基于区块链技术的电动汽车充电链

近年来,为了降低对石油能源的消耗、对环境的污染,中国积极推动新能源汽车的发展,取得了很好的成效,电动汽车保有量连年激增。但是针对电动汽车的配套基础设施(充电桩)的发展却严重落后,电动汽车与充电桩的布局极不均衡,充电难已经逐渐成为制约电动汽车发展的主要因素。区块链技术具有去中心化、可追溯、不可篡改等技术优势,被广泛应用到金融、地产、医疗、物联网、教育等各个领域。针对电动汽车面临的“有车无桩,有桩无车”的现象,对电动汽车充电联盟链的可行性与创新性进行了深入的分析。系统阐述了区块链的技术背景,在此基础上提出了基于区块链技术的充电桩共享方案。详细阐述了充电桩共享系统的各个模块,包括底层区块链类型、区块链节点类型以及系统所采用的共识机制。最后提出系统实现的整个系统架构,系统动态模型。充电联盟链的建设,有利于消除电动汽车企业与充电桩运营商之间的信任壁垒,实现电动汽车车主与充电桩运营商之间的公平的价值转移,有效缓解现阶段电动汽车充电难的困境。     

基于区块链的新能源充电桩共享管理方案

近些年在国家大力推进下,新能源充电桩和电动车领域发展迅猛,但也存在交易信息被泄露、企业间数据难以共享、用户充电体验感差等负面情况.基于以上问题,提出了一套基于区块链的新能源充电管理方案,利用区块链去中心化、数据加密等特性,在区块链底层上利用比特币、联合表征推荐算法等技术,建立联盟链模块、充电币模块、推荐模块三个模块,提...     

基于区块链的充电交易数据安全存储平台设计

电动汽车充电平台作为智能电网的重要组成部分,越来越多的用户使用充电平台内的充电桩进行充电,充电平台将会存储大量的用户交易信息。在现有的充电桩共享平台中,用户的充电交易数据被保存在中心化的数据库中,但这种过度中心化的存储方式极易遭受恶意攻击而引发单点失效以及重要交易数据被恶意篡改等信息安全问题,并因此可能造成大量用户隐私信息泄露。针对这些问题,利用区块链技术在电动汽车充电平台中选定若干充电站作为数据中心节点,设计了一个充电交易数据存储方案。用户可对交易后的个人数据进行加密控制数据使用权,各数据中心节点之间使用共识机制对加密数据进行去中心化地同步存储。安全分析表明所设计的数据存储平台能实现安全、有效的数据存储。     

基于区块链的共享经济隐私保护机制的设计

针对目前共享经济体系架构存在的个人隐私泄露和交易双方信任危机问题,提出一种基于区块链技术的改进方案。该方案可以让用户个人隐私通过加密存储到区块链数据库中。基于区块链技术进行改造后,区块链的去中心化和弱中介化等特点相比传统数据库更难被攻击脱库。共享体和用户对区块链数据库来说是平等的,双方交易更加透明化。共享体和平台任何一笔交易都永久记录在区块链中,信息内容存储通过对称加密算法保存,用户和共享体隐私信息也可得以有效保护。     

基于用户数据的电动汽车充电桩网络攻击模型

电动汽车(electrical vehicle, EV)的用户数据是优化EV充电成本的关键数据,对用户数据的操纵可能导致错误的充电成本,使充电桩运营商蒙受经济损失。针对EV充电桩,提出了一种基于用户数据的网络攻击模型,该模型通过篡改接入EV充电桩的用户数据生成虚假的充电计划,从而提高充电桩的充电成本。所提出的攻击模型为一种基于混合整数线性规划的两层优化模型,在上层生成注入EV充电桩的恶意用户数据,下层为EV充电计划优化算法,通过应用KKT条件使两层优化模型转化为单层优化攻击模型。仿真以一个虚拟充电站场景为例,相较于无攻击情况,该攻击模型通过提高EV的充电能量或移动EV的充电时段增加了充电站的总充电成本,验证了该攻击模型的可行性和危害性。     

一种基于区块链的充电桩并表计费管理系统

针对新能源汽车充电桩在安全、计费、运营等方面的不足,设计了一种基于区块链的充电桩并表计费管理系统.该系统基于区块链技术实现安全认证,并设计智能合约将电动车用电数据与家用电表绑定,按月生成总用电量清单,根据电网运营商的计费策略及支付通道完成费用支付.测试结果表明,该系统能够在保证安全的同时,使新能源汽车充电像手机充电般即插即充,充完即走,为充电桩的建设与发展提供了一种安全、高效的运营新模式.     

