区块链赋能的高效物联网数据激励共享方案

近年来,随着大量设备不断地加入物联网中,数据共享作为物联网市场的主要驱动因素成为了研究热点.然而,当前的物联网数据共享存在着出于安全顾虑和缺乏激励机制等原因导致用户不愿意参与共享数据的问题.在此背景下,区块链技术为解决用户的信任问题和提供安全的数据存储被引入到物联网数据共享中.然而在构建基于区块链的安全分布式数据共享系统的探索中,如何突破区块链固有的性能瓶颈仍然是一个关键挑战.为此,本文研究了基于区块链的高效物联网数据激励共享方案.该方案首先提出了一个高效的区块链物联网数据激励共享框架,称为ShareBC.ShareBC利用分片技术构建能够并行处理数据共享交易的异步共识区,并在云/边缘服务器上和分片异步共识区上部署高效的共识机制,从而提高数据共享交易的处理效率.然后,为激励物联网用户参与数据共享,提出了一种基于智能合约实现的层次数据拍卖模型的共享激励机制.该机制解决了物联网数据共享中涉及的多层数据分配有效性问题,能够最大限度地提高整体社会福利.最后,实验结果证明了该方案的经济效益、激励兼容性和实时性以及可扩展性,且具有较低的计算成本和良好的实用性.     

基于区块链的可信数据共享方案设计

针对数据共享时的隐私安全问题,提出一种基于区块链的可信数据共享方案。将星际文件系统和区块链技术结合,在可靠存储数据的同时降低区块链的存储负担。基于高级加密标准和密文策略属性基加密技术,提出双阶段数据访问控制机制,通过设置访问策略限定数据共享范围。利用智能合约对数据进行全生命周期管理,提高数据共享效率。对方案进行性能测试和安全性分析,实验结果表明,所提方案具有可行性,能够有效保护数据隐私安全。     

基于联盟区块链的电子病历系统模型研究

本文通过研究联盟区块链技术,结合医疗健康信息集成规范IHE,探讨对跨区域电子病历共享模型研究方法,构建了基于联盟区块链的电子病历系统模型,设计系统的四个智能合约。区块链存储患者关键医疗和交易记录,采用了改进的PBFT共识算法,该算法适用于P2P网络且能耗较低;医疗机构作为联盟成员互联互通,自动执行智能合约,通过授权可以共享和交换患者的完整病历信息。这个跨平台、安全可靠的医院间电子病历共享模型,对医疗大数据背景下共享医疗资源和提升医疗系统的服务质量有重大的现实意义。     

基于区块链的智能安防社区可信数据共享方法

当前智能安防社区数据共享方法在共享过程中吞吐量减少,增加数据共享时延,提出一种基于区块链的智能安防社区可信数据共享方法。分析智能安防社区可信数据共享区块链网络结构,确定联盟链的共识过程,优化区块链中私有链的识别算法,设计数据共享完整性校验机制,对完成共享的数据完整性进行校验。为验证所提方法的有效性,设计了性能分析实验,结果表明,提出的基于区块链的智能安防社区可信数据共享方法与目前使用的基于边缘计算的安全监管数据共享方法相比,在提升数据吞吐量参数方面具有一定的优势,提升数据共享性能。     

基于集成信用度评估智能合约的安全数据共享模型

区块链技术是一种新兴技术,它具备防篡改、去中心化、分布式存储等特点,可以有效地解决现有数据共享模型中隐私安全、用户控制权不足以及单点故障问题.本文以电子病历(Electronic health record,EHR)共享为例提出一种基于集成信用度评估智能合约的数据共享访问控制模型,为患者提供可信EHR共享环境和动态访问...     

结合区块链技术的改进K-匿名激励机制方案

在基于位置服务中,[K]-匿名激励机制可以激励移动用户帮助其他用户实现[K]-匿名位置的隐私保护。然而,目前的[K]-匿名激励机制方案存在过度中心化、易单点失效、用户参与积极性不足等问题。当前,基于区块链的智能合约技术具有去中心化、安全性高、可验证等特性,可用来有效构建可编程金融,为解决[K]-匿名激励机制存在的问题提供了新思路。该方案结合区块链智能合约技术与改进的[K]-匿名激励算法,基于以太坊实验环境开发了[K]-匿名激励机制系统,将公有区块链中通用代币作为激励发放给参与用户,提出了一种可以提高参与用户积极性的保证金准入机制。相较于相关工作,改进后的激励算法在[K]-匿名组合生成方面节省了30%~40%的时间开销,该算法由智能合约实现,合约在区块链上自动执行,从而保证激励机制的安全性及可信性。     

