浅析元宇宙中区块链技术的应用

为探索元宇宙中应用区块链技术的必要性与具体方式,分别从元宇宙的发展内涵与区块链的技术特点进行归纳总结,研究元宇宙去中心化、去信任的必要性,指出区块链技术不仅可以为元宇宙提供开放自由的去中心化基础设施,而且可以为其构建公开透明的社会规则与可信金融生态。它还是分布式身份与数字资产实现的基础,是实现元宇宙不可或缺的部分。同时,阐述了通过区块链技术构建元宇宙面临的挑战,提出多学科融合的元宇宙体系建设方向。     

基于区块链技术的电子竞技平台去中心化研究

针对传统电竞平台在日常交易、赛事组织、奖励分配、纠纷仲裁等方面存在不透明、不公平等问题,利用区块链"去中心化"的特征,通过使用智能合约代替传统合约和创新电竞赛事的组织形式,实现平台交易的去中心化,保障平台各方权益;通过对主流共识机制的梳理和分析,提出基于贡献度证明(PoC)的共识机制,实现精确衡量选手自身价值,完善其收入分配机制;通过引入"陪审团"机制,并采用经济激励,实现有效引导随机用户提供公平公正的仲裁决策,纠纷各方能在较短时间内零成本获得解决方案和仲裁结果。     

基于CNWW3区块链网络的域名体系

域名系统(Domain Name System,DNS)是Web2. 0时代互联网最基础的服务之一,其提供了将域名解析为真实IP地址的功能,从而使得网络互联互通成为可能。DNS有着非常多的优点,也有着相应的升级和改进,但是一些深层次的基本问题并没有得到根本的解决,如网络中立性问题、匿名性问题、安全性问题等。区块链(Blockchain)技术是一个分布式数字账本,是通过密码学和计算机科学,按时间顺序排列和记录所有类型的交易的一种去中心化的账本。区块链是一种安全、可靠和稳定的技术,可以用于解决和确保数据、信息和交易安全性、真实性和唯一性。因此,基于区块链的域名系统(Blockchain Name System,BNS)可以作为一种有效的手段来解决现有DNS系统的问题。提出一种基于CNWW3公链网络的BNS系统——CNS(CNWW3 Name System),既兼容现有的DNS系统,同时又能解决现有其他BNS的不足,从而使得基于区块链的域名系统真正具有广泛的应用性。     

去中心化的分布式存储模型

分布式数据存储过程中的元数据保存在中心节点上,容易造成单点故障和易被恶意修改,安全性较差。虽然,通过引入备份节点可以一定程度上避免该问题,但节点之间的同步和切换效率较低。同时,存储元数据的节点可以达成共识修改元数据,缺乏可信性。针对传统分布式存储中存在的问题,结合区块链的特点,提出一种去中心化的分布式存储模型DMB（Decentralized Metadata Blockchain）,通过将元数据保存在区块中、冗余存储区块链、协作验证来保证元数据的完整性。模型分为两个阶段,即元数据存储阶段和元数据验证阶段。在元数据存储阶段,将用户的签名和副本位置数据发送给若干验证节点,生成元数据区块并写入元数据区块链中。在元数据验证阶段,验证节点首先检查本地元数据区块链的状态和全局状态是否相同,如果不相同则进行状态同步。然后,检索本地元数据区块链来验证元数据完整性。理论与实验结果表明,DMB模型可以保证元数据的可追溯性和完整性,有较好的并发处理能力,对数据存储的效率影响较小。     

基于区块链的去中心化电力交易与访问控制系统

随着信息化的大力发展及广泛应用,传统中心化电力交易与数据存储方式的缺点逐渐显现出来。基于去中心化的区块链技术,提出分布式电力交易方法。此外,为了实现电力数据的安全存储与访问控制,设计了一个多中心属性加密方案,各联盟节点分别管理不同属性,同时联合对用户进行密钥生成及授权,从而达到去中心环境下的电力数据细粒度访问控制机制。     

基于动态累加器的去中心化加密搜索方案

近年来区块链技术取得广泛关注,涌现出众多基于区块链技术的新型应用,其中以 StorJ、Filecoin为代表的去中心化存储应用取得了较好的市场反响。对比传统中心化存储,去中心化存储为用户提供了全新的数据存储思路,令用户在获得更好的服务伸缩性的同时,有效降低数据存储的成本。但在现有的去中心化存储方案中,用户的隐私不能得到有效保护。基于此,介绍了一种利用加密搜索技术对去中心化存储方案进行加强的方法。新方法将动态累加器算法引入加密搜索过程中,保障用户存储内容隐私并提供了更好的加密搜索性能。     

基于区块链的去中心化众包技术综述

区块链技术可以广泛应用于各种服务,如在线微支付、供应链跟踪、医疗记录共享以及众包.将该技术应用到众包系统中,可以得到一个去中心化的、隐私保护的、可验证和可追溯的众包服务平台.随着区块链技术的发展,出现了许多基于区块链的众包解决方案,但是缺乏对相关研究的综述.目前研究人员主要从两个角度对去中心化的众包系统展开研究:基于智能合约的去中心化众包平台、基于区块链架构的去中心化众包平台.文中详细综述了主要的基于区块链的去中心化众包的相关工作,并且总结了已有技术中出现的问题,如区块链系统的安全性、智能合约的安全性以及隐私保护的相关问题,并对这些问题展开了详细讨论.最后展望了该领域未来的可研究问题,并提供了大量的可参考文献.     

