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...     

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。     

基于区块链智能合约的茶叶交易模型研究

文章提出一种基于区块链智能合约的茶叶交易模型,将茶叶交易过程中的各利益相关方都纳入基于区块链的茶叶交易信息共享网络中,各方自成节点,所有交易行为都在网络中进行,并由所有参与方共同监管,所有信息被记录在不可篡改、按时间戳记录的可靠数据库区块链中,并制定各方共同约定遵循的、监管茶叶种植、生产加工、交易行为过程的智能合约,合约的执行为各方提供一个无需人为干预、去信任的对茶叶交易行为的监督,更好平衡与保障茶农、消费者、茶商各方利益.     

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.     

基于录制重放的区块链交易执行追溯方法

区块链上运行的智能合约具有一经部署难以修改、调用执行需经过共识等特点, 现有的需要修改智能合约代码或打断其执行过程的调试方法难以直接应用到智能合约上. 由于智能合约的运行过程由区块链交易顺序执行过程组成, 实现对区块链交易执行过程的追溯是提升智能合约可调试性的一个有效途径. 对区块链交易执行过程进行追溯主要目标是找出一条已经出块的区块链交易是如何得到当前的执行结果的. 区块链交易的执行依赖于区块链内部状态, 且该状态取决于之前区块链交易的执行结果, 因此存在着传递性依赖. 区块链交易的依赖性和区块链所提供的执行环境的特点给区块链交易执行追溯带来了挑战. 区块链交易执行追溯面临的挑战主要有3方面, 即如何从智能合约部署的生产环境中获取足够追溯的信息、如何获取区块链交易之间的依赖关系, 以及如何保证追溯结果与实际在线执行过程一致. 提出了一种基于录制重放的区块链交易执行追溯方法, 在合约容器中建立录制重放机制, 无需修改合约代码即可支持交易执行中对状态读写操作的录制, 并且不会打断智能合约运行; 提出了基于状态读写的交易依赖分析算法, 支持对存在依赖关系的前序交易进行按需回溯; 此外, 设计了录制读写操作记录的验证机制, 确保重放的执行过程与真实执行过程之间的一致性可被验证. 所提出的方法能够追溯区块链交易调用智能合约的执行过程, 可用于智能合约调试, 并且当智能合约异常造成损失时可用于举证. 在实验中对比了将录制的读写操作记录存储于链上和存储于链下之间的性能差异, 通过案例研究展示了所提方法在追溯区块链交易执行方面的有效性和优点.     

基于区块链的电力市场交易结算智能合约

本文针对未来“放开两端”的电力交易市场多主体、多模式、多规则的特点,设计了电力市场交易结算智能合约,同时分析了关键技术难点,并有针对性的给出了解决方案. 利用运行在区块链上的智能合约降低电力市场交易的信任成本,提高清结算效率,同时推动能源零售市场的智能化. 通过在由4000个节点构成的P2P网络中运行一个购售电合同的智能合约实例,验证了本文方法的成功率约为99.38%,每笔交易的平均确认时间约为16秒. 如果本文方法得到应用,将帮助能源交易双方共同制定因需求而动态变化的能源价格,保证不同能源市场的互联互通,促进智慧能源价值互联.     

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。     

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。     

面向版权授权交易的区块链共识机制

为实现安全高效的版权授权交易,使原创版权作品得到有效保护。针对区块链技术中的共识机制加以改进,提出一种适应可信版权登记与授权交易场景的DPOS共识机制改进方法。基于信用值和币龄进行设计,采用CES生产函数模型对节点可信程度进行衡量,减少作恶节点当选代表节点的概率;通过基于混合同余算法的随机出块策略和新型区块合法性验证策略,实现区块可信的产生与验证过程,增强共识算法安全性;增加基于出块时间的信用值奖惩机制,增大网络带宽与节点性能更好的节点成为出块节点的概率,提升系统效率。实验结果表明,改进方案可以全面提升区块链系统的安全性和效率,有效应用在版权交易领域,实现可信的版权授权交易。     

基于区块链技术的分布式发电市场化交易机制研究

为了促进分布式发电市场的发展,利用区块链技术,设计了一种分布式发电市场化的交易机制。构建分布式发电市场化交易区块链模型,部署电能交易的智能合约,利用哈希加密函数,设计双边拍卖流程,应用安全校核函数,生产交易决策,实现分布式发电市场化的安全交易。仿真模拟试验结果显示,10次仿真运行测试中,对于随机的100组交易节点,本文方法在交易过程中的恶意节点数量的平均值为2.8个,具有抑制恶意节点干扰的作用,提高了交易的安全性。在5次交易仿真运行测试中,本文方法的用户用电成本均值为7.75元,发电市场侧收益均值为10.17元,结果表明区块链技术的应用,有效降低了用户的用电成本,提高了发电市场侧的经济利益,有利于电能交易市场的循环、可持续发展。     

智能家庭控制系统接口访问机制研究

针对智能家庭控制系统,提出了基于中间通用适配层的接口访问机制,分离上层应用和底层硬件,将点对点的接口访问方式转化为总线式接口访问机制,并提供无缝集成底层网络和通信协议的接口.这种通用的接口访问机制将从根本上改变智能家庭控制系统的体系架构,使得核心控制单元能够非常灵活地满足用户应用需求和适配各种底层网络技术.     

