一种可监管的区块链跨链平台设计

随着区块链技术在各行各业的大力发展,不同的区块链之间的价值传递和数据共享成为一个新的需求.通过对常用跨链技术和现有的跨链平台进行分析,并对众多企业的区块链云服务平台功能特色作了调查,基于上述调查和研究,设计了一种基于中继链的跨链平台,主要包括面向智能合约的跨链服务和跨链通信协议,基于跨链网关的跨链交易流程以及跨链事务管理,以及基于监管链的双链并行模式实现监管功能.     

基于星火区块链的跨链机制

针对当前区块链技术飞速发展的过程中,不同区块链之间相对孤立,数据不能交互共享的问题,提出一种基于星火区块链的跨链机制.首先,对常见跨链技术和当前主流跨链项目作了分析,研究了不同技术和项目的实现原理,并总结了它们的区别和优缺点;然后,利用主子链模式的区块链架构,设计了智能合约组件、交易校验组件、交易超时组件等关键核心组件...     

区块链技术: 架构及进展

由于不同区块链的底层协议与技术架构存在差异,导致了链与链之间的数字资产交换难以有效进行. 目前数字货币交易所是提供数字资产交换的主要平台,但现有的中心化交易所存放的用户资金存在易被黑客攻击、内部盗窃或交易所跑路等安全问题. 已有的去中心化交易所受参与跨链的区块链的出块时间和确认速度的限制,影响了交易效率,并且去中心化交易所的订单类型和功能较少. 为解决上述这些问题,通过分布式密钥生成与属性密码实现去中心化的多方交易方案. 通过分布式密钥生成将用户的资产质押到分布式网络中,实现去中心的资产管理模式. 分布式网络为用户在交易区块链上生成等额的数字资产代币,使得用户在交易区块链使用代币进行交易,然后根据代币所有权凭证去分布式网络提取对应的数字资产. 用户通过属性密码实现交易控制,将资产类型、金额、汇率和时间等作为属性,设置多样化的访问控制策略,满足用户策略的交易对象才可以与用户进行交易. 交易区块链提供的智能合约服务可以实现用户多样化的交易选择,为用户提供公平交换服务. 通过实验验证了方案的可行性. 方案的跨链效率在锁定和提取资产时受分布式密钥生成算法和参与跨链的区块链限制,在多方交易系统内的交易效率仅与交易区块链有关.

     

基于中继的联盟链跨链通信系统

通过研究区块链之间跨链通信困难的问题，本文在基于中继的跨链通信机制基础上进行功能开发与完善，设计一个基于中继的联盟链跨链通信系统。本文跨链系统实现了异构链互联、跨链需求的寻址转发、跨链资源调用、跨链合约发起等跨链需求，使用面向跨链通信下的二阶段执行协议，保证跨链交互的原子性。针对跨链交易验证设计了区块头同步合约，简化跨链交易验证流程，降低跨链通信的复杂性。通过实验仿真系统功能测试，本文所设计的跨链系统能够安全高效实现区块链间的跨链通信操作。     

BETASCO: 面向智能合约分片的联盟区块链系统

基于区块链的去中心化应用已在加密数字货币、云存储、物联网等多个领域提供健壮、可信且持久的服务, 然而区块链的吞吐能力难以满足去中心化应用日益增长的性能需求. 分片是当前主流的区块链性能优化技术, 但现有的区块链分片主要面向用户和用户之间的转账交易, 并不完全适用于以智能合约调用交易为主的去中心化应用. 针对此问题, 设计并实现面向智能合约分片的联盟区块链系统BETASCO. BETASCO为每个智能合约提供一个分片作为独立执行环境, 通过基于分布式散列表的合约定位服务将交易路由至目标智能合约所在的分片, 并通过智能合约间的异步调用机制满足跨智能合约的通信和协作需求. BETASCO通过节点虚拟化允许一个节点加入多个分片, 支持同一组节点上多个智能合约的并行执行. 实验结果表明, BETASCO整体吞吐能力可随智能合约数量的增加而线性增长, 且执行单个智能合约的吞吐能力与HyperLedger Fabric相当.     

