基于录制重放的区块链交易执行追溯方法

区块链上运行的智能合约具有一经部署难以修改、调用执行需经过共识等特点, 现有的需要修改智能合约代码或打断其执行过程的调试方法难以直接应用到智能合约上. 由于智能合约的运行过程由区块链交易顺序执行过程组成, 实现对区块链交易执行过程的追溯是提升智能合约可调试性的一个有效途径. 对区块链交易执行过程进行追溯主要目标是找出一条已经出块的区块链交易是如何得到当前的执行结果的. 区块链交易的执行依赖于区块链内部状态, 且该状态取决于之前区块链交易的执行结果, 因此存在着传递性依赖. 区块链交易的依赖性和区块链所提供的执行环境的特点给区块链交易执行追溯带来了挑战. 区块链交易执行追溯面临的挑战主要有3方面, 即如何从智能合约部署的生产环境中获取足够追溯的信息、如何获取区块链交易之间的依赖关系, 以及如何保证追溯结果与实际在线执行过程一致. 提出了一种基于录制重放的区块链交易执行追溯方法, 在合约容器中建立录制重放机制, 无需修改合约代码即可支持交易执行中对状态读写操作的录制, 并且不会打断智能合约运行; 提出了基于状态读写的交易依赖分析算法, 支持对存在依赖关系的前序交易进行按需回溯; 此外, 设计了录制读写操作记录的验证机制, 确保重放的执行过程与真实执行过程之间的一致性可被验证. 所提出的方法能够追溯区块链交易调用智能合约的执行过程, 可用于智能合约调试, 并且当智能合约异常造成损失时可用于举证. 在实验中对比了将录制的读写操作记录存储于链上和存储于链下之间的性能差异, 通过案例研究展示了所提方法在追溯区块链交易执行方面的有效性和优点.     

基于区块链技术的供应链交易系统设计

随着经济全球化程度的日益加剧和信息技术的快速发展,企业间的信息流、物流、资金流交互越来越复杂,传统以核心企业为主导的供应链模式中交易信息不透明、企业间协作效率低及产品质量溯源难等问题愈发突出.为解决上述问题,设计基于区块链技术的供应链交易系统,以供应链实际需求为基础,构建交易系统总体架构.通过制定交易交互规则,部署交易...     

基于区块链的数字版权登记技术

针对互联网生态下数字知识产权的盗版、版权纠纷等问题,传统解决方案是基于第三方机构的集中式版权管控,但此方案面临版权登记效率低下、数据存储安全等问题。随着区块链技术的面世,去中心化、数据不可篡改等特点为当前数字版权领域的问题提供了解决途径。基于区块链技术,提出了一种基于超级账本的数字版权登记模型。首先设计了基于超级账本的数字版权登记模型;其次通过simhash查重算法实现了作品侵权检测;最后结合智能合约技术实现了版权登记及数据访问控制,确保了个人数据的隐私性。实验分析表明,该系统有较优的性能和较高的安全性。     

基于区块链智能合约的茶叶交易模型研究

文章提出一种基于区块链智能合约的茶叶交易模型,将茶叶交易过程中的各利益相关方都纳入基于区块链的茶叶交易信息共享网络中,各方自成节点,所有交易行为都在网络中进行,并由所有参与方共同监管,所有信息被记录在不可篡改、按时间戳记录的可靠数据库区块链中,并制定各方共同约定遵循的、监管茶叶种植、生产加工、交易行为过程的智能合约,合约的执行为各方提供一个无需人为干预、去信任的对茶叶交易行为的监督,更好平衡与保障茶农、消费者、茶商各方利益.     

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。     

基于区块链的知识产权交易平台研究与实现

目前知识产权交易普遍存在信息不对称、交易多方缺乏信任和有效激励等问题,借助区块链的不可篡改、安全透明、可追溯、去中心化等技术特性,提出并实现了一种基于区块链的知识产权交易平台BIPTP,通过智能合约实现交易的精准撮合,支持多方定制转让合同和收益分配合同,引入知识产权权人方和监管方作为联盟链节点,异步完成需求收集和权人变更。实验表明,平台的交易吞吐量可达到250?TPS,万笔交易平均撮合时延约1.9?s,交易成功率可达到78%,相较于其他知识产权交易平台,本系统能够在知识产权权人、发明人、受让方以及中介方之间达成多方权益保证的可信合约并确保执行,从而获得更好的数据可信度和合同履约能力,显著提高知识产权交易的成功率,为繁荣我国知识产权交易市场提供了一种有效的解决方案。     

