区块链技术在地学数据共享中的应用可行性分析

地学数据共享是地学研究的重要内容,也是挖掘地学数据、避免地学数据重复采集的重要途径,是现代数据密集型科研范式下地学研究的重要基础,因此,如何打破地学数据“孤岛”、实现不同地学数据便捷获取、保障数据安全、提升和扩展地学数据贡献者权益保护是地学数据共享中急需解决的问题。区块链技术的兴起,为地学数据价值外化途径扩充、提升数据安全和地学数据贡献者权益保护带来了新的可能。在系统梳理地学数据共享现状、存在问题、区块链基本原理、特点、底层架构以及应用现状的基础上,探讨区块链技术在地学数据共享中的应用可行性以及应用场景,阐述区块链技术在地学数据共享中的应用挑战,以期为地学数据共享领域区块链相关研究与应用提供参考。     

基于区块链的数据安全共享与受控分发技术研究与实现

数据共享与数据分发是社会发展的必然趋势,与此同时,由数据共享引发的安全问题同样需要关注。区块链具有可溯源、不可篡改的特性,可以有效解决传统数据共享与分发方案带来的单点故障问题,同时保护数据安全。文章提出一种基于区块链和密码学的数据安全共享与受控分发模型,模型包括数据上传算法、数据共享算法和数据分发算法,采用IPFS存储数据,利用区块链记录数据从上传到共享与分发的整个过程,具有良好的可追溯性,可充分保障数据的安全。     

基于大数据的分布式社会治理智能系统

近年来,推动社会治理的协同化、智能化,完善共建共治共享的社会治理制度,是国家的重要发展方向.数据作为一种生产要素,在社会治理中起着愈发关键的作用.如何实现多方海量数据的安全查询、协同管理、智能分析,是提升社会治理效果的关键问题.在新冠疫情防控等重大公共事件中,分布式社会治理面临着安全计算效率低、多方可信协同差、复杂任务决策难的三大挑战.针对以上挑战,基于安全多方计算、区块链技术与精准智能理论,提出了一种基于大数据的分布式社会治理智能系统.所提出的系统能够支撑社会治理的各类应用,为新时代社会治理水平的提升提供决策支撑.     

区块链技术在司法数据共享应用中的可行性探索

在数字信息化发展的时代,司法机关每天产生大量的电子数据,在数据共享方面一定程度上提高了工作效率,但与此同时也暴露出数据信任和数据安全等方面的问题。区块链技术的分布式、防篡改、可追溯的特点,能够较好地解决这些问题。围绕区块链技术在司法领域数据共享应用可能的情况展开研究,讨论司法数据共享的现实问题和区块链技术的可行性,并对实际司法业务应用进行分析,提出目前存在的问题,并从加强制度设置保障、提高顶层设计的认识、提升区块链技术应用意识和培养专业团队等方面给出建议。     

区块链技术在物联网中的应用与前瞻

随着物联网系统的迅速发展,越来越多设备和参与方加入到系统中.但是,大多数现有系统采用中心化的管理方式,在可扩展性、数据安全与隐私性、多方协作、数据共享方面面临诸多挑战.区块链技术是一种结合数字加密、分布式计算的点对点分布式记账技术,具有去中心化、不可篡改、可验证、可追溯等特性,为物联网系统面临的安全、协作和信任问题提供了解决方案.论文阐述了物联网系统前存在的挑战,分析了区块链在这些应用场景下的优势特性,并对区块链在物联网领域的应用解决方案做了对比和归纳,对区块链+物联网应用具有一定的借鉴意义.     

基于区块链的分布式无人机数据安全模型

针对无人机协同作业信息安全和数据通信问题,提出一种基于区块链的分布式无人机数据安全模型。首先,利用轻量化加密技术重构无人机区块链结构,设计适用于物联网边缘计算场景的分布式区块链网络模型;然后,调用智能合约实现区块链数据的安全共享,并结合信誉评估方案和代理权益证明思想,提出融合共识协议的的工作量证明方法完成数据交易。实验结果表明：作为数据安全共享实例,所提方法可使受攻击的无人机信誉值降至不可信任状态,并在不同攻击模式下的能够有效抑制恶意攻击,执行自适应工作量证明的共识算法的正常节点交易率可提升3-4倍,为无人机数据共享提供了安全保障。     

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.     