基于智能合约的数据共享激励机制研究

随着大数据时代的到来,构建数据共享社区成为一种促进数据收集、流通和使用的新模式,但是在传统社区组织方式下,成员由于互不信任导致不愿共享数据,且共享社区普遍缺乏有效的激励机制,从而限制了数据共享社区的发展。区块链的本质是一个分布式账本,能够提升数据共享的透明性,防止信息滥用,所有存在区块链上的数据可溯源且不可篡改,可以保证数据的归属权,这些都为成员之间的信任打下了基础。在基于区块链的数据共享社区平台上,结合演化博弈理论构建一种数据共享激励模型EGDSI,并通过复制动态力学方程与演化稳定策略分析,得出影响数据共享的关键因素与数据共享激励的3种策略。在此基础上,利用区块链智能合约技术实现安全、高效且动态可调节的数据共享模板引擎。对共享策略影响因素和智能合约激励机制进行仿真分析,结果表明,该数据共享激励机制可以有效促进用户参与数据共享,相较EGI模型,EGDSI模型能够更快地达到数据共享饱和状态。     

基于纳什谈判的共享经济区块链网络PoS共识传播博弈分析

针对共享经济中的信任问题,利用区块链技术搭建基于PoS(权益证明)共识机制的共享经济区块链网络,实现去信任化和去中心化.在Po S共识机制中,区块链用户提供交易费用,从而激励矿池招募验证者进行区块传播验证,区块链用户与矿池都能从更多的验证者数量中获益,但验证者越多,双方付出的成本越高.首先,从纳什谈判的角度研究共享经济区块链网络PoS共识机制中区块链用户与矿池的利益冲突问题,在交易费用与验证者数量之间进行权衡,构建纳什谈判博弈模型;然后,证明区块链用户与矿池的纳什谈判博弈模型中纳什谈判解的存在性和唯一性,得到区块链用户和矿池的最优决策;最后,通过数值算例分析通信成本和验证者数量对区块链用户和矿池的最优决策以及效用的影响.研究结果表明:区块链用户与矿池都能从较低的通信成本中获益;纳什谈判博弈模型能够有效解决共享经济区块链网络中用户与矿池的利益冲突,提高网络效率.     

基于区块链技术的生鲜农产品溯源系统设计

当前生鲜农产品供应链体系通常采用中心化管理模式,存在不同用户之间信息不对称、缺乏实时信息共享平台以及产品来源可追溯性差等问题。为了解决这些问题,采用区块链技术作为开发框架,提出一个基于区块链技术的生鲜农产品供应链的信息共享和可追溯模型,该模型系统具有信息共享、调度实时控制、溯源机制完善等特点。通过设计智能合约算法和新型的交易提案方式,实现自动化管理生鲜农产品供应链系统,以更好地可视化展现区块链网络交易流程。使用Caliper工具进行性能测试,实验结果表明,该方案可行性高,多节点环境下系统交易时延低,同时可以保证信息安全,具备完善的交易功能。最后,选取几个现有的农产品溯源应用系统做对比分析,该方案相较于现有的农产品溯源应用系统具有更强的溯源监管能力,更高的交易可靠性,以及更好的供应链各环节节点间的数据交互性等优势。     

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。     

属性基加密和区块链结合的可信数据访问控制方案

传统的数据存储方式往往采用集中式架构,这种集中式存储架构容易产生信任和安全问题.文章提出一种属性基加密和区块链结合的可信数据访问控制方案,将对称加密算法和属性基加密算法结合,实现了数据所有者对数据的细粒度访问控制,保障了数据所有者的隐私保护权利.同时,文章将区块链技术和分布式存储相结合,区块链上仅存储数据及密文位置的哈...     

基于身份密码系统和区块链的跨域认证协议

随着信息网络技术的快速发展和网络规模的持续扩张,网络环境中提供的海量数据和多样服务的丰富性和持久性都得到了前所未有的提升.处于不同网络管理域中的用户与信息服务实体之间频繁交互,在身份认证、权限管理、信任迁移等方面面临一系列安全问题和挑战.本文针对异构网络环境中用户访问不同信任域网络服务时的跨域身份认证问题,基于IBC身...     

