面向区块链溯源的链下扩展存储方案

在基于区块链的供应链管理溯源系统中,由于区块链技术是一种基于分布式的系统,对于区块链中存储的数据所有节点都会进行备份,如果直接把溯源数据存储在链上,这会导致数据占用大量内存,增加溯源系统维护成本和降低系统响应速度的问题。因此提出一种链下扩展存储方案,该方案首先利用SHA-256哈希算法的单向性对明文数据进行哈希运算得到哈希值,然后采用SM2加密算法产生的私钥对哈希值进行签名,保证信息上传者身份的可靠,最后把哈希值和签名值通过智能合约保存在区块链中,明文数据和其哈希值与签名值在区块链上存储的地址则存储在数据库中。通过结合中心化存储和区块链技术各自的优势,既可以保证溯源数据不可被篡改又可以有效减少区块链网络中溯源数据所占内存的大小。最后,在所提方案的基础上,对溯源系统进行详细设计并采用以太坊区块链平台对其进行实现。     

基于区块链的病历操作记录的隐私保护方案

本文针对电子病历操作记录的安全性及隐私性问题,提出了一种基于区块链的病历操作记录的隐私保护方案.通过基于RSA数字签名的身份认证方案为加入区块链网络的符合条件的医疗机构提供身份证明,通过群签名方案来实现必要时节点可跟踪,通过CA公钥加密使得即使区块链上的群管理员节点被入侵也无法获得隐私信息.通过该方案可以实现保护数据隐...     

基于联盟区块链的体域网信息安全方案

针对无线体域网（Wireless Body Area Networks,WBAN）传感器数据在传输和存储过程中容易遭到劫持、篡改等问题,引入了去中心化的联盟区块链技术,提出了一种应用区块链来保障体域网数据安全的方案。通过采用Hyperledger Fabric搭建联盟区块链,利用联盟区块链的分布式记账和共识算法来保证用户生理数据的完整性和不可篡改性;再利用身份管理机制,构建联盟通道和Private Data技术来保障数据传输的隐私性。该体域网传感器节点,也是区块链的记账节点,彼此一一对应,因此还尝试将传感器之间的通信转移至区块链上来完成。实验结果表明,在使用该方案保证传感器数据安全的同时,传感器的功耗也能维持在很低的水平。     

医疗网络中无证书并行密钥隔离聚合签名方案

无线传感器网络在医疗领域的应用，为医生和患者带来了极大的便利。由于传输过程中会导致患者隐私信息被破坏，医疗数据的真实性和完整性成为了医疗行业一大难题。为解决此难题，无证书聚合签名方案被提出保护患者隐私信息。然而，大多数方案都无法抵御完全选择密钥攻击，并存在密钥暴露问题。为此，提出了可抵御完全选择密钥攻击的无证书并行密钥隔离聚合签名方案。该方案基于区块链技术进行数据共享和身份追踪，利用边缘计算的实时性处理无线传感器网络中高延迟问题，同时使用并行密钥隔离方法解决密钥暴露问题。在随机谕言机模型下，基于椭圆曲线离散对数问题证明该方案的不可伪造性，基于哈希的强抗碰撞性证明方案可抵御完全选择密钥攻击。使用MIRACL库进行效率分析，表明该方案在各阶段运行效率要优于其他相关方案，同时具有较低的通信开销。     

基于门限签名的分布式预言机链下共识方案

为解决现有分布式预言机网络链上共识方案存在的区块链网络压力大、共识效率低等问题,提出一种基于门限签名的分布式预言机链下共识方案。基于(t,n)门限签名技术和Schnorr签名算法,设计包含密钥生成、签名生成、签名验证和预言机奖励4个阶段的共识流程。各预言机节点在链下达成共识后,由一个节点将聚合后的单一数据和可验证签名发送到区块链,在保证上链数据可信性的同时,减缓了区块链网络压力,提高了共识效率。给出方案实施的具体步骤并证明方案的正确性和安全性。实验结果表明,该方案具有较好的有效性和实用性。     

无线传感器网络中一种分布式安全存储方案

对无线传感器网络的数据存储进行分析和研究,提出了一种以数据为中心的无线传感器网络中的分布式数据存储方案.该方案可有效解决集中式数据存储方案造成的中心节点的高负荷瓶颈问题,同时也避免了由于中心节点失效导致的数据丢失或泄漏问题.相对于现有的分布式数据存储方案,该方案运用Reed Solomon Code对数据进行加密,并且...     