基于属性基加密的区块链数据共享模型

为确保当前区块链数据共享机制中的隐私保护及数据安全,受属性基加密技术能够有效实现云上数据安全共享与访问控制的启发,提出了基于属性基加密的区块链数据共享模型.该模型基于Waters所提出的密文策略属性基加密(CP-ABE)方案,首先,在私钥生成阶段,数据使用方委托多个节点参与联合计算并存储部分私钥,其他数据使用者则不可获取完整密钥,从而提升了私钥的生成效率;其次,为防止密钥滥用及算法中参数的管理,定义了一种密钥传递事务数据结构,实现了CP-ABE算法的可追责性;最后,通过构建具有链上链下协同计算与存储功能的共享链,实现了属性基加密与区块链系统的有效融合.安全性分析和实验仿真结果表明,所提模型在密钥生成计算效率和实际业务场景方面有一定的优化,满足工程应用的需要.     

基于区块链的装备数据存储和共享技术研究

针对区块链技术特点和我国军事装备数据特点,并结合信息系统现状,围绕解决各类系统林立、数据物理分散,缺乏顶层规划、数据标准不一,管理职责不明、数据共享困难等重点、难点问题,对基于区块链的装备数据存储技术和基于区块链装备大数据共享技术进行了初步探索研究。提出后续研究的重点,为区块链技术在军队的应用研究做出初步的理论探索和一定的技术积累。     

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。     

基于区块链的电子医疗记录安全共享

针对电子医疗记录（EMR）共享面临的数据提供商集权化、患者数据管理显被动、互操作效率低、恶意传播等问题,提出一种基于区块链的电子医疗记录安全共享方法。首先,基于商用密码SM2数字签名算法提出一种更加安全高效的泛指定验证者签名证明（UDVSP）方案;然后,设计具有上传、验证、检索、撤销等功能的智能合约,构造基于区块链的电子医疗记录安全共享系统;最后,通过安全性分析和性能分析论证UDVSP方案和共享系统的可行性。安全性分析结果表明,所设计的UDVSP方案满足可证明安全性。性能评估结果表明,与现有常用的UDVSP/UDVS方案相比,节省至少87.42%的计算开销和93.75%的通信代价。区块链智能合约原型系统的仿真结果进一步论证了共享系统的安全性和高效性。     

基于区块链的工业互联网标识公共服务应用初探

[目的]通过在分布式的区块链网络上不可篡改地处理标识公共服务应用涉及的主数据模型、知识图谱模型、关键主数据,为跨行业和行业内的公共服务应用提供更加安全可信的标识服务,从而打造更加可信的工业互联网.[文献范围]文章重点调研国内外标识及区块链关键技术、基于标识和区块链的跨领域关联研究,以及面向标识服务进行的区块链建设应用,...     

基于区块链的可溯源政务大数据共享方法研究

政务服务跨域协作是政府数字化转型和跨域治理相结合所催生的新型治理模式,是政务服务治理的价值目标。由于政府各部门的具体业务和功能不同,各部门都有一套独立的数据管理系统,且各信息化系统存储多样、数据格式复杂、业务流程各异。如何安全可靠地实现各个部门之间的数据共享已成为一项研究难点。传统政务数据共享通常采用集中式共享模式,该模式容易引发数据隐私泄露、部门权限混乱、单点故障等一系列问题。为解决上述问题,该文提出了一种属性基加密与区块链结合的政务数据共享方案。首先,由数据拥有者制定访问控制策略,对数据请求者的属性进行限制;然后,利用子集覆盖技术,实现数据安全共享中的细粒度访问控制及密钥更新,结合线性秘密共享,以实现访问策略的完全隐藏,采用星际文件系统分布式网络存储对称加密后的密文,以缓解区块链系统的存储压力;最后,利用 Keccak 算法对检索数据密文的哈希值进行重加密,实现数据的完整性验证。通过安全性分析和相关实验可知,该文所提方案在安全性和效率方面均能满足政务数据安全共享的需求,可实现政务数据的高效、安全和可溯源共享。     

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.     

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...     

