区块链关键技术的研究进展

区块链是一种将时序数据以链式结构组合而成、以密码学机制保证交易数据不可篡改的分布式账本,是一种新型分布式计算模式与去中心化基础构架。区块链技术具有去中心化、建立信任关系、集体维护、交易公平和透明、不可篡改、可溯源等特征,已成为工业界和学术界的研究热点。介绍了区块链的组成元素,详细阐述了区块链的基本原理、智能合约、共识机制等关键技术,结合金融、物联网、供应链、医疗系统应用场景,讨论了其利用区块链技术的优化方向。总结了区块链技术在安全、效率、隐私保护等方面存在的不足,给出了相应的应对措施。提出了改进共识机制、匿名性和系统吞吐量的有效方法,为区块链技术的进一步发展和完善提供有益的借鉴和指导。     

基于区块链的ICS数据安全策略研究

随着“中国制造2025”规划的推进,工业控制系统(industrial control system,ICS)日益增长,工控网络安全性和可靠性得到普遍关注。区块链思想和技术的出现,为数据安全性和可靠性提供了新的思路。针对工业控制网络中的数据安全问题,将区块链技术应用于工业控制网络中,再结合区块链的关键技术,以及区块链不可篡改、分布式记账和不可伪造的去中心化特点,提出了在工控区块链网络环境下的共识控制模型。在模型中记录一旦被输入就永远不会被更改或删除,想通过干预个别节点而篡改数据是不可能的,除非对全网信息进行干预,保证了模型中节点之间的数据的一致性。通过OPNET网络仿真软件对工控区块链网络进行仿真,其网络延时和吞吐量都说明了区块链技术能实现工业控制系统的网络安全、数据安全,使工业控制网络可靠、安全、高效、低成本。     

基于区块链的网络安全体系结构与关键技术研究进展

随着互联网技术的不断演进与用户数量的"爆炸式"增长,网络作为一项基础设施渗透于人们生存、生活的各个方面,其安全问题也逐渐成为人们日益关注的重点.然而,随着网络规模的扩大以及攻击者恶意行为的多样化、复杂化,传统网络安全体系架构及其关键技术已经暴露出单点信任、部署困难等诸多问题,而具备去中心化、不可篡改等特性的区块链技术为...     

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。     

基于区块链的网络安全技术分析

传统的网络安全模型具有局限性,对于当前复杂的网络安全问题,手足无措,根本找不到方法解决.而相比较而言,区块链技术具有更大的潜力,在可信任的网络空间中进行信息交换是其主要的功能.区块链技术由几个方面的内容组成,包括安全上列算法等.就目前的具体情况来看,区块链技术已经可以在多个领域被广泛使用.本文探讨基于区块链的网络安全技...     

区块链的共识机制研究

[目的]为了更好地解决区块链点对点的通信过程中账本一致性问题.[文献范围]主要从知网、ACM、CCS等参考了四十余篇研究区块链、智能合约技术以及各种共识机制的文献.[方法]分析比较了较常见的共识算法的优缺点,进而说明了各种共识机制的应用场景,介绍了共识机制最新的研究成果并进行了比较.[结果]可见每种共识机制都有自己的优...     

基于区块链的网络安全威胁情报共享模型

在不断加剧的网络安全攻防对抗过程中,攻防双方存在着天然的不对称性,网络安全威胁情报共享利用是一种有效提高防护方响应能力和效果的手段.然而威胁情报共享利用中的隐私保护需求与构建完整攻击链的需求之间存在矛盾.针对上述矛盾点,提出一种基于区块链的网络安全威胁情报共享模型,利用了区块链技术的账户匿名性和不可篡改性,使用单向加密函数保护情报中的隐私信息,基于加密后的情报构建完整攻击链,借助区块链的回溯能力完成攻击链中攻击源的解密.最后,通过实验验证了该模型的可行性和有效性.     

基于区块链技术的网络安全漏洞检测系统设计

为了进一步解决当前网络安全漏洞检测问题,在区块链技术的基础上设计的网络安全漏洞检测系统,以多种类型检测模块作为核心,且定义了区块信息的具体交易格式,这样能够有助于针对既有的漏洞进行精准定位和分析.通过对比实验显示,与原有的C/S型网络漏洞检测系统进行比较,区块链技术检测体系的安全性以及稳定性更高,能够有效提升当前的网络...     

基于区块链的网络安全共享模型研究

文章基于区块链技术的大数据安全机制和社会安全机制,开发一种在多部委联合监管下的区块链社会运行机制,在合理、合法、合规的前提下,使其可以在数据加密共享过程中获得充足的社会算力资源支持.通过社会调查可知,革新后受到全面市场秩序监管的国内区块链方案,可以在调动社会算力的工作中得到推动驱动力,所以区块链项目可以在国内有效监管下...     

区块链共识机制中随机性研究

随着区块链技术的发展,共识机制越来越受到关注.在大量共识机制中占据重要地位的随机数获取协议,也成为共识机制的一个核心子协议.本文主要围绕现有的几个基于随机性协议的主流共识机制,介绍了随机性的相关概念以及共识机制中随机性所用到的密码学原语.首先介绍几类简单的协议并分别指出它们的不足,然后重点介绍了主流共识机制中的随机数都...     