基于区块链技术的身份认证研究综述

区块链技术由中本聪于2008年的白皮书中提出。作为点对点网络中的一种去中心化和分布式公共账本技术,区块链应用链接块结构来验证和存储数据,用可信共识机制来同步数据变化,为身份认证的实现提供了一种可信的技术方案。与传统集中式认证方式相比,基于区块链技术的身份认证可以在保护数据真实可靠、节点隐私安全的同时实现数据共享。文中概述了基于区块链技术的身份认证研究现状及进展。首先,从区块链的技术架构、分类以及共识算法系统地介绍了区块链的一些基本理论;然后重点介绍了口令认证技术、生物识别技术、PKI技术以及其结合区块链应用的身份认证目前的研究现状;接着从物联网、车联网、智能电网、金融、医疗等应用方面介绍了基于区块链的身份认证技术的研究进展;最后分析了区块链身份认证技术目前存在的问题,并展望了未来的发展趋势。     

基于区块链和亲友节点的电子健康记录安全共享方案

区块链技术在电子健康记录安全共享上具有巨大潜力,然而,目前的解决方案存在着如存储空间大和共识效率低等问题。为此,提出了一种基于区块链和亲友节点的新方案。首先,采用分布式文件系统将用户完整的电子健康记录存储在线下服务器,并构建用户的亲友节点集,每个用户的数据由其亲友节点冗余存储,链上仅存储区块头信息,降低了存储空间;其次,设计了基于多签名技术的数据访问机制,采用Shamir秘密共享机制将用户的私钥分发给其亲友节点,亲友节点中的过半数可以利用自己的私钥重建出用户私钥,解决紧急情况下的数据访问问题;最后提出了基于信用的拜占庭容错共识机制,将信用值排名前10%的节点作为领导者节点集,采用随机算法在领导者节点集中生成主节点,提高了共识安全性。实验结果表明,所提方案所需的链上存储空间是现有方案的1/7,数据访问效率提高了15倍,同时在保证较好时延和吞吐量的情况下,具有更高的共识安全性。所提方案可实现电子健康记录的安全高效共享,为区块链在医疗领域应用提供案例。     

分级安全二维码下区块链溯源方案设计

食品安全溯源体系对食品安全保障以及食品行业自我约束具有重要的意义。现有各类结合区块链的溯源方案,存在各通信节点间的数据存储和验证安全强度不够的问题。部分方案虽然在节点间使用RFID实现访问控制,可防止信息被篡改,但成本过高且缺少节点间的身份验证。另一些方案在节点间使用二维码技术记录溯源信息。该类措施虽然可降低成本,但普通二维码具有信息公开性,不能存储机密数据。针对食品安全溯源,提出了基于区块链技术和二级二维码的新型溯源方案。设计了一个安全的二级二维码,用于解决节点间的数据通信安全问题,进而提出了一种分级安全的二维码下基于区块链的溯源方案。在该方案中,管理者通过溯源成员上传的身份签名来验证其合法性。只有合法成员可上传二维码信息,其他系统参与者可提取合法成员上传的群签名来确认二维码中存储信息的完整性。相较于使用RFID和普通二维码的溯源方案,在节点间实现了信息防篡改和身份认证的功能,以解决节点交易过程中的信息安全问题。     

基于ABE-IBS的WSN签名加密方法

在分析基于属性加密体制的基础上,结合椭圆曲线上双线性对的基于身份的签名体制,提出一种基于属性的加密和基于身份的签名一体化方法以及一个无线传感器网络签密方案。通过实验证明该方案具有复杂性及存储要求低等特性,且能够提高无线传感器网络的安全性能。     

基于CPK的融合网络密钥建立与认证

针对无线传感器网络(WSN)和Internet融合网络节点异构特性,在介绍CPK算法的基础上,提出了融合码络节点间密钥建立与身份认证方案.考虑不同节点的资源情况,利用计算机终端(FIR节点)集中存储节点公共信息,将传感器节点的签名验证计算转移至PIR完成,减少节点能耗,同时解决节点间基于不同标识的认证问题.结果表明该方案具有计算量小、存储量少、能耗低的特点,能安全有效地实现融合网络节点间双向身份认证.     

基于区块链的高速铁路监测数据安全存储方案

为解决高速铁路分布存储的监测数据遭受数据恶意篡改、共享困难等问题,提出基于联盟链的去中心化的双链存储模型。采用无线传感器网络和区块链技术构造高速铁路联盟链感知节点分布框架和数据存储联盟链模型,通过数据采集基站共识形成数据区块链。基于数据的属性、哈希值等信息形成具体类型的hash链,便于对同一类监测项目的历史数据进行分析、总结。安全性能分析表明,数据联盟存储链能实现安全、可靠的存储铁路沿线监测数据。     

基于区块链的用电数据存储方案

针对智能电网用电数据存储系统中用电数据的安全问题,结合区块链共识机制、加密机制、对等网络和云存储技术,提出一种基于区块链的用电数据云存储方案,以确保用电数据的安全存储和共享.通过实用拜占庭协议,实现网络节点的共识,访问控制机制实现用电数据信息的共享,区块链存储用电数据的公共信息,并将用电数据的真实数据加密存储在数据库或云存储中,方便有效地实现敏感用户用电数据的存储和系统间的信息共享.在联盟链的环境下选取若干网络节点进行性能测试,通过安全性分析表明,该方案能安全、可靠地存储用电数据并且大大降低了网络节点的计算开销.     

