息共享处理流程,采用设备管理器管理物联网设备,以增强机制的可伸缩性。实验基于以太坊平台,分别对机制的信息交易处理能力和可伸缩性进行验证。结果表明该共享机制具有良好的可伸缩性,信息共享的交易吞吐量达到10 000条/s,交易延时为毫秒级。     

一种基于运行时信息的以太坊智能合约防御技术

智能合约是区块链技术最成功的应用之一,已经被广泛集成到应用程序中,成为应用去中心化的常见实现方案.然而,智能合约由于其独有的金融特性,一直以来饱受安全攻击,各种新的恶意攻击类型层出不穷.现有的研究工作提出了多种有效检测合约漏洞的方法,但在实际应用中都存在着各种局限：仅针对已知的漏洞类型,需要修改合约代码来消除漏洞,链上开销过大.由于智能合约部署到链上后的不可修改性,这些针对特定漏洞类型的检测防御手段无法对原有的合约进行修复,因此很难及时地应对新型的漏洞和攻击.为此,提出了一种基于运行时信息的智能合约可升级防御技术,通过引入运行时的各种信息,为链下对攻击和漏洞的检测提供实时的数据.同时,设计了一套部署在合约上的访问控制机制,基于动态检测的结果,对合约的访问进行限制,从而在不需要修改合约代码的情况下实现动态的防御.由于以太坊本身的机制无法对实时攻击进行识别和拦截,为了减小这一影响,利用竞争(race condition)的机制来增强防御的效果.实验结果分析表明：该防御技术可以有效地检测并防御攻击,对于后续的攻击交易,可以实现100%的拦截成功率,对于首次检测到的实时攻击,利用竞争可以达到97.5%的成功率.     

以太坊智能合约的漏洞自动化修复技术研究

以太坊等公链上的智能合约可以实现各种去中心化应用,但频发的安全事件导致用户的财产遭受威胁。智能合约安全问题极大地影响用户对去中心化应用的信任度,且链上信息具有不可篡改的特性,使得智能合约在部署前的安全审计和漏洞修复过程必不可少,但当前的安全研究大多聚焦于智能合约漏洞检测技术。文章首先介绍了智能合约相关背景并比较了其与传统应用程序的差异,提出了包含漏洞识别和补丁生成两大关键步骤的智能合约部署前漏洞自动化修复流程,然后分析并阐述了常见的漏洞类型和漏洞检测技术,深入讨论了基于字节码和源码生成智能合约常见漏洞补丁的研究进展,最后对智能合约漏洞补丁生成技术面临的有效性、成本、可扩展性等性能问题以及漏洞自动修复技术的未来方向进行了展望。     

以太坊智能合约模糊测试技术研究综述

运行在区块链平台之上的智能合约,完成了不同参与者之间协议的达成和自动执行,同时也管理了大量的数字资产,智能合约漏洞的频繁爆出,造成了难以估量的经济损失。模糊测试是一种有效的动态漏洞检测技术,已经被应用于智能合约安全研究。文中分析了现有综述工作对智能合约模糊测试的总结不足的问题,并提出了智能合约模糊测试的基本框架;以目前智能合约安全研究中最广泛的以太坊智能合约为例,介绍了与智能合约紧密相关的账户机制和交易结构,总结了智能合约区别于传统程序的特点;阐述了智能合约的漏洞,并对这些智能合约模糊测试技术覆盖的漏洞进行了比较;进一步地,从单交易和交易序列两个方面对已有智能合约模糊测试技术的输入生成进行了分析;从函数层面、交易层面和交易序列层面对测试输入变异进行了总结;对已有智能合约模糊测试技术的测试预言使用进行了简述;另外,还总结了智能合约模糊测试的技术评价指标。最后,提出了当前智能合约模糊测试技术研究面临的问题,并对未来的研究方向进行了展望。     

面向合同的智能合约的形式化定义及参考实现

智能合约是区块链系统的核心组件,在现实中广泛应用.然而,目前没有关于智能合约的统一定义,在不同的区块链平台上,智能合约的实现也相差甚远.这样将影响公众对智能合约的认知,也对产业的发展造成障碍.回顾了智能合约的发展历史,梳理其概念的变化过程.归纳智能合约的本质,对现有智能合约的实现进行了分析和对比.给出了面向合同的智能合约的形式化定义,为智能合约的标准化奠定基础.提出了独立于区块链平台的、通用的智能合约实现方法.在目前广泛应用的联盟链区块链平台Hyperledger Fabric上面进行了具体实现.最后对未来工作进行了展望.     

