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。     

基于区块链的云制造平台系统架构模型

现有云制造平台系统中普遍存在信息孤岛、信任度低和用户隐私威胁等问题。区块链是一种由分布式数据存储、P2P传输、共识机制、数字签名和加密算法等计算机技术实现的分布式记账系统,具有去中心化、集体维护性、不易篡改、匿名性和可追溯性等特点,能够有效化解当前难题。为此提出了基于双链架构的云制造平台系统架构模型的构想,设计了一种基于区块链交易的信息记录与查询验真机制,提出了一种云制造平台上利用区块链交易的新思路。     

基于区块链技术的去中心化应用——以学者网为例

文章旨在利用区块链技术解决中心化存储模式的弊端,基于中心化数据存储模式下的学者网平台,运用区块链技术实现用户行为数据信息的链上存储,消除中心化数据存储弊端的同时安全公开的存储用户行为信息,降低多方交互成本,提高多方交互效率。运用区块链技术实现用户积分交易,根据学生用户行为分发相应积分,积分可查且永久存储在该用户账号,保证了用户积分记录的透明存储,保障了用户的权益。此外,设计开发了区块链浏览器,提供区块信息查询功能。     

考虑用户隐私保护范围的物联网海量混合数据查询方法

以降低查询开销、保证物联网用户隐私安全为目标,提出考虑用户隐私保护范围的物联网海量混合数据查询方法。构建用户隐私保护范围的物联网海量混合数据查询方案,利用属性权威中心设置初始物联网参数,生成公开密钥和主密钥。认证中心认证数据拥有者和查询者的身份信息,并发放身份证书。数据拥有者通过G-CP-ABE加密算法加密混合数据文件,在代理服务器的协同下获取密文索引,数据查询者加密关键字。由代理服务器生成查询陷门,物联网查询服务商根据查询请求及访问权限,筛选加密数据传送给代理服务器进行解密。将解密结果传输至数据查询者,实现物联网混合数据查询。实验结果表明：该方法可有效加密物联网海量数据,解密密钥具有偏差时的解密数据并非原始数据,可有效保护用户数据安全,且查询开销较低。     

基于区块链对溯源数据的多方共享系统

溯源可以辨别产品的真伪也可对流动人员的行动轨迹进行监控, 但由于数据存储时的安全问题很容易导致查询到虚假信息. 为了确保数据的真实性和可靠性, 我们提出了基于区块链对溯源数据的多方共享系统. 所提出的架构采用星际文件系统与区块链存储相结合的方式处理溯源数据量大的问题, 这样不仅可以大大缓解数据的存储压力还可以对链上数据施加另一层保护. 在安全问题上, 采用区块链和安全多方计算协议相结合的方法, 处理系统对外非法侵、对内横向渗透和隐私泄露的问题.     

基于数字承诺的区块链交易金额保密验证方法

传统区块链交易中,隐私保护都是在匿名机制下加密用户的敏感信息,引入公正的第三方对交易明文信息进行验证,然而一旦第三方受到攻击,用户的交易信息便会被泄露,且在理性状态下不存在真正公正的第三方。为了能够更好地解决区块链交易中存在的隐私问题,针对交易者非匿名状态下的交易金额保密验证问题,采用PVC数字承诺协议,将交易金额隐藏在承诺中,并构造公开可验证的零知识证明方案,使验证者能在不获取交易敏感信息的情况下对交易的合法性进行保密验证。同时,利用椭圆曲线同态加密特性加密金额,进而解决交易者密文账本的更新问题。对所提出的隐私保护方案的正确性进行验证和分析,结果表明,与已有方案相比,所提方案具有计算复杂度相对较低、安全性强、高效等优点。     

融合双区块链的征信数据存储和查询方案

征信数据涉及个人的高度隐私,在收集和查询的过程中极易泄露或者收集到不真实的数据,征信数据的泄露会给被泄露人带来名誉损害和财产威胁等严重影响,为减少征信数据采集时用户隐私泄露、信息不对称、易篡改、易伪造和过中心化等问题,提出了一种融合双区块链的征信数据存储和查询方案,该方案由两条链组成,一条链用于存储多人的实时征信数据收...     