基于多层次区块链的医疗数据共享模型

基于区块链的医疗数据共享能够有效地提升医疗数据的可信性,但是面临着链上存储容量有限、缺乏数据隐私保护等问题。针对这些问题,提出一个基于多层次区块链的医疗数据共享模型。对个人医疗数据进行加密后上传到链下的分布式存储中,并将数据索引信息上传到链上,利用多层次区块链协同技术和链上链下混合存储方式提高存储效率;引入差分隐私保护联邦学习中模型参数,提升数据的隐私安全。实验结果表明,相对于以太坊而言,该方案机构存储开销平均下降了60%左右,用户存储开销平均下降30%左右。     

智慧水务数据的私有链监管方法

真实的数据是支撑智慧水务系统正确决策的前提条件.针对联盟链、公有链吞吐量低的问题与智慧水务中数据量大的特点,以某智慧水务框架下的海绵城市运行监管平台为例,设计并实现一种基于私有链的数据监管方法.该方法以传感器实时数据构建哈希树,将哈希树根交给时间戳服务器签名;时间戳签名、时间戳、哈希树根等存储在私有链区块头中,其余哈希...     

无线物联网中局部有向无环图区块链研究

为了减少无线物联网中数据的存储需求和传输消耗,提出一种基于有向无环图（directed acyclic graph,DAG）的局部有向无环图区块链方案（local DAG blockchain,LDB）。该方案通过使无线物联网节点只需存储本身的数据区块以及邻居节点的区块哈希值,解决了节点的存储限制与传输消耗问题,并在保证数据安全的前提下减少数据验证的过程,提升了网络的整体使用率。同时,提出一种恶意节点检测机制,有效地检测网络中的恶意节点。仿真实验中,通过与IOTA在不同网络模型中对比,比较了LDB和IOTA的存储需求、传输消耗和链路负载。实验结果表明,在网络规模为500个节点时,LDB相比IOTA在节点存储空间上减少99.8%,平均传输消耗降低66.2%,最大负载减少约28倍。     

面向医疗大数据的区块链身份隐私方案研究

近年来,区块链技术在医疗领域应用广泛,针对不同医疗机构或地区的平台较为独立、难以有高效可靠的协同的问题,通常采用区块链跨链技术来联通各个价值孤岛。但当前跨链技术的研究和应用多注重安全性而缺乏隐私性,各方面机制还不完善。本文针对医疗大数据的跨链场景,对其中的身份隐私方案进行研究,提出了基于群签名算法的隐私保护方案,设计了相应算法和流程,保护了个体身份隐私,并保留了可追溯性。之后在HyperledgerFabric平台上测试验证了上述设计,具有可行性,为区块链技术在医疗大数据领域的进一步应用提供了支撑。     

基于区块链的无线Mesh网络认证机制的研究

无线Mesh网络(WMN)由许多网状节点组成,它提供了有效的Internet链接.接入认证安全是WMN快速普及的主要障碍,故提出一种基于区块链的无线Mesh网络认证机制.验证过程只需要比较用户提供的证书计算的哈希值是否与存储在区块链中的哈希值一致,与已有认证机制相比简化了认证流程,减少了认证延迟,提升了认证效率,解决了集中式架构容易导致的单点故障问题,达到分布式认证效果,区块链技术的引入为解决无线Mesh网络中的安全问题提供了新思路.     

基于联盟区块链的V2G网络跨域认证技术研究

针对车辆到电网（Vehicle-to-Grid,V2G）网络所面临的安全威胁,分析了V2G多域网络架构,给出了一个适用于该架构的网络信任模型。基于联盟区块链提出一种V2G网络跨管理域认证方案,通过本域用户与外地域服务器以及外地域服务器与其域内用户的认证实现域间用户双向认证。该方案利用区块链所具有的不易篡改特性,在数字身份验证环节采用哈希算法减少方案中的签名与验证次数,提高了方案的效率和可扩展性。该认证方案中的签名采用基于身份的密码算法SM9,在适应性选择消息攻击下具有存在性不可伪造安全。     

基于双区块链的医疗记录安全存储与共享方案

在当前的医疗信息化建设中,电子医疗记录的存储与共享给病人带来了隐私泄露的风险,从而造成名誉损害和财产损失。现有的多数保护隐私的医疗记录存储与共享方案使用了中心化的管理节点,容易遭受集中攻击导致单点失效和恶意篡改的威胁。针对这些问题,设计了一个双区块链结构的医疗记录安全存储与共享方案 EMRSBC,其中使用2条联盟链分别用于医疗记录存储与共享。该方案解决了传统单链应用中拓展性差、吞吐量低的问题,将医疗记录的共享与存储分开,利用区块链的去中心化特性以及智能合约的链上代码实现在不可信环境中的访问控制,有效地保护了病人的隐私数据在存储与共享过程中的安全性。