FabricSQL:区块链数据的关系查询

为解决区块链在查询方面存在的访问方法支持有限、查询功能单一、查询效率低等不足,提出一种区块链数据的关系查询解决方案FabricSQL,将Hyperledger Fabric与MySQL结合,把实时存储的区块链有效交易数据同步存储到SQL数据库中。为防止数据库中的数据被篡改,提出一种交易数据存储验证机制,在SQL数据存储时使用Salt加密方法,在数据顺序追加时引入区块链前哈希的思想防止作恶,在用户访问时,进行数据的一致性校验,返回需求数据和校验结果,保证数据的安全性。在设计的实验模型和基于Fabric的区块链系统上进行多项查询性能的对比实验,实验结果表明,FabricSQL同时拥有区块链和关系型数据库的良好特性。     

区块链数据库:一种可查询且防篡改的数据库

随着比特币、以太币等一系列加密货币的兴起,其底层的区块链技术受到越来越广泛的关注.区块链有防篡改、去中心化的特性.以太坊利用区块链技术来构建新一代去中心化的应用平台.BigchainDB将区块链技术与传统的分布式数据库相结合,利用基于联盟投票的共识机制改进传统Pow机制中的节点全复制问题,提高了系统的扩展性与吞吐率.但是现有的区块链系统存储的信息大都是固定格式的交易信息,虽然在每个交易里有数据字段,但是现有的区块链系统并不能经由链上对交易内的数据字段的具体细节进行直接查询.如果想要查询数据字段的具体细节,只能先根据交易的哈希值进行查询,得到该交易的完整信息,然后再检索该交易内的数据信息.数据可操作性低,不具备传统数据库的查询功能.首先提出一种区块链数据库系统框架,将区块链技术应用于分布式数据管理;其次提出一种基于哈希指针的不可篡改索引,根据该索引快速检索区块内数据,以此实现区块链的查询;最后,通过实验测试数据库的读写性能,实验结果表明,所提出的不可篡改索引在保证不可篡改的同时具有较好的读写性能.     

基于区块链技术的数据安全存储及权限验证方案研究

企业办公线上化和居家办公需求增长成为趋势,多数企业需要将原有的业务系统、数据库接入互联网,这对系统安全和数据安全带来了一定挑战。企业可采用区块链技术对有加密需求的文件、数据进行存储和保护,实现对数据文件生成和流转过程的完整溯源的功能,并对数据操作权限进行验证。本文基于区块链技术的数据安全存储模型,重点讨论数据操作权限验证方案,提出数据查询与读写定义、权限处理层次缓存、数据索引更新、验证性能优化等建议,以期为企业数据安全管理工作者提供参考。     

区块链存储：技术与挑战

区块链具有不可被篡改和去中心化的特性,将其应用到存储系统中,有助于提高存储系统的数据安全性和系统可扩展性。区块链技术与存储技术的融合主要分为 3 方面：基于区块链构建的去中心化存储系统、基于区块链优化已有系统的存储性能和区块链系统自身的存储方法与优化。对这些工作进行了综述,讨论对比了当前典型的采用了区块链技术的存储系统,总结了区块链存储面临的主要挑战,并展望了区块链存储的发展方向。     

存储容量可扩展区块链系统的高效查询模型

区块链技术是目前计算机领域的研究热点,其实现了去中心化,并且能够安全地存储数字信息,有效降低现实经济的信任成本.提出一种区块链存储容量可扩展模型的高效查询方法——ElasticQM.此查询模型由用户层、查询层、存储层和数据层这4个模块组成.在用户层,模型将查询结果缓存,加快再次查询相同数据时的查询速度;在查询层,模型采用容量可扩展区块链模型的全局查询优化算法,增加了查询超级节点、查询验证节点和查询叶子节点这3种节点角色,提高了查询效率;在存储层,模型改进了区块链的容量可扩展模型ElasticChain的数据存储过程,实现了存储的可扩展性,并减少了占用的存储空间;在数据层,提出一种基于B-M树的区块链存储结构,并给出了B-M树的建立算法和基于B-M树的查找算法,基于B-M树的存储结构,区块链会在进行块内局部查找时提高区块链的查询速度.最后,通过在多节点不同数据量的区块链中查询的实验结果表明,ElasticQM查询方法具有高效的查询效率.     