基于联盟自治的区块链跨链机制

针对目前区块链系统跨链互操作难问题而导致的“信息与价值孤岛”现象,提出一种基于联盟自治的区块链跨链机制。该机制的核心思想是以链治链,通过构建一条由多方共治的中继联盟链来管理跨链网络,用于解决不同区块链系统之间的数据共享、价值流通与业务协同问题。首先,提出了一个基于中继模式的跨链系统为同异构区块链系统提供交互服务;其次,详细设计了中继联盟链,设定了应用链及其用户参与跨链系统的规则;然后,总结了跨链交互的基本类型并制定了基于智能合约的跨链交互实现流程;最后,通过多组实验验证了跨链方案的可行性,评估了跨链系统的性能指标,并且分析了整个跨链网络的安全性。仿真结果与安全性分析证明,所提机制中的通道分配策略与出块权分配方案具有实际可行性,当涉及资产交易时,该机制的吞吐量最高可达到758 TPS,而不涉及资产交易时的吞吐量最高可达到960 TPS,且拥有高级别的安全性与粗细粒度兼具的隐私保护机制。基于联盟自治的区块链跨链机制可提供安全高效的跨链服务,适用于目前大多数跨链场景。     

一种改进的区块链跨链技术

伴随着区块链技术的飞速发展,各类区块链项目呈井喷式增长。在区块链项目数量呈现加速上升态势的同时,后续没有相应的配套措施,导致目前大部分的区块链项目无法互联互通。为了解决每个链都是独立的、垂直的封闭体系,让链与链之间的互操作性成为可能,文章基于哈希锁定技术,设计了一种改进的跨链技术,通过将主链资产双向锚定到侧链,利用哈希时间契约锁协议HTDLC,哈希锁防止信息篡改,时间锁限制交易时间,违约锁放置违约强制保障协议,实现资产跨链交易。     

物流服务交易区块链与蚁群智能合约算法研究

为解决物流服务交易中供应商、生产商、用户等多方参与者之间的信用关系缺失,提高制定合约的效率,避免干扰合约的正常执行以及传统合约的可抵赖性、可篡改性以及不可追溯性等问题,提出了物流服务交易区块链与蚁群智能合约算法。分析传统的物流服务交易模式存在的问题,提出一种新的物流服务交易合约概念模型,并利用区块链和智能合约的特点和优势,以及物流服务交易中的信息发布、谈判、议价、制定合约等交易环节和区块链的链接关系,构建一种去中心化的物流服务交易智能合约区块链模型。以该模型为基础,依据物流服务交易合约的工作流程以及蚁群算法的特点,设计了物流服务交易区块链与蚁群智能合约算法。在多节点物流服务交易仿真平台进行实验,实验结果表明,该算法实现了基于区块链的多物流用户服务交易智能合约的创建、存储和自动执行,整个过程透明可跟踪、共识且不可篡改。因此,该算法是基于区块链解决物流服务交易问题的一种有效方法。     

面向私募股权的区块链服务系统设计

为了保护私募股权项目信息的隐私性,且达到追踪交易的目的,结合区块链技术构建管理平台.区块链技术底层使用的加密算法可以为股权项目信息提供隐私保护,智能合约可以提供交易自动化功能.区块链技术在应用过程中产生并发性不高的问题,结合微服务思想,基于以太坊设计区块链服务平台,对区块链相关服务进行功能拆分.将底层的区块链服务平台通过容器化技术构建,并考虑容器状态参数为反馈指标,设计适合该场景的区块链负载均衡算法,实现高可用高并发的效果.     

