区块链下电力数据的统一监管与共享交易模型

传统模式下能源数据正面临着易篡改、复制和泄密等安全风险,难以实现可信可靠的数据监管和共享。因此,以私有链、联盟链和公有链三种类型区块链搭建能源数据监管和交易逻辑架构,着重分析了区块链支撑数据的分布式存储、防篡改、可溯源监管和交易机制。并且以不同发电厂的数据类型为例,结合发电集团大数据分析结果模型,提出基于区块链的电力数据统一监管与共享交易模型,设计基于摘要目录树集中式检索的电力数据共享交易第三方平台,形成了区块链下以"弱化第三方数据集中托管中心,强化点对点交易"为特点的数据共享交易机制。     

基于区块链的大数据交易关键技术与发展趋势

大数据时代下各类数据价值日益凸显,不同主体对大数据交易的需求也愈加迫切.传统集中式平台下的大数据交易存在用户数据被恶意采集、隐私泄露、数据被转售、数据虚假等诸多风险.一般认为,采用具有去中心化、透明性、隐私保护、不可篡改性等特点的区块链技术是解决上述大数据交易问题的一种重要途径.然而,区块链技术在大数据交易领域的应用还处于早期发展阶段,应用方案尚未成熟.对此,对目前学术界提出的多种基于区块链技术的数据交易方案进行总结,从隐私保护、数据转卖和交易公平3个角度出发,介绍使用区块链技术提升集中式数据交易的具体方法,并对各方法的优缺点进行分析;最后从隐私保护、身份认证、海量数据等方面分析"区块链+大数据交易"目前面临的挑战和未来的发展方向.     

基于区块链技术的物联网信息共享安全机制

针对物联网（IoT）信息共享中存在的源数据易被篡改、缺乏信用保障机制以及信息孤岛问题，提出一种基于区块链技术的轻量级物联网信息共享安全框架。该框架采用数据区块链和交易区块链相结合的双链模式:在数据区块链中实现数据的分布式存储和防篡改，并通过改进的实用拜占庭容错（PBFT）机制共识算法，提升数据登记效率；在交易区块链中实现资源和数据交易，并通过基于部分盲签名算法的改进算法，提升交易效率、实现隐私保护。仿真实验部分分别针对抗攻击能力、双链的处理能力和时延进行了验证分析，结果表明该框架具有安全性、有效性和可行性，可应对现实物联网中的大部分场景。     

基于区块链的5G物联网数据共享方案

海量的物联网数据拥有巨大价值,而现有基于云的数据共享机制,面临单点故障、内部泄露等问题,无法确保用户数据的安全共享。为实现高效可信的数据共享,利用区块链技术,提出了基于区块链的5G物联网数据共享方案。该方案首先设计了数据共享框架和数据共享流程;然后基于闪电网络方案,提出了面向物联网数据共享的链下交易机制。实验分析表明,基于区块链的5G物联网数据共享方案具有较强的抗攻击能力;基于闪电网络的交易机制,能够大幅提高交易吞吐量、降低交易时延。     

区块链交易数据隐私保护方法

区块链具有开放性、不可篡改、分布式共享全局账本等优点,但同时这些特性也造成了交易数据隐私泄露问题,严重影响其在许多业务领域的应用,特别是在企业联盟链领域的应用,随着区块链应用的不断发展,如何在区块链平台上对交易数据进行隐私保护是一个非常值得研究的问题。为此,首先对现有的区块链交易数据隐私保护方法进行研究并指出其不足,其次对区块链交易数据隐私保护需求进行定性分析,将每一笔交易数据分为敏感数据和基础数据两部分,建立需求分析矩阵,得出交易隐私保护的本质需求和隐含需求以及可能的应用场景;然后结合对称加密与非对称加密各自的特点以及智能合约的共识特性,设计了一套基于双重加密的区块链交易数据隐私保护方法,该方法主要包括私密数据提供方加密存储交易数据、私密数据使用方解密读取交易数据、私密数据可访问方共享交易数据3个模块,同时对每个模块的工作流程进行了详细论述;最后在蚂蚁区块链平台上结合国际贸易多方共同参与的实际业务对该方法进行验证。测评结果表明,该方法能够实现字段级别细粒度的交易数据隐私保护,能够在链上高效稳定地进行私密数据共享和完成私密数据的全链路操作;在使用4个节点搭建的区块链平台上完成了超过100万笔的交易测试,平均TPS达到了800;相比原来没有使用隐私保护的系统,交易性能并没有明显降低,相比比特币、以太坊等区块链平台,文中使用的区块链平台通过加密后的交易性能得到了几十倍的提升。     

区块链技术在车货匹配平台上的应用

本文针对当前车货匹配平台中所存在的虚假信息泛滥、对交易全过程缺乏监督以及违约现象严重的问题,将区块链技术运用于车货匹配平台中,设计了基于公有区块链的车货匹配平台框架及相应机制,用实际数据模拟双方在具有区块链技术的车货匹配平台上进行一次交易的全过程,并对交易的达成进行分析.结果表明,区块链技术能够增强平台上交易信息的可信度,能够对交易的执行全过程进行实时有效监督,间接降低了双方的违约行为,弥补了车货匹配平台所面临的短板,保障了双方的交易能够顺利进行.     