面向无人驾驶地图更新的安全信任管理方案

地图的实时性和准确性在无人驾驶车辆导航中发挥着重要作用。基于卫星图像的数字地图能够保证地图中道路信息的准确性,但是根据相关路况信息进行实时更新时,由于车辆用户数较多且来源复杂,因此无法确保数据的安全性和可靠性。提出一种基于区块链的认证与信任管理方案。利用无证书签名技术实现车辆的匿名认证,保证车辆身份的可验证性和不可否认性。设计基于区块链的信任管理机制,通过存储在区块链上的历史信任值计算路况消息的可信度,同时将可靠的路况信息发送给地图更新服务器,根据车辆提供信息的真实与否更新车辆信誉值,实现车辆信誉的同步与更新。从计算开销、通信开销和信任管理功能等方面验证了该方案的有效性。仿真结果表明,该方案具有较高的地图更新效率和防骗能力,能够确保数据来源的安全性和可靠性,为无人驾驶车辆提供实时路况更新服务。     

基于区块链的医疗信息属性加密访问控制方案

医疗信息的访问互通有助于医生掌握转诊患者的病情,及时准确地为患者提供医疗服务。然而医疗数据涉及到患者的隐私,存在数据泄露的风险,一旦泄露不仅会损害医疗机构的声誉,还会影响患者的个人生活,并且医疗信息大多由医疗机构管理,患者对自己医疗数据的使用情况并不知情。访问控制是医疗信息共享中重要的安全机制,其中,基于属性的加密机制可以实现细粒度的访问控制,但是仍存在属性授权集中、解密开销大和追溯难的问题。区块链技术在实现分布式医疗机构节点间信任建立和数据共享方面有很多优势。因此,针对上述问题,本文从医疗数据共享场景下患者敏感信息保护的需求出发,结合区块链技术对医疗信息的访问控制机制进行研究,提出了一个基于区块链的医疗信息属性加密访问控制方案,建立了多授权机构的访问控制模型,避免了单一授权带来的信任问题;设计了代理解密算法,降低了终端的解密开销,提高了解密效率;支持访问者的属性撤销,实现了患者对医疗数据的灵活控制;同时,利用区块链自身优势实现了对属性授权机构的追溯问责。安全性分析与性能分析表明,所提方案在随机预言机模型下是静态安全的,且具有更低的计算开销和存储开销。     

共享充电桩下负荷时间分布均衡的小区电动汽车充电方案优化

针对电动汽车充电负荷增加、电网安全性降低,以及停车困难小区只能使用共享充电桩等问题,提出了一种充电桩选择与电动汽车充电优化的组合模型。该模型以共享充电桩之间充电时间标准差和全天充电负荷标准差之和最小为目标。考虑到电动汽车充电桩分配方案以及电动汽车充电方案两者的重要程度并不相同,提出了一种随着迭代次数的增加,变化概率不断改变的动态概率遗传算法。将改进后的遗传算法求解该模型,通过求解一个算例,进一步阐述所提算法的原理和过程,验证了该算法的可行性和有效性。     

基于教育区块链与无证书签名的身份认证方案

针对当前教育资源共享安全性低和身份认证困难的问题, 提出了一种区块链技术与无证书签名相结合的可跨域身份认证方案, 将无证书签名技术的高安全性、无密钥托管问题等优点应用到区块链的分布式网络中, 实现了身份认证过程中用户安全、跨域认证、恶意用户可追溯、注册信息不可篡改. 首先, 基于教育区块链与无证书签名的身份认证方案是建...     

基于同态加密和区块链技术的车联网隐私保护方案

为了解决传统车联网设备安全性相对较低可能威胁到用户隐私的问题,提出了一种基于同态加密和区块链技术的车联网隐私保护方案。此方案将由二级节点组成的验证服务添加到所提模型中,以实现模型中角色的权限控制。为了记录车联网设备信息,设计基于同态加密（HEBDS）新的块数据结构,使隐私数据可以经过 Paillier 加密算法处理后再写入区块,并由获得记账权的网关节点写入区块链网络。该方案实现了数据在密文状态下的处理,弥补了区块链网络中全部数据公开的不足。通过对该方案的安全性分析,证明此方案具有不可伪造、隐私数据安全等特性。该方案通过对隐私数据的同态加密处理再上传区块链网络,实现隐私数据以密文状态分发、共享和计算,比传统车联网模型更能有效保护用户隐私。     

区块链环境下支持隐私保护的数字权限管理

针对数字权限保护中对数字内容安全和用户隐私保护的需求,提出了一种支持区块链环境下隐私保护的数字权限保护方案,设计了区块链环境下数字内容权限全生命周期保护和用户隐私保护的框架,主要包括内容加密、许可授权和内容解密3个协议。利用Diffie-Hellman密钥交换和加法同态加密算法,实现了内容加密密钥的保护和分发,同时保证了内容加密密钥的安全性和用户的隐私性,防止区块链中的其他节点收集用户的敏感信息,如用户的使用习惯。与传统的数字权限保护方案相比,该方案基于区块链具有信息公开透明、信息不可篡改等特点,并且保护了内容安全和用户的隐私,具有较好的实用性。安全性分析表明,该方案在区块链环境下是安全的;仿真实验结果表明,该方案能够以较低的开销实现用户的隐私保护。