区块链跨链技术进展研究

随着区块链技术的发展,各种具有不同特点、适用于不同应用场景的区块链如比特币、以太坊等公有链以及私有链、联盟链大量共存.由于区块链的相互独立性,现存各区块链之间的数据通信、价值转移仍面临挑战,价值孤岛现象逐渐显现.区块链的跨链技术是区块链实现互联互通、提升可扩展性的重要技术手段.对跨链技术领域的成果进行了系统总结：首先,分析了跨链技术的需求及面临的技术难点;其次,总结了正在发展的跨链技术,并介绍了24种主流跨链技术的原理与实现思路;然后,综合分析了跨链技术存在的安全性风险,并列举了12项主要问题;最后,总结探讨了跨链技术的未来发展趋势.     

An agent-based hybrid service delivery for coordinating internet of things and 3rd party service providers

When smart embedded devices become widely used in business and industry, many applications and services will emerge in a new Internet of Things (IoT) ecosystem. This will initiate new business opportunities in providing these novel applications and services, which integrate efficiently IoT services into business applications. Because IoT takes the reference scenarios further in terms of scale and features offered, it requires the development of suitable, scalable and available service delivery platforms that permit multiple services to coexist between IoT and 3rd party service providers. However, service delivery over IoT infrastructures is a difficult challenge that requires specific new architecture and mechanisms. This paper proposes a system architecture of hybrid service delivery that enables 3rd party service providers to create, deploy, execute, orchestrate, and manage efficiently the running instances of IoT services. In particular, this work focuses on the design and implementation of: agent-based hybrid service exposure, a hybrid service ontology engine crawler, a service enablers container, service-oriented agent lifecycle management, and an agent-mediated service lifecycle coordinator for messages dispatching and transformation between hybrid service exposure and the service enablers container. More specifically, with smart home scenarios, experimental results show that agent-based service delivery approaches could successfully coordinate between IoT and 3rd party service providers.     

基于区块链的众包物流分级多层智能服务交易监管架构

针对现代服务业的支柱产业众包物流缺乏交易监管致使存在的伪造、欺骗、隐私泄露和不可追溯等安全威胁,提出了基于区块链的众包物流分级多层智能服务交易监管架构。首先,该架构采用了国家授权认证中心对物流服务平台监管与物流服务平台对物流参与主体监管的二级监管体系。之后,在该监管体系架构下,实现了群智合约、合法匿名的身份认证、智能交易匹配、异常数据分析与检测、隐私保护及可追溯等功能。然后,通过安全性分析与交易监管构件软件验证交易监管架构的安全可控及运行效率。最后,在真实的众包物流企业平台上运行该软件构件进行实际测量,测量结果显示,所提出的众包物流分级多层智能服务交易监管架构是安全可控的,能够保障用户和数据的隐私,防范伪造和欺骗,实现用户行为和用户数据的可审计和可追溯。     

A service requirements engineering method for a digital service ecosystem

A digital service ecosystem enables value creation and the co-development of services in a value network under a common ecosystem regulation. The ecosystem members are able to focus on their core competences and can strengthen their forces by co-operating; yet remaining able to act independently. However, due to regulated environment, the ecosystem elements—i.e. ecosystem members, capabilities, infrastructure and the existing ecosystem assets—have an influence on digital service engineering, especially in the service requirements engineering phase. The main contribution of this paper is to describe how to specify the requirements of digital services in a digital service ecosystem. To this aim, this paper introduces the basic definitions and elements of the digital service ecosystem, and a scenario-based service requirement engineering (RE) method for the digital service ecosystem. A practical example is given to illustrate the use of the RE method. The collected feedback from the RE method users highlights the user experiences on the advantages and limitations of the proposed method.     