企业级区块链技术综述

在传统跨机构交易的企业应用中,各个机构都是独立记录己方的交易数据,机构间数据的差异会引起争议,通常需要人工对账或中介机构来解决,因而增加了结算时间和交易费用.区块链技术实现了交易数据在写入前共识验证、写入后不可篡改的分布式记账,可信地保证了多机构间的数据一致性,避免了人工对账和中介机构.区块链是一种去中心化、不可篡改、可追溯、可信的、多方共享的分布式数据库,企业级区块链是节点加入需经许可的适用于企业级应用的区块链技术.结合Hyperledger Fabric,Corda和Quorum等企业级区块链平台,提出了企业级区块链的系统架构;从交易流程、区块链网络、共识机制、区块链数据、智能合约、隐私保护几方面阐述了企业级区块链的原理与技术;针对企业级区块链的现状,总结了当前的研究挑战与未来的发展趋势.     

基于SM2数字签名的区块链匿名密钥交换协议

区块链技术因其去中心化、匿名性、不可篡改、不可伪造等优点, 已经成为我国的一项前沿技术, 在各领域得到广泛的应用。虽然用户可利用区块链发布匿名交易, 有效隐藏交易双方的身份信息, 但双方交易完成后传输交易相关数据可能破坏匿名性。这是因为在数据传输过程中, 为了保证双方通信安全, 往往使用认证密钥交换协议认证双方身份, 计算会话密钥建立安全信道。由于传统的认证密钥交换协议涉及双方的长期公私钥对信息, 所以将泄露交易双方的身份信息。虽然区块链匿名密钥交换可基于交易双方的历史链上交易完成密钥交换, 有效保障交易双方的匿名性, 但现有区块链匿名密钥交换协议主要基于国外密码算法设计, 难以适用于国产区块链平台, 不符合我国密码核心技术自主可控的要求。为丰富国产商用密码算法在区块链匿名密钥交换方面的研究, 满足区块链交易后双方匿名安全通信的需求, 本文以 SM2 数字签名算法和区块链为基础, 构造非交互式和交互式两种区块链匿名密钥交换协议。并在 CK 安全模型中证明非交互式的协议满足会话密钥安全, 交互式的协议满足有前向安全性的会话密钥安全。最后通过理论分析和编程实现结果表明, 本文协议在没有比现有协议消耗更多的计算开销与通信代价的前提下, 可适用于国产化区块链平台。     

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.     

基于区块链的学分银行数据溯源

基于区块链的数据溯源充分利用了区块链的共识机制、智能合约、密钥管理等核心技术,发掘区块链技术的高度自治性、去中心化优势,为现有网络数据安全溯源提供了良好的机遇。基于此,本文简要介绍了Hadoop分布式架构（基于区块链技术的数据溯源设计框架）中的Hyperledger Fabric,论述了基于区块链技术的数据溯源核心机制、功能实现以及其在学分银行中的应用。     

区块链技术在数据交易中的应用

近年来,区块链(Blockchain)技术快速发展。区块链本质上是一种带有时间戳的新型数据库系统,通过技术手段实现了"去中心化",具有数据难以被篡改的显著特点,使得区块链技术适用于一些对数据的安全性和可靠性要求较高的场景。目前,区块链已在金融、医疗等领域获得了较好的应用效果,并不断扩大应用范围。本文对区块链技术在数据交易中的应用进行了初步的探究,研究了利用区块链技术完善大数据交易制度的具体技术方案,并以此为基,提出了促进我国大数据交易市场进一步健康可持续发展的意见和建议。     

自适应打包：一种提高区块链共识效率的方法

多样化场景应用下,区块链很难在维持高效数据共识的状态下保证数据上链的稳定性。因此提出一种区块链自适应交易打包方法,对交易打包参数策略进行自适应配置,根据数据上链的不同场景,灵活地调整交易打包参数策略,从而提升数据上链的效率与区块链共识效率。实验结果表明,区块链节点服务器以及磁盘的使用率更低,节点服务更稳定,大幅提升了不同场景下的数据上链效率,保证区块链平台服务的高效性和稳定性。     