ERSChain: Towards secure and flexible educational resource sharing using consortium blockchain and revocable ciphertext-policy attribute-based encryption

Sharing high-quality educational resources has become an effective way to promote educational equity. The traditional educational resource sharing platforms using centralized storage architecture have security issues. Recently, many studies use blockchain to achieve secure sharing of educational resources. However, the existing blockchain-based educational resource sharing schemes only use blockchain as a storage tool, and have issues such as low sharing efficiency, without considering copyright security, and lack of a trusted sharing environment, which prevents the large-scale sharing of educational resources. In response, we propose ERSChain, a novel blockchain-based educational resources sharing solution. First, we put forward a hybrid storage method that keeps the hash value of resource in the blockchain and stores the encrypted resource in the off-chain, which can alleviate the storage and computing pressure brought by massive educational resources while ensuring the integrity of resources. Second, we construct an efficient revocable ciphertext-policy attribute-based encryption algorithm to implement flexible access control and an outsourced decryption algorithm to achieve greater efficiency. Obtaining access to educational resources is possible when user's attributes meet the access policy and the user's identity does not exist in the revocation list. Third, we put forward a credit mechanism to adjust the user's credibility and a credit-based consensus mechanism to maintain the trusted sharing environment. Finally, security analysis and plentiful of experiments demonstrate that our proposed ERSChain achieves security assurance, has better applicability than similar works, and enables large-scale sharing of educational resources.     

面向数据保护的区块链物联网边缘卸载策略

物联网（IoT）设备的广泛应用带来了数据安全性和完整性的挑战。针对这一问题,研究提出了一种区块链物联网边缘卸载策略,专注于数据保护。该策略通过将IoT设备数据上传至区块链,利用其不可窜改性和可追溯性来保障数据安全。鉴于区块链的工作量证明（PoW）共识算法在数据验证和区块添加方面的高计算资源需求,该策略采用边缘计算技术,将PoW共识过程卸载至边缘服务器执行。进一步地,设计并实现了一个多目标边缘卸载算法（multi-object edge offloading algorithm,MEOA）,以寻找最优卸载策略,动态调整PoW共识难度,实现系统安全性与运行效率的平衡。仿真实验结果显示,该策略相比其他卸载策略,在提高IoT设备数据上链效率、降低时间和能耗成本方面表现优异,同时确保了数据安全性和完整性。     

基于区块链的联邦学习技术综述

联邦学习与区块链在应用领域、架构特点、隐私保护机制等方面具有很强的共性、互补性和契合度,近年来,一些研究与应用将两种技术结合起来,在数据隐私保护强度、数据共享激励机制、计算性能等方面取得了不少进展.为了帮助研究者掌握联邦学习结合区块链的最新研究成果与发展方向,对基于区块链的联邦学习进行了综述.首先,介绍了联邦学习技术的相关研究和存在的不足;其次,详细讨论了当前基于区块链的联邦学习的相关研究,重点从架构特点、资源分配、安全机制、激励机制等方面进行了分析;最后,总结了基于区块链的联邦学习应用在人工智能领域的未来发展趋势和需要关注的问题.     

基于区块链的电子医疗病历共享方案

针对当前各医疗相关机构间数据共享困难、数据隐私易泄露等问题,提出了一个基于区块链的电子医疗病历（EHR）共享方案。首先,基于区块链不可篡改、去中心化、分布式存储的特点,设计了基于区块链的EHR数据共享模型,采用区块链网络和分布式数据库共同存储加密的EHR及相关访问控制策略,防止EHR数据被篡改和泄露;其次,将分布式密钥生成（DKG）技术与基于身份的代理重加密（IBPRE）技术相结合,设计了数据安全共享协议,协议使用委托权益证明（DPOS）算法选取代理节点,重加密EHR,实现单对用户间的数据共享。安全性分析表明,所提方案能够抵抗身份伪装和重放攻击。仿真实验与对比分析表明,DPOS算法的效率高于工作量证明（POW）算法,略低于实用拜占庭容错（PBFT）算法,但所提方案去中心化程度更高,耗费算力较小。     

Theoretical and practical applications of blockchain in healthcare information management

A primary objective of blockchain technology is to address information security and efficiency issues related to existing information sharing systems. For the sharing of health records, little is known about the application of blockchain in management information systems. There are strict regulations for sharing health information due to insecure systems and privacy concerns. To significantly and effectively improve medical diagnosis, it is beneficial to have efficient, reliable, and accurate accessibility to a patient's full medical history. Due to concerns with the security of health systems and privacy concerns, medical histories are not always accessible to healthcare providers. To help increase accessibility options, this research proposes a blockchain-based model that facilitates sharing medical records in a manner that is beneficial to both healthcare providers and patients. Social exchange theory provides the theoretical support for the conceptual model presented. Experimental findings based on 151 participants revealed that the blockchain technology can provide a secure information system and increase patient motivation to share medical records. To show the applicability of the proposed use of blockchain from a practical managerial perspective, we show feasibility by developing an Android software application.