基于区块链的智能电网安全管控研究与应用

随着无线传感器网络和物联网的集成，智能电网有望成为未来电力供应挑战的解决方案。然而，电力数据消费和交易中的安全和隐私问题对智能电网的采用提出了严峻的挑战。为了应对这些挑战，正在研究区块链技术在智能电网中的适用性。在事后调查和安全资信管控中，涉及到存证、取证、分析等多个业务环节，业务如何与区块链融合成为重大难题，直接影响到整个区块链在安全事故调查和安全资信管控的应用能否顺利落地。讨论了区块链在智能电网中的安全管控研究。提出了区块链架构，示例块结构以及其中采用的潜在区块链技术细节。虽然区块链技术不能直接确保隐私要求，但可以结合ZKP和ECDSA等高级加密技术来实现隐私保护。此外，还讨论了区块链的数据不变性方面，区块链可用于防止网络攻击，特别是在发电和配电系统中。讨论了一个安全的设备维护系统，该系统可确保使用智能合约进行有效诊断。     

基于区块链技术的电动汽车充电桩共享方案研究

区块链技术具有链上数据不可篡改、信息公开透明等特征,在提高系统数据信息安全性等方面具有重要意义。分析区块链技术与智能合约内容,基于模拟系统应用场景、数据清洗与数据报表分析,提出基于区块链技术的电动汽车共享方案,并以基于区块链技术的充电桩共享平台技术架构、基于区块链技术的充电桩共享平台运行机制、基于区块链技术的充电桩共享平台的安全性方面,对电动汽车充电桩共享平台进行优化设计,以期为提高充电桩应用实效、满足电动汽车车主出行需求等方面提供技术参考与借鉴。     

基于区块链和机器学习的分散式电力交易研究

联网电动汽车可以通过其充电或放电操作来帮助电网稳定，还能够用来进行分散式电力交易。所以提出了一种基于区块链、机器学习和博弈论模型的联网电动汽车停车场进行电力交易研究。在提出的能源交易系统中，假设使用具有安全隐私保护机制的高效通信网络系统来链接交易系统中的所有参与者。设计了一个基于随机竞价流程的分布式智能合约解决方案，帮助联网电动汽车以最大的盈利能力买卖电力，优化了联网电动汽车的利润率，提高了智能合约的效率。模型考虑了电力交易系统中结合区块链、机器学习和博弈论的模型，提出了在联网电动汽车之间的停车场采用分散的电力交易框架（DETF）。将为了证明方案的性能，提出的HLProfitX算法与PETCON进行了比较，并证明了解决方案的有效性。     

基于嵌入式技术的智能电网监控和关键技术

针对现有技术中智能电网监控系统数据速率慢,安全性较低的问题,本研究提出应用物联网技术来实现智能电网数据监控,在物联网技术中运用了5G无线时间同步通信技术,通过嵌入式技术实现数据采集,实现了对智能电网实时性监控的目的。利用半马尔可夫模型的智能电网算法来控制不同的电网数据,对电网数据实施统一化管理,有效的地增加了电网监控信息管理力度,提高了电网的安全性。实验结果表明,本研究的方法提高了电网监控信息的有效性,增加了电网的安全性能。     

基于区块链的新型云制造服务选择方法

云制造模式下，随着海量制造资源的云化和用户需求的爆炸式增长，传统云制造平台在服务选择环节出现了计算能力不足、实时数据缺乏及数据安全难以保证等问题。为解决上述问题，提出一种基于区块链的新型云制造服务选择方法。该方法结合主客观权重分析技术设计分布式云制造服务选择模型，实现算力源的转移和去中心化，解决计算能力不足的问题；提出基于结果证明机制的双链区块链数据存储模型，保证云制造过程中不同时间段产生的合约数据和交付数据的实时性和安全性。实验结果表明，该方法能够同时提高云制造服务选择的速度和质量，并实现云制造数据实时且安全的存储，从而大幅提升生产制造效率。     

基于区块链边缘计算的云端数据验证方法

提出了一个3层的物联网边缘计算的区块链云架构以及基于区块链技术的分布式云服务模型，构建了低成本、安全、按需访问的IoT智能计算基础框架。边缘计算节点使用SDN控制器，将计算资源边缘化，降低网络中的数据流量，并在物联网设备之间实现最小的端到端延迟和最优的计算资源利用。同时，提出了此架构下的云端数据保护机制，使用移动代理技术将分布式虚拟机代理模型部署在云中，让多租户相互协作以确保数据的完整性验证。虚拟机代理模型与默克尔哈希树生成文件相对应的唯一哈希值，通过区块链上的智能合约来实时监视数据变化，遇异常时向用户发出数据篡改警告消息，并用“质询-响应”模式构建云数据完整性验证方案。最后，在某电网公司的数字化基建(BIM)环境下部署了所提的区块链分布式云架构，通过实验分析了延迟、客户端响应时间和文件操作性能。实验结果表明，与集中云架构比较起来，所提方法具有更快的响应时间、更高的吞吐量和更小的文件操作开销。     