基于智能合约的可信筹款捐助方案与平台

传统筹款捐助平台的集中式管理难以满足高可信机制的需求,筹款信息真假难辨,善款流向不透明。区块链技术的去中心化、数据不可篡改、可溯源、点对点交易等特点为构建可信捐助平台奠定了基础。由此以区块链技术为基础,提出了一种基于以太坊智能合约的捐助方案。首先,将筹款信息和捐款交易事件等存储在以太坊区块链上,并利用保证金机制保证了数据的真实性和可溯性;同时,阐述了该方案的架构模型,提出智能合约算法Donate代替人工操作,防止善款挪用和久未到账问题;最后,通过基于智能合约的可信筹款捐助平台验证了该方案的可行性。将所提平台与传统筹款平台比较分析,证明了该平台能安全有效地防止虚假筹款和善款挪用。     

基于时序索引的可编辑区块链模型研究

区块链具有去中心化与不可篡改等特点,近年来受到了人们广泛的关注。数据上链便不可篡改会带来恶意交易无法根除和错误交易无法修改等一系列问题。目前可编辑区块链的相关研究大多是以区块粒度进行替换,或者通过增添新交易实现逻辑上的编辑。前者会造成编辑记录无法考证,后者虽可保留错误数据存证,但缺乏安全的访问机制。此外,现有相关研究均未充分考虑待编辑数据的特点,导致后续交易受影响而失效的问题。因此,提出了一种可编辑区块链模型。首先,以一般存证数据为例,重新设计了区块链底层数据结构,增加了时序属性并构建索引;然后提出了新的提交、编辑和查询算法,通过后续追加交易的方式实现了对区块链数据的逻辑编辑,从而在保存错误交易存证的基础上,为用户提供了安全的访问接口。为了解决后续交易失效的问题,在上述工作基础上,针对上下文强相关的交易类型数据,对数据结构及相关算法进行了改进,保证后续交易不受数据编辑的影响。实验表明,该模型可在保证系统性能的基础上实现区块链可编辑。     

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。     

联盟链环境下物联网轻量级网关研究

区块链的分布式和去中心化特性能够有效应对传统物联网架构所面临的设备安全和数据安全挑战。网关作为区块链与物联网融合的关键节点,在融合应用中面临算力、存储资源受限的实际困难,亟需可用的轻量级设计与实现方案。针对这一问题,设计并实现了一种基于联盟链的轻量级区块链-物联网网关原型。首先,基于长安链SPV(Simplified Payment Verification)框架,在网关中实现了关键数据的上链存证与交易数据的过滤精简;其次,从感知设备的行为模式、感知数据两方面进行模式提取与异常识别,保证设备的接入安全和运行安全;最后,针对网关轻节点所存储的区块链默克尔树,提出了一种剪枝算法,加速本组织相关交易数据的验证过程。实验结果表明,设计的轻量级网关具备设备身份可信认证和运行时异常行为检测的可行性,与其它方法相比,默克尔树剪枝优化算法能够大幅度降低交易验证时延。     

基于区块链的云制造平台系统架构模型

现有云制造平台系统中普遍存在信息孤岛、信任度低和用户隐私威胁等问题。区块链是一种由分布式数据存储、P2P传输、共识机制、数字签名和加密算法等计算机技术实现的分布式记账系统,具有去中心化、集体维护性、不易篡改、匿名性和可追溯性等特点,能够有效化解当前难题。为此提出了基于双链架构的云制造平台系统架构模型的构想,设计了一种基于区块链交易的信息记录与查询验真机制,提出了一种云制造平台上利用区块链交易的新思路。     

基于动机分析的区块链数字货币异常交易行为识别方法

当前区块链数字货币被众多恶意交易者利用,导致了"粉尘"注入、"空投"操作、勒索、骗局等一系列异常交易行为.因此,研究区块链数字货币异常交易行为的识别方法对于规范交易行为、保障网络空间安全具有重要意义.在众多区块链数字货币中,比特币市值超过所有区块链数字货币市值和的一半,具有高代表性.比特币系统的用户数量多、交易规模大、...     

基于区块链的众包系统研究综述

基于区块链的众包系统可以为用户提供不依赖集中式中央平台且安全可信的交易环境。文章系统地梳理了近五年来基于区块链的众包系统的研究工作。首先,介绍了众包的概念以及区块链技术的基本原理。其次,分析了传统基于集中式中央平台的众包系统存在的问题,并针对这些问题提出基于区块链技术的解决思路。再次,从架构设计、安全隐私、共识机制、数据存储四个方面分析了基于区块链的众包系统设计所面临的问题以及对应的解决方案。最后,展望了基于区块链的众包系统领域未来的研究方向。     

基于Fabric的城市智慧停车方案设计

为了解决目前城市车位信息不流通、停车系统交易凭证不可靠、停车支付不高效以及数据存储不安全等弊端,提出了基于Fabric区块链的城市智慧停车方案。利用区块链数据共享的特性,允许车位拥有者将空闲车位上传至区块链,实现车位实时共享并保证数据真实;利用预制在区块链上的智能合约,实现停车后自动缴费;利用区块链数据不可篡改且可追溯的特性,保证交易数据的真实性。最后通过搭建分布式区块链系统,并对系统进行测试,验证了该方案的可行性。