面向时空数据的区块链研究综述

时空数据包括时间和空间2个维度,常被应用于物流、供应链等领域。传统的集中式存储方式虽然具有一定的便捷性,但不能充分满足时空数据存储及查询等要求,而区块链技术采用去中心化的分布式存储机制,并通过共识协议来保证数据的安全性。研究现有区块链1.0、2.0和以Block-DAG为代表的3.0体系架构及性能特点,分析三代区块链架构应用于时空数据时的性能支持度、优化方式以及局限性,并对区块链技术在时空数据领域的应用前景、存在的问题和未来的研究方向进行展望。     

基于双区块链及物联网技术的防伪溯源系统

在产品安全日益重要的今天,传统的产品溯源系统依旧存在着中心化存储、数据可信度低、数据易窜改及责任人定位困难等问题。区块链技术凭借其分布式存储、链式结构、不可窜改和高容错性等特点,能在信息的搜集、存储和共享等过程中实现数据溯源功能,并借助物联网技术保证区块链源头数据的真实可靠,以实现对产品信息的实时跟踪。基于此,提出了使用双区块链和物联网技术的产品防伪溯源系统,分析了该溯源系统的安全性并通过仿真实验验证了该系统的可行性,对区块链技术和产品安全领域的进一步结合提供了参考和借鉴。     

面向区块链溯源的链下扩展存储方案

在基于区块链的供应链管理溯源系统中,由于区块链技术是一种基于分布式的系统,对于区块链中存储的数据所有节点都会进行备份,如果直接把溯源数据存储在链上,这会导致数据占用大量内存,增加溯源系统维护成本和降低系统响应速度的问题。因此提出一种链下扩展存储方案,该方案首先利用SHA-256哈希算法的单向性对明文数据进行哈希运算得到哈希值,然后采用SM2加密算法产生的私钥对哈希值进行签名,保证信息上传者身份的可靠,最后把哈希值和签名值通过智能合约保存在区块链中,明文数据和其哈希值与签名值在区块链上存储的地址则存储在数据库中。通过结合中心化存储和区块链技术各自的优势,既可以保证溯源数据不可被篡改又可以有效减少区块链网络中溯源数据所占内存的大小。最后,在所提方案的基础上,对溯源系统进行详细设计并采用以太坊区块链平台对其进行实现。     

基于区块链对溯源数据的多方共享系统

溯源可以辨别产品的真伪也可对流动人员的行动轨迹进行监控, 但由于数据存储时的安全问题很容易导致查询到虚假信息. 为了确保数据的真实性和可靠性, 我们提出了基于区块链对溯源数据的多方共享系统. 所提出的架构采用星际文件系统与区块链存储相结合的方式处理溯源数据量大的问题, 这样不仅可以大大缓解数据的存储压力还可以对链上数据施加另一层保护. 在安全问题上, 采用区块链和安全多方计算协议相结合的方法, 处理系统对外非法侵、对内横向渗透和隐私泄露的问题.     

区块链数据保密查询的不经意传输协议

在区块链数据存储与查询过程中,由于区块链的透明性和公开性,全网所有用户均有可能获取查询者的数据信息,存在泄漏查询者隐私数据的风险。采用区块链链上-链下存储思想,设计区块链数据存储模型,引入代理重加密机制,将存储者加密后的数据分布式存储在链下,将存储者发送的索引信息和Merkle树根哈希值存储在链上,确保了数据的完整性、可靠性和可验证性,并减少了区块链数据对存储资源的占用。利用椭圆曲线加密算法设计区块链数据保密查询的不经意传输协议,使得全网所有用户均无法获取查询者的数据信息,保护了区块链数据传输过程中查询者的隐私。分析结果表明,该协议中查询者完成一次区块链上的不经意传输仅需2n+2k+2次椭圆曲线乘法运算,相比于现有不经意传输协议具有存储空间小、计算复杂度低等优势,并且在相同长度的密钥下具有更高的安全性。     