基于PoA联盟链的微电网无报价交易机制

传统微电网电力交易模式存在中心化、数据不透明等问题, 区块链的去中心化、不可篡改、可追溯和无需信任等特点被广泛用于电力交易. 当前的研究主要在共识机制、交易机制和隐私保护方面, 且大多都需要交易者每周期不断进行报价. 本文提出了一种基于权威证明(Proof of Authority, PoA)共识的联盟链无报价电力交易机制, 电力消费者无需报价只需预存电费, 即可在电费耗尽前基于智能合约自动进行电力交易, 资金的结算采用能源代币. 最后与其它4种现有区块链电力交易方案进行对比分析, 并模拟仿真了5个产消者和5个消费者的电力交易, 分析了买卖双方的收益. 结果表明本方案让买卖双方同时受益, 经济成本更低, 共识效率高.     

基于区块链的电力市场交易结算智能合约

本文针对未来“放开两端”的电力交易市场多主体、多模式、多规则的特点,设计了电力市场交易结算智能合约,同时分析了关键技术难点,并有针对性的给出了解决方案. 利用运行在区块链上的智能合约降低电力市场交易的信任成本,提高清结算效率,同时推动能源零售市场的智能化. 通过在由4000个节点构成的P2P网络中运行一个购售电合同的智能合约实例,验证了本文方法的成功率约为99.38%,每笔交易的平均确认时间约为16秒. 如果本文方法得到应用,将帮助能源交易双方共同制定因需求而动态变化的能源价格,保证不同能源市场的互联互通,促进智慧能源价值互联.     

基于区块链的文本翻译安全交易方案研究

针对现有翻译交易方案在竞拍翻译高保密性文本时无法保障其安全性、翻译成本与进程不易控制及译后纠纷处理困难等问题,提出了一种基于区块链智能合约的新型匿名反向拍卖（new anonymous reverse auction,NARA）交易模型。该模型采用匿名参与机制保护用户隐私,利用反向竞拍机制合理控制翻译成本,并进一步使用拆分式数据交互（split data interaction,SDI）提升翻译文本交互时的安全性。同时该方案采用一种自动化货币支付算法,约束交易双方诚信参与,并解决翻译纠纷问题。通过安全分析证明该方案的安全性,实验结果证实了交易模型的有效性。     

基于区块链的去中心化物品共享交易服务系统

随着共享经济的发展，对于高可信的分布式交易管理具有迫切的需求，然而，传统的中心化信息系统难以满足。区块链技术提供了一种共享账本机制，为构建可信的分布式交易管理奠定了基础。以支持智能合约的区块链2.0平台——以太坊平台作为基础框架，深入研究基于区块链技术的去中心化共享物品交易服务系统的运行机制与实现技术。设计了基于以太坊的去中心化物品共享交易服务系统框架，提出了基于智能合约机制的交易管理处理流程，详细描述了包括用户接口在内的系统实现技术，并对该系统在交易处理上的性能进行了实验测试。实验结果表明，基于以太坊的交易服务系统在保证交易数据可信性的基础上，平均交易处理速度为每秒21.7条，有索引查询速度为每秒117.6条，具有较高的运行效率。     

基于区块链的电力交易模型及博弈定价方法

为解决传统能源中心化交易模式缺少灵活性、透明性和可监督性等问题,满足新型电力系统中电网各主体间电力交易市场化、定价灵活化等新要求,提出一种基于区块链的电力交易模型及博弈定价方法。该电力交易模型具有分布式、去中心化、不可篡改和加密安全等优势。首先,建立基于区块链的电力交易模型,协调发、供、用等主体间的生产和消费行为,形成统一的市场机制;其次,提出了基于博弈的多时间尺度电力交易竞价机制,利用蚁群优化(ACO)算法求解可得每小时的最佳竞拍价格。最后,通过仿真验证了交易模型及博弈定价方法,在激励政策下各交易方收益最优化。结果表明,交易模型及定价方法在新能源参与交易背景下能有效地平衡市场各主体的效益;基于区块链的智能合约可实现电力交易过程的智能化、透明化和可追溯性。     

基于区块链的电力交易动态监测系统设计

为保障电力市场交易公开透明,提出了一种基于区块链技术的电力市场交易动态监测系统设计.该技术方案充分利用区块链数据安全、难以篡改的特点,建立了电力交易与区块链实施的对应关系.提出了交易申报、交易出清、数据存储三个核心环节的业务设计方案.在此基础上,基于Hyperledger Fabric联盟链,构建了电力交易动态监测系统...     