区块链安全、隐私与性能问题研究综述

作为构建低成本信任通道、实现价值互联的关键技术,区块链研究在近几年急剧涌现,其中安全、隐私与性能成为最受关注的问题.为助益破解挑战,从问题分析、技术进展与作用机制视角针对区块链安全、隐私与性能问题展开综述,包括:①基于区块链层次结构与运行原理,就对等网络、共识机制和智能合约层面的安全问题及攻防措施进行分析评估;②基于区块链隐私威胁基本原理,比较分析不同隐私保护对象的分级隐私保护策略;③通过分析性能制约因素,评估基于链上与链下两种扩容路线的最新研究进展.此外,针对安全、隐私与性能的现存问题,分别提出可能的解决思路并指出未来研究方向.     

基于区块链的服务质量综合评估框架与算法

企业为了保证自己业务的灵活性与高效性,经常需要购买外部服务来执行业务流程中的活动,然而现有服务评价体系很难保证评价的真实性与准确性.区块链技术凭借其分布式存储、共识机制以及智能合约等优势可以替代第三方来对服务进行评价.有研究者提出了一个基于区块链的框架来解决该问题,然而,该框架只存储用户反馈的服务质量(QoS)值,没有给出有效的QoS评价机制.为解决以上问题,提出了基于区块链与智能合约技术的存储服务属性、客户及反馈的Qo s客观评价框架.同时,为了弥补区块链存储数据无法防止源头作弊的弊端,以及为用户提供更高的参考价值,提出高斯混合模型估参拆分和复杂动态赋权结合算法来对提供商与用户的QoS值进行综合评价.实验证明,所提方法基本能够有效过滤掉恶意评价,确保得出的QoS值在真实范围内.     

基于区块链的机械产品数字孪生本体模型协同演进方法

为了解决机械产品数字孪生体演进信息同步的基础技术问题，针对多源异构的演进内容和信任可变的协作背景，提出一种基于区块链的机械产品数字孪生本体模型协同演进方法。通过基于本体的表示和封装技术将模型演进信息转换为标准文本数据，在此基础上设计区块构建方案，结合共识算法同步更新授权网络中的各节点模型，通过基于区块链的分布式存储保证所有建模操作互信可溯，并支持冲突识别和轻量发布。将所提方法应用于直升机某离合器的研发过程，取得了良好的效果。     

基于区块链的电网碳足迹采集和清洁能源利用模型的研究

研究了供应链碳足迹的概念，并找到了绿色替代能源策略。探讨了区块链在供应链碳足迹可信采集、计算以及绿色能源替代系统领域的应用。这项研究表明，使用区块链、智能合约和物信融合技术等最新技术可以实现提高能源碳足迹数据的采集效率和源端可信碳核算。并且通过使用区块链技术和清洁能源利用模型能够有效的降低供应链碳足迹。提出了利用区块链技术实现电力供应链碳足迹可信核算的框架模型，即利用区块链产生可信能源数据，以实现供应链碳足迹的可信计量，促进绿色生态体系建设。因为供应链碳足迹排放的主要来源是燃油、燃气、电能生产过程排放，所以期望通过将这些温室气体排放源采集与区块链技术整合从而增加供应链碳足迹的计量结果的公信力，在高碳排节点同时引入清洁能源利用的替代模型，显著减少供应链碳排放。     

基于区块链的制造服务可信交易方法

云制造模式下,制造服务交易过程中的供需双方信任问题亟需解决。区块链作为一种分布式共享总账技术,其发展得到了产业界和学术界的广泛关注。针对当前云制造服务平台制造服务交易过程中存在的安全和信任问题,提出一种基于区块链的制造服务可信交易方法,重点研究多链数据存储架构、动态QoS评估方法和共识算法设计等关键技术,设计了基于智能合约的制造服务匹配及交易流程。实验结果表明,基于区块链的制造服务可信交易方法在保证交易信息的开放性、安全性以及企业信息的隐私性的同时,可以自适应地完成制造服务组合与资源匹配,有效提高云制造服务平台的可信度和系统的整体效率。     

区块链在协同制造领域的应用探讨

随着时代的发展,制造企业都在不断尝试用先进的网络技术开展产品设计、制造、销售、采购、管理的一系列活动,以达到协同工作、柔性生产和提高效益的目的,更好的适应这个需求变化迅速的时代。考虑到分布式网络的搭建,网络中的数据安全性、隐私性、不变性和可追性溯性以及数据的存储,智能制造系统的复杂性等问题,区块链作为解决方案之一具有天然的优势。首先介绍了区块链的特点,并以此为根据分析了区块链技术的适用场景,然后通过3个案例介绍了区块链是如何融入到具体的业务场景中,最后从安全性、可拓展性以及性能3个维度分析了区块链在协同制造领域落地应用的难点。     