基于智能合约的多微电网市场化交易模型及算法

针对传统的输配电网络集中方式管理运行存在的成本高、效率低、透明度低等问题,及多微电网中各博弈主体利益最大化需求,建立公平的竞价规则及多目标动态规划模型。利用区块链可信账本和智能合约技术,形成去中心化、透明开放、信息对称的市场化交易模型,保证各方主体利益。对所构建的交易模型及求解算法进行仿真分析,结果表明,模型分配策略可有效平衡市场主体利益,验证了该竞价规则在多微电网市场化交易场景下具有适用性和有效性。     

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。     

基于区块链智能合约的代币系统

针对传统代币中存在的公信力不足、监管困难等问题,结合区块链和智能合约技术,设计了一种去中心化的区块链代币系统。以此区块链代币系统为基础,通过部署代币合约、众筹合约,构建了一个基于区块链的众筹系统,实现了基本的众筹功能。同时设计了资金管理合约,实现了众筹成功后对发起者的监督和资金的管理。最后通过以太坊平台进行系统测试,分析了该代币系统的功能性、安全性以及时间性能。结果表明,基于区块链的代币系统在实现代币基本功能的同时,能够有效提升代币的安全性和功能性。     

基于智能合约的以太坊可信存证机制

针对以太坊平台提供的数据管理功能简单且存在低吞吐率和高延迟的问题，提出一种基于智能合约的以太坊可信存证机制。首先针对以太坊平台暴露的数据管理问题提出一个基于智能合约的以太坊可信存证框架，然后通过集中化数据统一处理、认证数据分布式存储以及高效动态取证这几个方面阐述所提机制的框架和实现，最后通过基于智能合约的系统开发表明了该机制的可实现性。实验及分析结果表明，该方法与传统关系数据库存证相比，增加了处理可信性、存储可信性和访问可信性；与区块链存证相比，丰富了数据管理功能、降低了区块存储成本、提高了存证效率。     

智能卡应用框架的研究及应用

智能卡应用框架是智能卡软件结构中的重要环节.介绍了两种智能卡应用框架OCF与PC/SC,分析了它们各自的特点,并对它们进行了对比分析,提出了对它们共存的思考.实现了一种基于OCF与PC/SC的安全电子邮件系统,该系统在邮件收发终端引入动态识别智能卡技术,从而提供了电子邮件的保密性、认证性、完整性和不可抵赖性,有效地解决了传统电子邮件存在的若干安全性问题,使通过电子邮件传送机密信息成为可能.     

基于区块链智能合约的应用研究综述

通过概述区块链智能合约的运作原理及应用研究现状,对现存项目和存在的问题进行分析总结.首先,基于区块链智能合约整体架构介绍合约模型及运行原理,以Ethereum、Hyperledger Fabric和EOSIO三大区块链平台为例分析智能合约部署原理并对三大平台进行对比分析.针对国内外区块链智能合约的应用研究进行归纳总结,并讨论区块链智能合约未来创新应用和发展趋势.从金融交易、物联网和医疗应用三大应用研究领域介绍了基于Ethereum和Hyperledger Fabric平台的区块链智能合约应用现状,进一步探讨了基于EOS(enter-prise operation system)的应用研究和其他应用领域研究现状.最后,从隐私、机制设计与安全、性能和形式化验证等智能合约自身存在问题及三大平台应用存在的不足对区块链智能合约的未来研究方向进行分析和展望.     

嵌入式智能家居终端通信模块的设计与实现

针对嵌入式系统的存储和处理器等硬件资源受限,设计出一个简单高效的串口通信协议和网络通信协议是开发的难点.讨论了基于ARM嵌入式Linux平台实现智能家居终端通信子系统的技术难点和关键实现技术,给出了其中串口通信协议以及网络通信协议的设计与实现,很好地解决了不同带宽和速率的通信匹配问题.该通信子系统已在Linux下调试通过,可与相应串口设备以及网络中心进行正常通信,目前已投入实际使用.     

基于智能合约的高对抗性僵尸网络研究

区块链技术的发展与应用使构建更为鲁棒和灵活的僵尸网络命令控制信道成为可能.为了更好地研究这类潜在的新型僵尸网络威胁,提出基于区块链智能合约的高对抗性僵尸网络模型——SCBot.SCBot模型采用分层混合拓扑结构,在僵尸子网层构建基于智能合约的命令传递信道,并建立可信度评估机制判别节点真实性,从流量和终端两大层面提升网络...