面向时空数据的区块链构建及查询方法

时空数据作为一种同时具有时间维度及空间维度的数据类型,被广泛应用于供应链管理、电子商务等领域,它的完整性及安全性在实际应用中具有重要意义。针对目前时空数据集中式存储方式存在数据不透明且易被篡改的问题,将区块链技术的去中心化、防篡改、可追溯等特性与时空数据管理相结合,提出面向时空数据的区块链构建及查询方法。首先,提出一种基于改进图型区块链（Block?DAG）的时空数据区块链架构ST_Block?DAG;其次,为了提升时空数据的存储及查询效率,在ST_Block?DAG区块链内部采取基于四叉树及单链表的结构存储时空数据;最后,在ST?Block?DAG存储结构基础上实现了多种时空数据查询算法,如单值查询、范围查询等。实验结果表明,与STBitcoin、Block?DAG以及STEth相比,ST_Block?DAG的时空数据处理效率提升了70%以上,时空数据综合查询性能提升了60%以上。所提方法能够实现时空数据的快速存储及查询,可以有效支持时空数据的管理。     

基于联盟链的跨域认证方案

针对传统跨域认证易单点失效、过度依赖第三方等安全问题,提出了一种结合基于身份的密码（IBC,identity-based cryptography）体制与联盟链的跨域认证方案。通过设计包括实体层、代理层、区块链层、存储层在内的分层跨域认证架构,在跨域认证场景中引入联盟链,从而能够使两者较好地融合,增加了联盟链在跨域认证场景中的适应性。在存储层,设计摘要数据格式,将其存储于链上,摘要数据对应的完整数据存储于链下的星际文件系统,从而形成一种安全可靠的链上链下分布式存储方案,解决引入区块链后存在的链上存储受到限制的问题。提出一种基于永久自主权身份和临时身份的身份管理方案,解决结合IBC体制后身份难以注销和匿名身份难以监管的问题。在此基础上,设计完整的跨域全认证、重认证以及密钥协商协议以实现跨域认证流程。在安全性方面,使用SVO逻辑对认证协议进行分析,证明了跨域认证协议的安全性。通过仿真对计算负载性能、通信负载以及联盟链性能进行了测试与分析。分析表明,与相关方案相比,协议在满足安全性的同时,在服务端和用户端均有较好的计算负载表现。在通信效率上,相较于其他方案有不错的表现。通过联盟链工具对链上读...     

Blockchain Based Consensus Algorithm and Trustworthy Evaluation of Authenticated Subgraph Queries

Over the past era, subgraph mining from a large collection of graph database is a crucial problem. In addition, scalability is another big problem due to insufficient storage. There are several security challenges associated with subgraph mining in today’s on-demand system. To address this downside, our proposed work introduces a Blockchain-based Consensus algorithm for Authenticated query search in the Large-Scale Dynamic Graphs (BCCA-LSDG). The two-fold process is handled in the proposed BCCA-LSDG: graph indexing and authenticated query search (query processing). A blockchain-based reputation system is meant to maintain the trust blockchain and cloud server of the proposed architecture. To resolve the issues and provide safe big data transmission, the proposed technique also combines blockchain with a consensus algorithm architecture. Security of the big data is ensured by dividing the BC network into distinct networks, each with a restricted number of allowed entities, data kept in the cloud gate server, and data analysis in the blockchain. The consensus algorithm is crucial for maintaining the speed, performance and security of the blockchain. Then Dual Similarity based MapReduce helps in mapping and reducing the relevant subgraphs with the use of optimal feature sets. Finally, the graph index refinement process is undertaken to improve the query results. Concerning query error, fuzzy logic is used to refine the index of the graph dynamically. The proposed technique outperforms advanced methodologies in both blockchain and non-blockchain systems, and the combination of blockchain and subgraph provides a secure communication platform, according to the findings.     

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。     

大数据查询综述

大数据具有传统数据所不具有的数量大、种类多、速度快、真实性等特点,传统的数据查询技术满足不了日益增长的大数据查询需求,大数据查询技术应运而生并迅速发展。从大数据查询的角度出发,着重分析大数据存储技术、大数据处理平台以及大数据查询引擎等。分别对比介绍传统关系型数据库、NoSQL、NewSQL和它们在大数据查询处理上的应用,介绍当前流行的大数据处理平台以及在这些平台上运行的大数据查询引擎,对其优缺点进行了综合阐述。 