基于区块链的医疗数据共享模型研究

根据医疗行业现状,不难发现各医疗机构间共享数据困难,因为医疗数据的校验、保存和同步一直是一个难点.病人、医生以及研究人员在访问和共享医疗数据时存在严格的限制,这一过程需要花费大量的资源和时间用于权限审查和数据校验.本文提出一个基于区块链的医疗数据共享模型,具有去中心化、安全可信、集体维护、不可篡改等特点,适用于解决各医疗机构数据共享的难题.本文详细介绍了模型的组件以及实现原理.将现有医疗机构进行分类,配合使用改进的共识机制实现了方便、安全、快捷的数据共享.此外,通过对比医疗数据共享存在的问题,分析了本模型的优势以及带来的影响.     

区块链关键技术及存在问题研究综述

区块链是基于数字加密货币基础上发展而来的分布式数据库技术,区块链系统具有去中心化、不可篡改、高度自治、分布共识等特点,为无需第三方监管实现分布式一致性问题提供了解决方案。随着区块链技术快速发展,区块链在弱信任平台应用领域更加普及,但也面临着自身系统漏洞和安全攻击的挑战。从区块链研究背景及漏洞发展趋势入手,总结分析了区块链关键技术原理及其优缺点、区块链系统存在的技术漏洞和安全攻击,并对技术漏洞和漏洞攻击类型进行归纳分类,指出语法错误、环境配置和图形界面错误是区块链系统中排前三的漏洞缺陷,漏洞攻击对区块链系统构成极大的安全威胁,务必加以重视和防范,以期对未来区块链技术改进发展提供参考与借鉴。     

基于区块链的工业互联网安全平台

在传统的工业互联网平台中,终端设备产生数据的安全和隐私问题是阻碍工业互联网发展的主要瓶颈.伴随着终端数据量几何式的增长,保护数据的安全性和完整性已经成为工业互联网的核心研究领域.本文首先设计了一种基于区块链的设备和数据管理的体系架构,提供了一个可靠的防篡改的数据库.然后,利用数字证书对平台采用权限访问控制机制,提高平台的准入的安全等级.其次,通过链码间接地对终端设备及其配置文件进行管理,避免了终端设备随意地接入对数据造成污染的问题.最后,通过终端设备自身的公私钥来对终端设备产生的数据进行打包加密处理,利用区块链的共识机制,存储在区块链上.通过实验表明,所提出的方案具有良好的稳定性、安全性和可操作性.     

基于云计算的物流区块链共识算法研究

为解决物流企业供应链的商流、物流、资金流、信息流、服务流等信息的不可篡改性、物品可溯源性、公证防伪不可抵赖性、资金的安全性等日益迫切的问题,提出了基于云计算的物流区块链模型及区块链共识算法。分析传统物流交易流程及其交易模型存在的问题,提出利用云计算与区块链解决其存在不足的思路;根据云计算与区块链的技术特点,融合各自的优势,给出物流区块链和云物流区块链的定义,提出基于云计算的物流区块链模型。根据实用拜占庭共识算法的基本原理和云物流区块链模型,结合去中心化和不可抵赖性的要求,对物流区块链共识算法进行设计,并与原始实用拜占庭共识算法、优化MinBFT算法进行分析比较。该算法与PBFT、MinBFT、CloudPBFT等算法进行对比实验,实验结果表明该算法在节点大于3f+1时,节点越多,吞吐量越大,其吞吐量以及网络延迟时间皆优于PBFT、MinBFT、CloudPBFT等算法。因此,该算法是一种可靠而有效的,具有去中心化和不可抵赖性的物流区块链共识算法。     

基于区块链技术的动态数据存储安全机制研究

为解决攻击者对动态数据的篡改、伪造等潜在安全问题,提出了一种基于区块链技术的动态数据安全存储方案。首先,给出了动态数据存储安全问题的数学模型;其次,分析了共识终端最大化自身收益的局部行为与保障动态数据存储系统安全性和有效性整体目标的一致性;再次,设计了适用于动态数据存储安全的共识机制、实例系统所有权状态转移函数和动态数据存储体系结构;最后,分析了系统随机状态模型下动态数据存储区块链的质量特性和生长特性。分析结果表明,在核准加入方式下,该方案能够有效杜绝攻击者对“动态数据账本”的非授权改动,有效地提高了动态数据的可信度。     

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。     

针对主从多链的区块链集成共识机制研究

区块链技术作为数字货币的基础,实现了去中心化环境下的信任建立与价值传递.随着区块链技术在众多应用领域的深入,区块链所承载的数字资产呈现多元化、复杂化,信息数量的急速增长对区块链的性能提出了更高的要求.采用多链、跨链等技术的主从多链模型,缓解了传统单链模型的性能瓶颈,但现有的共识机制无法适用于主从多链.为此提出一种包含个...