智能合约安全与实施规范研究

自区块链2.0时代以来,以智能合约为代表的第二代区块链平台及应用呈爆发式增长,但随之而来的智能合约安全事件也频繁发生。区块链3.0时代,智能合约因其固有的去信任化、自动性、防篡改、可追溯等技术特性,必将被广泛应用。但是,在此前景之下,智能合约的安全性成为了区块链生态安全的基石。文章创新地提出了智能合约3.0—智慧合约的概念,并基于智能合约基础架构研究了智能合约安全威胁,提出了一套基本的智能合约安全实施规范,旨在为智能合约安全实施提供参考与借鉴。     

面向去中心化存储的数据流行度去重模型

数据流行度去重方案中存在检测机构不诚实、数据存储不可靠等问题,提出一种面向去中心化存储的数据流行度去重模型。针对检测机构不诚实,模型结合区块链的不可篡改性与智能合约的不可抵赖性,将智能合约作为检测机构执行数据的重复性检测和流行度检测,保障了检测结果的真实性。针对数据存储不可靠问题,提出一种文件链存储结构,该结构满足数据流行度去重的要求,并通过添加辅助信息的方式,建立分布在不同存储节点中实现物理/逻辑上传的分片之间的逻辑关系,为流行度数据去中心化网络存储提供基础;同时,在数据块信息中添加备份标识,借助备份标识将存储网络划分为两个虚拟存储空间,分别实现数据和备份数据的检测与存储,满足了用户备份需求。安全性分析和性能分析表明,该方案具有可行性,保障了检测结果的真实性,并提高了数据存储的可靠性。     

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CNWW3标准的公链搭建子链及其应用部署

区块链技术作为下一代互联技术(Web3. 0)的一个基础性支撑技术,基于去中心化分布式网络特点,结合密码学特征,在不同的共识机制基础上达到了数据和服务的去中心化服务能力,保证数据的可追溯、唯一不可篡改性。但是区块链技术在开发和部署上,都具有一定的技术难度和准入门槛,并不是所有的应用开发者和服务提供者都有能力进行相应的开发,并最终提供服务;不同的应用和服务在区块链化和去中心化的同时也存在着互联互通的需求。基于区块链标准网络应用Web3. 0(ChainNet Work Web3. 0,CNWW3)模型架构体系的公链网络提供了一种快速搭建区块链网络——子链的方式,通过公链的能力,可以快速创建区块链网络,直接复用公链的基础网络架构,完成自有区块链网络的创建;同时,通过网关对接的方式,可以很方便地将传统中心化网络和服务接入子链,完成服务和应用的区块链化和去中心化;最后,因为子链直接基于CNWW3公链创建,所以天然就具有跨链进行价值和信息交换的能力。     

基于熵值理论的区块链网络去中心化程度量化评估方法

去中心化是区块链网络的重要优势。然而,尽管人们普遍认识到这一性质的重要性,但大多数关于这一主题的研究缺乏量化,而且没有对它们在实践中实现的去中心化程度进行计算。熵是随机变量不确定性的度量,也就是数据集的随机性度量,正好可以用来衡量区块链网络的去中心化程度。本文以比特币和以太坊为例,提出一种基于信息论中熵值理论来量化计算这些区块链网络去中心化程度的方法。利用信息熵计算出比特币和以太坊的出块数量和地址余额的随机程度,以此作为量化比特币和以太坊去中心化程度的指标。计算结果表明,基于出块数量的全样本统计,比特币比以太坊要高出大约12%的去中心化程度,并且基于10000个地址余额的样本统计,比特币也比以太坊要高出大约9.2%的去中心化程度。本文提出的方法具有普适性,可以用来量化评估任何区块链网络的去中心化程度。     

去中心化的SDN接入身份认证研究

本文研究去中心化的网络接入身份认证问题.依据非交互式零知识证明原理,借鉴区块链技术中的共识思想,对传统的拜占庭共识算法进行改进,提出了利用已经接入网络的主机对申请接入网络者的公钥所属权进行认证,并对认证结果达成共识的方案,在此基础上在SDN网络中设计并实现了接入身份认证方案BchainNAC.     