Integrating crowd-/service-sourcing into digital twin for advanced manufacturing service innovation

In order to support advanced collaborations among smart products, services, users and service providers in a smart product and service ecosystem (S-PSS), this paper proposed a service-oriented hybrid digital twin (DT) and digital thread platform-based approach with embedded crowd-/service-sourcing mechanism for enabling advanced manufacturing services. This approach is well supported by the ecosystem interaction intelligence of digitally connected products, services, users, and service providers via Internet of Beings (IoB) (Things, Users and Service providers). First, driven by industrial application needs in heating industry, a conceptual model of the service-oriented hybrid platform integrated with crowdsourcing mechanism is developed, which supports the concepts of product DT, service DT and human user DT. Second, the key system realization techniques are developed to integrate service crowdsourcing and service recommendation for realizing smart services. Finally, a case study is carried out for evaluating and confirming its feasibility.     

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。     

设备端基于深度学习的智能家居服务推荐框架

随着智能家居的普及,用户期望通过自然语言指令实现智能设备的控制,并希望获得个性化的智能家居服务。然而,现有的挑战包括智能设备的互操作性和对用户环境的全面理解。针对上述问题,提出一个支持设备端用户智能家居服务推荐个性化的框架。首先,构建智能家居的运行时知识图谱,用于反映特定智能家居中的上下文信息,并生成用例场景语句;其次,利用预先收集的通用场景下,用户的自然语言指令和对应的用例场景语句训练出通用推荐模型;最后,用户在设备端以自然语言管理智能家居设备和服务,并通过反馈微调通用模型的权重得到个人模型。在基本指令集、复述集、场景指令集三个数据集上的实验表明,用户的个人模型相比于词嵌入方法的准确率提升了6.5%~30%,与Sentence-BERT模型相比准确率提升了2.4%~25%,验证了设备端基于深度学习的智能家居服务框架具有较高的服务推荐准确率,能够有效地管理智能家居设备和服务。     

基于Axis2的web服务安全框架设计与实现

web服务的广泛应用和网络技术多元化的发展迫切需求一个既能实现web服务安全,又能兼容各种客户端的安全框架.在Axis2的基础上,设计并实现了一个完整的、符合WS-Security规范的web服务框架.框架以文件配置、消息加密和程序控制实现web服务安全,采用SOAP通信协议解决了与各种客户端通信的问题.测试结果表明,此框架可以实现数字签名、消息加密和基于角色的访问控制,能够接收各种基于SOAP协议的客户端请求,具有很好的安全性和兼容性,为企业的web服务安全提供了一个有效的解决方案.     

一种基于聚合签名的服务会话认证协议

为满足Web服务的会话认证需求,提高多方服务交互环境下的认证效率,基于IBC体制中无可信PKG签名思想提出一种基于身份的聚合签名算法,并使用该算法设计一种新的服务会话认证协议。该协议在保证多方服务实例安全共享会话的同时,能够解决密钥托管和防PKG伪造用户签名等问题,认证方只需对多个会话实例认证信息的聚合签名进行一次验证就能确信各签名是否来自指定的会话参与方,从而减少会话认证量。相比类似方案,该协议具有更高的计算效率。     

The emergence of smart service ecosystems—The role of socio-technical antecedents and affordances

As physical products are increasingly augmented with digital technology, manufacturing firms have become part of the development of so-called smart products and smart services. As such, manufacturing firms are challenged by new market participants and ecosystem partners, particularly from the software development industry, and by the dynamic nature of business relationships. While the academic literature on the distinctive characteristics of ecosystems, particularly digital ecosystems, is rich, the effect of smart service ecosystems' emergence on the foundation of smart products remains uncertain. This study reports on case study research based on 47 semi-structured interviews with four companies that participate in an industrial smart service ecosystem. Taking an affordance-theoretic perspective, we uncover the antecedents of and the process of emergent smart service ecosystems. We find that smart service ecosystems have three socio-technical antecedents: a shared worldview, structural flexibility and integrity, and architecture of participation. We explain the emergence of smart service ecosystems as the result of specialisation in shared affordances and integration of idiosyncratic affordances into collective affordances. We derive seven propositions regarding the emergence of smart services, outline opportunities for further research, and present practical guidelines for manufacturing firms.