融合区块链技术和智能合约的能源互联网需求侧响应分析

区块链技术的特点与能源互联网需求高度契合,在能源互联网需求侧应用将促进分布式能源消纳,提高需求响应效率、效益。现首先介绍区块链技术的原理和特点,分析区块链在需求侧的应用方向,在此基础上提出了融合区块链技术和智能合约的需求侧响应,最后总结了其面临的挑战和问题。     

区块链与物联网融合应用研究

物联网是近年国家重点发展的战略新兴产业之一,然而物联网的高速发展也面临着诸多问题和挑战。区块链技术随着以比特币为代表的数字货币的风靡而进入了人们视线,它集成了一揽子技术实现了去中心化的信息应用和存储的架构。区块链技术的应用从最初的金融领域拓展至智能制造、供应链管理、物联网等领域,为解决各个领域的实际问题提供了新的思路和解决方案。本文对区块链技术特点和物联网领域面临的挑战进行分析,提出区块链与物联网融合应用的思路,以及未来进一步深入应用需解决的问题。     

基于区块链技术的移动终端认证管理方法

主要研究基于区块链技术,及其在移动终端领域中的应用。研究的目的在于提供一种基于区块链技术的移动终端认证管理方法,以解决互联网环境下移动终端管理成本高并且存在安全隐患的问题。利用区块链网络认证和管理移动终端的账户,具有不可篡改和不可伪造的特性,同时用区块链分布式账本的方式记录了有关移动终端账户的操作全过程,从而提升了移动终端账户的准确性以及安全性。目前该移动终端认证管理办法已经完成设计,并成功试点,证明了其安全性和可靠性。     

区块链技术在用电计量装置的运用

区块链技术运用于用电计量装置,通过智能交互终端的区块链模块构成区块链。加密存储模块基于区块链技术将采集模块获取的计量数据加密存储,并周期性生成计量数据的数字指纹上传到区块链。备份模块周期性将用户表计的计量数据进行备份。上报模块周期性将所存储的计量数据上传到服务器。区块链技术的运用能够避免计量数据篡改、伪造,提高计量数据的可信度,有助于维护公平的电力交易秩序。     

轴承监测数据的区块链平台查询系统研究

针对云制造系统中数据查询机制可能存在的安全问题,以轴承监测系统为例,研发了基于区块链平台的监测数据查询系统。首先,根据区块链技术,设计了用于轴承数据安全存储与查询的系统框架;之后提出一种基于秘密共享机制的数据查询方案,利用纠删码算法对轴承数据进行切分,解决了区块链存储空间不足的问题;最后对监测数据查询系统进行了实验仿真与分析,验证了该系统可以确保轴承数据查询系统的数据安全与查询速率,当秘密大小为512 bit且共享人数为25人时,分发及恢复密钥的时间分别为20.63 ms、2.03 ms,实现了轴承监测系统数据快速且安全进入区块链平台。     

基于双链区块链的制造服务集成平台框架

区块链与制造服务集成平台的开放性、分布式和去中心化等特征有高度的契合度,是一种较理想的解决制造服务集成平台交易性能、隐私保护和数据负载等问题的底层技术。基于此,从系统的角度提出一种基于双链区块链的制造服务集成平台框架。在该框架下,构建了用户数据子链和交易服务子链及其存储结构,将用户的隐私数据和交易数据分开处理并存储,降低了攻击者通过区块链地址推测出用户信息的风险;设计了基于公开密钥的加密机制,保护了交易服务子链上交易数据的隐私安全;将选择性激励机制引入智能合约,保证了制造服务集成平台上制造资源交易的公平性;提出了相应的子链可扩展机制,解决了海量数据的均衡负载和交易时效问题;设计了一种考虑权重的简化PoWS共识算法,在制造服务集成平台上建立了不依赖第三方的信任框架。仿真实验证明,所提出的制造服务集成平台框架对隐私数据的保护性较高、扩展性强、不但具有良好且可靠的峰值处理速度,而且在降低计算节点负载方面也具有显著的优势。     

基于区块链技术的智能制造的P2P协同设计

首先对目前协同设计模式在数据传输、储存方面存在的问题、协同设计对智能制造的作用以及区块链技术对智能制造的意义进行分析。然后从思想兼容和技术兼容两方面对区块链技术应用于智能制造协同设计系统的可行性进行分析。最后通过分析目前P2P协同设计存在的问题,结合智能制造协同设计的特点,提出一个基于区块链技术的智能制造的P2P协同设计框架方案以及概述实现该框架的关键技术。     

电子认证与区块链融合方向综述

电子认证作为实现互联网主体身份认证的主要手段，在营造网络环境安全中发挥着重要作用，传统的电子认证体系的中心化带来的单点崩溃、证书不透明及跨域认证等问题亟待解决。本文综述了基于区块链构建半分布式和分布式认证体系可解决以上问题的方案，列举了物联网、车联网等新场景中基于区块链进行分布式认证体系设计和部署的方案，最后给出了基于区块链的认证体系中保障用户隐私的一些解决方案。