基于区块链的能源数据访问控制方法

针对能源互联网跨企业、跨部门的数据共享过程中存在的能源数据易篡改、泄密、数据所有权争议的问题,结合区块链可追溯、难以篡改等特点,提出一种基于区块链多链架构的能源数据访问控制方法,在保护用户隐私的同时实现了能源数据跨企业、跨部门的访问控制。该方法中采用监管链与多数据链相结合的方式保护了数据的隐私,提高了可扩展性;使用链上存储数据摘要、链下存储原始数据的方式缓解了区块链的存储压力;通过支持外包的多授权属性加密技术实现了对能源数据的细粒度访问控制。实验仿真结果表明,所提方法的区块链网络具有可用性而且该方法中支持外包的多授权属性加密技术在功能性及计算花销方面具有优势,因此所提方法可以在保护用户隐私的同时实现能源数据的细粒度访问控制。     

面向金融活动的复合区块链关联事件溯源方法

现有区块链系统多采用平等挖矿模式,所有记账人(实体)将账本记录在单一主链上,数据存储具有随机性,且在复杂或分类金融场景下,主链数据难以关联或规律存储,导致存储及查询效率很低;同时,现有区块链系统中事件溯源大多只查询到源区块,不能判识实体间的隐含关联,查询具有局限性.针对这些问题,提出一种复合区块链关联事件溯源方法.该方...     

基于区块链的分布式离链存储框架设计

随着分布式存储技术的不断发展,越来越多的企业、政府机构用户将数据保存在云端,实现大数据的分布式存储和数据资源共享。区块链技术的去中心化、可追溯、不可篡改、数据一致性等特点,为解决云存储存在的隐私和安全挑战问题带来了新的契机。文章提出了一种基于区块链的分布式离链存储框架。在区块链中部署区块节点和存储节点,其中区块节点用于执行底层区块链运行机制,存储节点用于存储数据和文件,通过将区块和存储功能区分开实现了离链存储,保证了区块链的运行效率。此外,文章还提出了一个使用基于经典数据占有机制的全局交互验证方法,以确保数据文件的分布、可靠和可证明的存储。用户向区块链中添加区块(存储文件)时会触发公平挑战机制的审核机制,从而隐式验证离链存储的所有文件是否完整。     

基于三链的艺术品区块链存证溯源模型

针对现有艺术品流通信息不透明、中心化交易权限不对称等问题,提出一种基于三链的艺术品区块链存证溯源模型.首先,针对艺术品信息单条数据量大的特点,提出基于区块链的对称可搜索加密算法,并结合星际文件系统对艺术品流通记录进行链上链下安全存储.其次,对于艺术品信息有效数据日渐增长的特点,提出基于区块链的倒排快速查询溯源算法,帮助数据用户实现快速溯源定位.同时,首次提出虚假信息联盟链存储失实艺术品流通记录,实现对虚假信息的处理.最后,实验验证了模型的大数据安全存储、快速查询溯源可行性.实验表明该模型可行,查询方法有效.     

Blockchain assisted encryption scheme for intellectual share estimation using medical research data

Recently, blockchain utilization with advanced encryption and decryption has gained improved attention over diverse applications. Especially in the medical field, big data storage requires an effective medium for managing user data with high confidentiality. The existing research presents diverse encryption algorithms, but certain drawbacks include sensitive information leakage, ineffective data integrity verification, and increased computational cost and time. The proposed work develops an effective blockchain mechanism for secured data storage to conquer these limitations. This article secures the medical research data from different team members for intellectual share estimation. Initially, the registration process involves user details such as name, contact number, age and so on. Next, a digital signature is generated for every registered user using the SHA-256 hash algorithm. During data uploading, the data is encrypted using elliptic curve Diffie Hellman encryption scheme to promote security. The audio and video files are stored in inter planetary file system, and texts are stored in the blockchain. The users can retrieve the stored data from the blockchain using the encryption key. The identities and associated public keys are verified using a smart contract to validate the user certificate. Next, a decision form is made to show the polling mechanism using item preference ranking for other users viewing the data. The proposed mechanism ensures intellectual shares for all the users associated with a specified project. The performances are analyzed using PYTHON, and the encryption time obtained in the proposed model is 0.85 s at 140 security bit level.     

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。     

边缘计算中基于区块链的轻量级密文访问控制方案

密文策略属性基加密(ciphertext-policy attribute-based encryption, CP-ABE)技术可以在保证数据隐私性的同时提供细粒度访问控制.针对现有的基于CP-ABE的访问控制方案不能有效解决边缘计算环境中的关键数据安全问题,提出一种边缘计算环境中基于区块链的轻量级密文访问控制方案(blockchain-based lightweight access control scheme over ciphertext in edge computing, BLAC).在BLAC中,设计了一种基于椭圆曲线密码的轻量级CP-ABE算法,使用快速的椭圆曲线标量乘法实现算法加解密功能,并将大部分加解密操作安全地转移,使得计算能力受限的用户设备在边缘服务器的协助下能够高效地完成密文数据的细粒度访问控制;同时,设计了一种基于区块链的分布式密钥管理方法,通过区块链使得多个边缘服务器能够协同地为用户分发私钥.安全性分析和性能评估表明BLAC能够保障数据机密性,抵抗共谋攻击,支持前向安全性,具有较高的用户端计算效率,以及较低的服务器端解密开销和存储开销.     