基于区块链构建安全去中心化的联邦学习方案

联邦学习甫一问世便得到了广泛的关注,被认为是一种具有广阔前景的分布式机器学习范式.然而,传统联邦学习方案基于中央服务器的集中式设计,在效率和可扩展性上存在不足.此外,集中式设计需要有可信的中央节点协调参与者完成训练,可能导致信任和可靠性的问题,例如中央服务器被操控或是出现单点故障.为了解决上述问题,相关领域的研究人员提出了基于区块链的去中心化联邦学习方案.去中心化联邦学习修补了传统集中式联邦学习的缺陷,但与此同时也引入了全新的攻击面.具体而言,由于区块链将网络中节点发起的全部事务保存在一个公开共享的数字账本,所有区块链节点都可以获取联邦学习参与者每轮的本地训练模型副本.这一现象严重地侵害了参与者的数据隐私和自身利益.在上述困境的驱动下,本文提出了一种安全去中心化联邦学习的可行方案,能够同时解决联邦学习参与者的数据机密性问题和学习公平性问题.区别于此前的研究工作,还提出了一种基于区块链的联邦学习的生产–消费模型,用于在模型安全聚合过程中审查参与者的本地行为,防止出现参与者不劳而获或是虚假训练的情况,在此基础上本文提出APoS共识机制,提供一种激励与审查机制,确保参与者在联邦学习的过程中倾...     

基于区块链的去中心化身份认证及密钥管理方案

SM9是国内商用密码体系的重要组成部分,它是基于标识的密码体制,可以避免PKI系统中复杂的证书管理难题,为物联网安全应用提供了新的解决方案。但SM9需要可信第三方KGC为用户生成和管理密钥,密钥更新极为不便。为了解决SM9密钥更新的难题,文章利用区块链技术,提出一种去中心化的身份认证及密钥管理方案。在该方案中,用户仅需要首次由IGC(Identity Generator Center)为其生成身份标识符和密钥,随后用户可以自动对密钥更新,在此过程中身份标识符作为公钥保持不变,仅对私钥和参数更新,以便于身份认证。文章重新定义了交易的数据结构,并且更新过程以交易的形式记录在区块链上,通过区块链数据的不可篡改性保证了其真实可信。文章的研究为去中心化的物联网应用场景下身份认证及密钥管理提供了新的解决方案。     

一种基于区块链的数据完整性验证解决方案

数据在物联网环境下采集、传递、存储过程中,如果缺少严密的安全防范措施,可能会出现假冒的、被篡改的或者过期的数据,这些缺乏完整性保护的物联网数据会对物联网应用造成极大的危害。数据的完整性是确保数据可信的必要条件。区块链的去中心化、分布式、持久性、不可篡改等属性,使得区块链目前成为在具有隐私保护应用需求的数据完整性验证的优选方法。文中提出了一种基于区块链的数据完整性验证的区块链结构和基于去中心化时间戳的数据完整性验证机制,设计了基于区块链的数据完整性验证的智能合约,在以太坊平台上模拟真实场景。实验结果表明,基于区块链的数据完整性验证技术方案,可以在去中心化的应用环境下,并在数据分散存储以保护数据隐私的前提下,确保数据的完整性。     

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。     

基于区块链技术的去中心化应用——以学者网为例

文章旨在利用区块链技术解决中心化存储模式的弊端,基于中心化数据存储模式下的学者网平台,运用区块链技术实现用户行为数据信息的链上存储,消除中心化数据存储弊端的同时安全公开的存储用户行为信息,降低多方交互成本,提高多方交互效率。运用区块链技术实现用户积分交易,根据学生用户行为分发相应积分,积分可查且永久存储在该用户账号,保证了用户积分记录的透明存储,保障了用户的权益。此外,设计开发了区块链浏览器,提供区块信息查询功能。     

基于区块链的微认证系统架构

针对现有微认证系统架构依靠中心化的管理模式,不能够保证微认证安全性的弊端,本研究利用了区块链的分布式结构,透明性与不可篡改性的特点,探讨了如何将区块链技术引入微认证系统的架构设计中.本文首先阐明了当前微认证系统中存在的弊端,介绍了区块链生态系统的基本概念;其次,设计并提出了基于区块链的微认证系统架构,以提供高效率且简单直观的微认证相关服务;最后,实现了解决方案的原型,验证了系统原型的性能表现,并进行了安全性探讨.实验结果表明,本文方法能很好地应用于微认证系统,以促进设计和实现基于区块链的微认证系统.     

一种基于区块链的存储资源可信分配方法

为了摆脱目前大多传统云存储几乎唯一依赖于第三方信任机构的现状,可以采用一种去中心化的模式实现对网络上闲散存储资源的有效整合与优化.区块链具有去中心化、不可篡改、基于多方共识的信任等技术特征,为实现在去中心化模式下的存储资源可信共享方案提供了设计思路.针对目前传统云存储行业的中心化信任模式可能存在的问题,提出一种基于区块...