ContractGuard：面向以太坊区块链智能合约的入侵检测系统

以太坊智能合约本质上是一种在网络上由相互间没有信任关系的节点共同执行的已被双方认证程序。目前,大量的智能合约被用于管理数字资产,使智能合约成为黑客的重要攻击对象。常见的攻击方法是通过利用智能合约的漏洞来实现特定操作的入侵攻击。ContractGuard 是首次提出面向以太坊区块链智能合约的入侵检测系统,它能检测智能合约的潜在攻击行为。ContractGuard 的入侵检测主要依赖检测潜在攻击可能引发的异常控制流来实现。由于智能合约运行在去中心化的环境以及在高度受限的环境中运行,现有的IDS技术或者工具等以外部拦截形式的部署架构不适合于以太坊智能合约。为了解决这些问题,通过设计一个嵌入式的架构,实现了把 ContractGuard 直接嵌入智能合约的执行代码中,作为智能合约的一部分。在运行时刻,ContractGuard通过相应的context-tagged无环路径来实现入侵检测,从而保护智能合约。由于嵌入了额外的代码,ContractGuard一定程度上会增加智能合约的部署开销与运行开销,为了降低这两方面的开销,基于以太坊智能合约的特性对 ContractGuard 进行优化。实验结果显示,可有效地检测 83%的异常行为,其部署开销仅增加了36.14%,运行开销仅增加了28.17%。     

基于Ethereum的房地产供应链系统设计与实现

以太坊区块链技术是当今互联网时代的一项具有创新性、革命性的综合型分布式数据库账本技术,具有去中介化、自治性、数据不可篡改、可追溯、可编程等特点。分析了传统房地产供应链存在的不足,运用新兴的区块链技术,设计了基于以太坊智能合约的房地产供应链系统。给出了该系统的系统模型,包括系统流程和系统架构两部分。具体说明了系统所涉及到的四个功能模块。展示了系统的工作流程,并讨论了区块链+房地产供应链存在的问题。对区块链应用于房地产供应链领域进行总结,旨在为未来更好地将区块链应用于房地产供应链提供参考。     

基于XGBoost和TCN-Attention的棉花价格多影响因素选择及预测

棉花价格受多种因素影响而复杂多变, 通过选择合适的数据特征和预测模型可提高棉花价格预测精度. 本文以棉花日现货价格数据为研究目标, 采集了供需关系、国际市场、宏观经济、产业链这4个方面的9项影响因素作为特征, 使用极限梯度提升(XGBoost)算法对棉花价格影响因素进行特征评估筛选, 选取其中5项特征后, 采用引入注意力机制(Attention)的时间卷积网络(TCN) TCN-Attention、TCN、LSTM、GRU等模型对棉花价格进行预测. 通过消融实验和对比实验, 结果表明: (1)经过XGBoost特征筛选后, TCN-Attention价格预测的平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)为41.47和58.76, 与未筛选相比分别降低了77.57%和76.49%. (2)与TCN、LSTM、GRU相比, 本文提出的TCN-Attention模型预测结果更准确, MAE和RMSE均降低50%以上, 运行时间较LSTM、GRU缩短60%.     

MTICA-AEO-SVR股票价格预测模型

为了改善传统Fast ICA算法的稳定性和分离效率,基于Tukey M估计构造了一种新的非线性函数,提出了MTICA算法;并在此基础上结合SVR算法,建立了一种新的MTICA-AEO-SVR股票价格预测模型。用MTICA算法将原始股票数据分解为独立分量进行排序去噪,选择不同的SVR模型分别对各独立分量和股票价格进行预测。在SVR算法中引入了人工生态系统优化算法（AEO）选参,提高了模型的预测精度。通过对上证B股指数的实证分析,结果表明,MTICA-AEO-SVR模型比ICA-AEO-SVR模型和ICA-SVR模型更准确和高效。