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.     

基于区块链的二手房交易系统的设计

随着我国城市化进程的推进,房地产市场交易量快速提升,二手房交易出现的问题纠纷也越来越多。基于此,笔者列举了我国当前二手房交易常见的一些问题,并设计了一套基于区块链的二手房交易系统。该交易系统基于区块链的智能合约进行房屋交易,能够让交易双方在不需要第三方担保和相互信任的前提下顺利完成二手房交易,减少了二手房交易过程的纠纷问题。     

双链式区块链交易监管研究

最近,作为去中心化的分布式帐本,区块链使人们能够在不可信赖的环境中进行安全可靠的交易,慢慢地被应用于各个领域。但是,逐渐出现了一些问题,用户隐私信息泄露,存在非法的交易且缺乏有效的监管,智能合约市场存在漏洞等。针对区块链非法交易,提出了监管链的概念,并建立了可以有效监管区块链交易的交易区块链（TBC）和监管区块链（RBC）双链结构。为了提高智能合约的安全性,进一步在监管链中建立智能合约市场,并设计了用于智能合约功能校验的零知识证明算法。理论和数据分析表明,双链结构具有高效率和可扩展性强。实验结果表明机器学习算法对于区块链交易数据的分类准确性达到95.0%,并证明了零知识证明校验智能合约功能的可行性。     

基于区块链监管的联盟数据可信流通

随着大数据技术在网络开放环境中的推广应用,越来越多的机构合作联盟产生,数据的共享与流通成为联盟中重要的资源共享方式,尤其在银行、医疗等联合作业场景中,只有系统中的各个组成机构共享各自拥有的数据,才能形成全面、清晰的业务视图,有效提升联盟的服务和生产效率。然而,在机构之间数据流通的过程中,在跨不同利益主体之间如何控制与追溯数据流向成为支持数据高效可信流通必须要解决的问题。提出了一种基于区块链监管的数据可信流通系统,通过区块链技术保证数据的流通信息不可篡改、可追溯,从而促进安全可信的数据共享流通生态建设。在此基础上,针对在开放环境中大规模网络环境存在的传输效率低、网络不稳定的复杂情况,在系统结构中引入可信代理作为数据服务的接口,从安全性与性能2个角度对系统进行优化,实现可信高效的数据流通。基于Hyperledger Fabric实现了原型系统,实验结果表明,系统在流通数据规模、用户请求并发规模等方面都具有良好的可扩展性。     

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。     

基于区块链技术的绿证智能合约交易风险聚类分析模型

常见的聚类分析模型受到分布式清洁能源接入模式的冲击,内部数据容易被篡改,模型安全性较低。对此,提出基于区块链技术的绿证智能合约交易风险聚类分析模型。引入区块链技术,改变交易信息的哈希结构,将同时生成的区块链证书记入区块链数据库中,作为信息不可篡改的凭证,用于信任认证;设计智能合约响应机制,实现区块链数据的信任认证,在认证完成后,投影区块链数据,完成区块链数据的聚类处理;以聚类结果为依据,构建决策树风险分析模型。实验结果表明,在面对分布式清洁能源接入模式的冲击时,该模型内部数据安全,没有被篡改,安全评估值在4.5以上,自身的安全性得到了提高。     

基于区块链技术的数字版权交易规则分析

如今区块链技术与版权交易领域的结合越来越紧密,学界对此的研究也越来越深入。但区块链数字版权交易平台在现阶段出现了很多问题,不仅不能很好地达到交易性,而且技术本身的局限性限制了数字版权作品在平台的交易。应发挥国家战略指导的重大作用,更好地推动区块链技术在数字版权领域的应用发展:一方面应制定完善相关法律,另一方面应发挥产学研相结合,不断突破、不断创新,这将对数字版权交易产生积极意义。     

基于区块链的对账系统设计与实现

电子支付、电子商务、互联网广告、大数据交易等业务,都是由多个主体参与的持续性业务。对账系统是此类业务开展中的重要一环,它保证了各参与方数据一致。区块链技术集成了分布式公共账本及智能合约技术,且本身具有不可伪造、不可篡改的特性,可以满足对账系统的需求。本文讨论了基于区块链技术的对账系统,并给出了依托Bitcoin和Ethereum公链的具体实现。利用区块链特性,对账系统可以实现去中心化对账。相对于中心化对账,该方案不依赖某单一参与者,没有单点故障;对账结果通过区块链存储,结果可追溯、验真;数据根据授权分别存储于公链及私链,保证了数据隐私。