智能合约安全综述

区块链为构建社会价值传递和信任机制提供了一种新的技术。区块链的快速发展促进了智能合约与人工智能、大数据、物联网等技术的深入融合,其安全性受到重点关注。近几年,区块链与智能合约安全研究取得了较大进展,基于区块链智能合约,对智能合约的运行机制、链上安全和链外安全的最新相关研究成果进行归类、分析、比较、总结和讨论,并展望了智能合约安全性的研究方向和趋势。     

基于区块链的商业数据共享模型

针对现有商业数据管理中存在的安全隐患和无法共享等问题,提出一个基于区块链的商业数据共享模型.通过区块链智能合约技术实现商业数据中心身份认证和商业数据的所有权确定;通过星际文件系统等技术,实现商业数据的保护、共享等基本操作;通过联盟中心和公有区块链相结合的方式,在保障商业数据安全的前提下降低成本.该模型具有去中心化、不可篡改、安全共享等特性,有益于促进商业数据管理的转型升级.     

基于区块链的水利数据共享平台开发与应用研究

针对水利政务各部门存在业务纵向独立,跨部门数据共享与业务协同困难等问题,为提升水利政务办事效率与群众满意度,研究并实现一种基于区块链技术的水利数据共享平台。利用区块链分布式共享、不可篡改等特性,将水利数据去中心化存储;采用应用服务与数据管理分离的架构模型与一致性访问接口,解决各水利应用间的数据共享问题;结合智能合约与数字签名技术,实现数据访问与共享的去信任化和智能化。该研究已应用于围绕电子采砂证照的水利数据共享场景中,应用分析表明：平台可实现水利数据去中心化存储与访问,实现水利数据的跨部门安全可信共享,提高水利政务协同工作效率,研究成果可为各地方、 部门和层级间政务数据的安全互通起示范作用。     

FedSharing：一种双区块链激励驱动的数据分享联邦学习框架

联邦学习（federated learning,FL）能够在不丢失数据所有权的同时依托隐私保护技术实现安全的分布式模型训练,但是其也具有中心化、缺乏公平激励等问题。区块链（blockchain）本质上来说是一种分布式数据库,具有去中心化、信任公证等特点,但是其也具有网络吞吐量小、资源浪费等关键问题。针对上述技术方法的问题与特点,提出了一种双区块链激励驱动的数据分享联邦学习框架,称为FedSharing。分别构建主链与侧链：主链使用交易封装联邦学习中交换的全局参数,同时结合链上智能合约和链下扩容技术建立梯度状态通道;侧链提出了一种新型的修正Shapley值工作量证明算法（PoFS）,修正传统Shapley值计算中成员平等性前提,将联邦学习中成员合作历史诚信度这一影响联盟利益的因素纳入考量。测试结果表明：梯度状态通道较智能合约去中心化方案每轮次时间平均降低4~5 s,PoFS共识下激励分配比例更符合公平实际。     

Efficient Blockchain-Empowered Data Sharing Incentive Scheme for Internet of Things

In recent years, with many devices continuously joining the Internet of Things (IoT), data sharing as the main driver of the IoT market has become a research hotspot. However, the users are reluctant to participate in data sharing due to security concerns and lacking incentive mechanisms in the current IoT. In this context, blockchain is introduced into the data sharing of IoT to solve the trust problem of users and provide secure data storage. However, in the exploration of building a secure distributed data sharing system based on the blockchain, how to break the inherent performance bottleneck of blockchain is still a major challenge. For this reason, the efficient blockchain-based data sharing incentive scheme is studied for IoT. In the scheme, an efficient data sharing incentive framework based on blockchain is proposed, named ShareBC. Firstly, ShareBC uses sharding technology to build asynchronous consensus zones that can process data sharing transactions in parallel and deploy efficient consensus mechanisms on the cloud/edge servers and asynchronous consensus zones in sharding, thus improving the processing efficiency of data sharing transactions. Then, a sharing incentive mechanism based on a hierarchical data auction model implemented by a smart contract is presentedto encourage IoT users to participate in data sharing. The proposed mechanism can solve the problem of multi-layer data allocation involved in IoT data sharing and maximize the overall social welfare. Finally, the experimental results show that the proposed scheme is economically efficient, incentive-compatible, and real-time, with scalability, low cost, and good practicability.     

基于演化博弈的领先用户知识共享行为激励机制

针对用户创新社区中未考虑企业激励机制对领先用户知识共享行为影响的问题,提出一种基于演化博弈的领先用户知识共享行为激励机制。首先,将企业和领先用户作为博弈主体,分别构建企业未采取激励措施和企业采取激励措施条件下的演化博弈模型;其次,分别对两个模型进行局部稳定性分析,以探讨系统的动态演化过程与演化稳定策略;最后,通过计算机模拟仿真,对比两种条件下领先用户知识共享行为的演化结果,分析领先用户知识共享行为的影响因素及最佳激励策略。实验结果表明,企业采取激励措施可以有效促进领先用户的知识共享行为,并且将激励分配系数控制在一定范围内时系统将达到最佳的稳定状态;最佳激励分配系数大小由知识共享成本、知识搜索成本及额外成本共同决定;知识共享成本、知识搜索成本以及激励分配系数会显著影响领先用户知识共享行为的水平。     