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。     

基于区块链的可信制造供应链溯源框架设计

针对传统制造业供应链管理信息不透明、数据流易窜改以及追溯能力不足等导致的供应链组织间缺乏信任、机会成本增加的问题,利用区块链技术设计了可信制造供应链溯源框架（trusted manufacturing supply chain traceability,TMSCT）。首先,设计了一种主从链协作机制,帮助用户在保护隐私的同时进行可信合作;其次,通过链上链下存储模式减轻分布式节点的存储压力;此外,基于布隆过滤器与Merkle树构建B-Merkle 树,以快速判断当前区块是否包含目标数据。实验结果表明,B-Merkle树可以有效降低查询请求的平均处理时延,所提框架在数据存在性判断、隐私保护、灵活性和缓解节点存储压力方面相比现有解决方案具有更好的表现。     

基于OT的多方匿名身份查询协议

多方数据源的隐私信息安全检索是网络安全中亟待解决的问题,不经意传输技术的特点是能够保证各个参与方的数据安全,因此将不经意传输技术与密码学中的同态密码及对称密码相结合,设计了一种多方数据源匿名查询协议。首先,基于不经意传输的思想设计了一种三方匿名查询协议,给出了协议的模型及协议的具体流程。其次,对协议的正确性与安全性进行了证明与分析。最后,将三方匿名查询协议扩展到多方查询协议,并将其应用于数字产品交易中黑名单用户的验证,解决了在网络安全交易过程中买家用户恶意交易问题。实验数据表明,该算法在保证各方数据安全的情况下查询结果正确且效率高。     

存储容量可扩展区块链系统的高效查询模型

区块链技术是目前计算机领域的研究热点,其实现了去中心化,并且能够安全地存储数字信息,有效降低现实经济的信任成本.提出一种区块链存储容量可扩展模型的高效查询方法——ElasticQM.此查询模型由用户层、查询层、存储层和数据层这4个模块组成.在用户层,模型将查询结果缓存,加快再次查询相同数据时的查询速度;在查询层,模型采用容量可扩展区块链模型的全局查询优化算法,增加了查询超级节点、查询验证节点和查询叶子节点这3种节点角色,提高了查询效率;在存储层,模型改进了区块链的容量可扩展模型ElasticChain的数据存储过程,实现了存储的可扩展性,并减少了占用的存储空间;在数据层,提出一种基于B-M树的区块链存储结构,并给出了B-M树的建立算法和基于B-M树的查找算法,基于B-M树的存储结构,区块链会在进行块内局部查找时提高区块链的查询速度.最后,通过在多节点不同数据量的区块链中查询的实验结果表明,ElasticQM查询方法具有高效的查询效率.     

面向时空数据的区块链研究综述

时空数据包括时间和空间2个维度,常被应用于物流、供应链等领域。传统的集中式存储方式虽然具有一定的便捷性,但不能充分满足时空数据存储及查询等要求,而区块链技术采用去中心化的分布式存储机制,并通过共识协议来保证数据的安全性。研究现有区块链1.0、2.0和以Block-DAG为代表的3.0体系架构及性能特点,分析三代区块链架构应用于时空数据时的性能支持度、优化方式以及局限性,并对区块链技术在时空数据领域的应用前景、存在的问题和未来的研究方向进行展望。     

SMT: 一种区块链上适用于流数据高效认证的数据结构

认证数据结构(authenticated data structure, ADS) 解决了数据外包存储场景下服务器的不可信问题, 用户通过ADS可以验证不可信服务器返回查询结果的正确性与完整性, 但数据拥有者的安全性难以保证, 攻击者可以篡改数据拥有者存储的ADS, 破坏对查询结果的完整性、正确性验证. 数据拥有者将ADS存储在区块链上, 借助区块链的不可篡改性, 可以解决上述问题. 但现有ADS实现方案在区块链上维护成本较高并且大部分只支持静态数据的可验证查询, 目前缺少一种针对区块链设计的高效ADS. 通过分析智能合约的gas消耗机制与基于传统MHT的ADS的gas开销, 提出一种新型ADS认证结构SMT, 实现对流数据的高效可验证查询, 并且在区块链上具备更低的gas消耗. 从理论及实验出发, 验证了SMT的高效性, 通过安全性分析, 证明了SMT的安全性.