区块链下的仓单质押银企演化博弈分析

随着中小企业仓单质押融资过程中的仓单造假、违约现象的频发,银行面临的监管压力也逐渐增大,银企之间的矛盾难以得到解决。区块链技术的产生为银行的监管提供了便利,它能够实现交易信息的共享,使得融资更加透明化。建立了银行和中小企业双方的演化博弈模型,根据演化相位图中均衡点的位置,计算和分析了信息共享因素和区块链技术因素对模型的影响,探讨双方的决策变化及演化路径,通过MATLAB进行数值仿真分析,进一步验证了计算结果的可靠性,最终结果表明信息共享激励和区块激励等因素会促使银行选择区块链监管,而信息共享风险和区块链成本等因素则相反,最后针对演化博弈模型的结果提出了一些相应的建议。     

基于区块链的航运联盟运力共享利益分配机制研究

航运联盟成员在运力合作时,在数据共享和信任方面的协同存在一定障碍,导致联盟利益最大化的目标难以实现,而区块链的去中心化、共识机制、智能合约、分布式账本等特点可以保障联盟利益分配的公开透明,无法窜改.因此,以联盟成员之间的舱位互租为研究内容,将博弈论、数学规划思想和区块链技术结合构建利益分配机制,实现舱位在成员之间的合理分配和联盟利益的最大化.最后,通过区块链的Hyperledger Fabric技术结合算例进行模拟,验证基于区块链的利益分配机制模式比传统模式更有利于联盟内部合作.     

基于区块链的公平性联邦学习模型

为解决典型联邦学习框架在训练样本数据分布不均衡情况下产生的聚合模型对各个客户端模型不公平的问题,结合区块链的去中心化、不可篡改性以及智能合约的特点,提出基于本地数据特征的公平性联邦学习模型,以实现数据分布差异的客户模型可信安全共享。多个客户端通过区块链上传本地参数以及信用值,利用区块链的共识机制选择信用值最高的区块进行模型聚合,在模型聚合过程中按照节点信用依次进行融合,并根据区块链记录工作节点的本地模型参数作为证据,完成整体模型参数的聚合任务,在此基础上通过广播下传当前聚合模型参数,模型利用区块链的共识机制可降低参数在传输过程中所面临的安全风险。在开源数据集上的实验结果表明,该模型相较FedAvg模型训练精度提高40%,不仅能够优化非独立同分布下的模型训练精度,同时可以防止中间参数传输信息泄露,保证了多个客户端的利益与安全隐私,从而实现具有隐私保护的公平性模型。     

基于区块链的5G物联网数据共享方案

海量的物联网数据拥有巨大价值,而现有基于云的数据共享机制,面临单点故障、内部泄露等问题,无法确保用户数据的安全共享。为实现高效可信的数据共享,利用区块链技术,提出了基于区块链的5G物联网数据共享方案。该方案首先设计了数据共享框架和数据共享流程;然后基于闪电网络方案,提出了面向物联网数据共享的链下交易机制。实验分析表明,基于区块链的5G物联网数据共享方案具有较强的抗攻击能力;基于闪电网络的交易机制,能够大幅提高交易吞吐量、降低交易时延。     

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得到充分发展。该研究创新点在于响应工信部和国家应急处置中心要求,设计一种合法、合规的区块链网络共享模型,并对其网络安全特征进行分析研究。     

有限理性下知识团队知识共享的演化博弈分析

为提高知识团队成员共享知识的意愿,通过运用演化博弈论,对知识团队知识共享的内在机理与动态演化过程进行了分析.结果表明,影响知识团队知识共享的因素有知识员工的知识拥有量差距、风险系数、知识共享度、互补性知识比例、激励系数、协同性影响程度等,通过调整这些参数的大小,可以有效提高知识团队成员选择知识共享策略的概率.     

基于条件代理重加密的跨链数据共享方案

目前区块链大多属于异构链,信息孤岛问题严重,所以如何打破区块链垂直发展的封闭状态和实现链间互联互通一直是区块链的研究热点。针对联盟链之间数据共享难、互操作性差和存储压力大等问题,提出一种基于条件代理重加密的跨链数据共享方案。从各联盟链中选出高信用节点充当公证人并组成公证链,作为跨链共享的媒介;引入星际文件系统实现混合存储,减小存储压力;随机确定一位公证人作为代理者,执行条件代理重加密操作实现链间共享密文的状态转变;通过信用约束和激励策略,规范公证人的行为和提高各链节点参与数据共享的积极性。理论分析和实验结果表明,提出方案在跨链数据共享方面更安全可靠,具有较高的跨链交互效率和较低的存储开销。