关键词： 区块链   不同权力结构   跨境供应链   决策  

摘要： 随着互联网时代的到来,跨境电商已成为当今数字化经济中促进国际贸易往来的重要枢纽。近年来,世界公共卫生事件、国际贸易冲突不断,但在多方政策支持、海外仓备货及区块链技术的赋能下,跨境电商仍在艰难环境中保持着增长态势,已然成为助推我国外贸转型升级的主要抓手。跨境物流及产品真实性是影响跨境电商发展的两大关键因素。一方面,海外仓提供了一种新的跨境物流模式,它可以有效解决跨境物流体系的痛点,但碍于出口商和跨境电商平台在跨境供应链中的主导地位,海外仓的话语权受到较大限制,定价也不够合理。另一方面,跨境电商产业链条长且复杂、环节较多,产品品质较难保障,许多跨境电商决策主体纷纷采用区块链技术解决消费者对产品真假性的敏感度的问题,但引用区块链技术的成本与收益矛盾拓需解决。因而,将区块链技术纳入跨境供应链体系,考察其应用价值及不同权力结构下供应链各成员的定价问题更具现实意义。因此,本文将消费者对产品真实性的敏感度纳入跨境供应链体系,研究对跨境电商出口商(默认为制造商)和第三方海外仓服务商的决策行为及跨境供应链整体运作的影响,运用博弈论方法,分析不同权力结构下供应链成员的决策行为,通过构建利润函数及最优化求解求得最优定价决策;同时,对不同权力结构下采用与不采用区块链技术进行比较,探讨区块链技术的应用价值。首先,考虑跨境供应链不同决策主体地位不同,分别构建第三方海外仓主导、出口商主导及权力均衡的三类权力结构,在每种权力结构下,针对采用与不采用区块链技术两情形,建立博弈模型并通过最优求解法求得最优决策结果。研究发现:单位产品使用区块链的技术成本过大,将会抑制决策者采用区块链技术的积极性;当单位产品使用区块链的技术成本小于某阈值时,三种权力结构下,决策者都将采用区块链技术,此时决策者收益最大、消费者可获得最优的海外仓服务水平。其次,在每种权力结构下,将区块链技术的应用价值进行对比,分析各参数变化时决策者的决策行为。研究发现:当产品真实性、潜在市场规模较大时,不采用区块链技术时供应链成员及整体利润均高于采用区块链的情形,决策者不采用区块链技术;当单位产品生产成本、单位海外仓服务成本较大时,采用区块链技术时供应链成员及整体利润均高于不采用区块链的情形,决策者将采用区块链技术。最后,从跨境电商出口商、第三方海外仓及跨境供应链整体三个视角,从降低消费者对产品验证为假的敏感度、降低消费者对产品价格的敏感度、提升海外仓的物流服务水平三个方面提出相关建议,为不同权力结构下决策者实现最优决策提供指导。

关键词： 区块链技术   共识算法   PBFT   信誉机制   BLS技术   K-means算法  

摘要： 随着比特币的兴起,作为其技术支撑的区块链逐渐得到学者们的重视,共识算法作为区块链的关键技术,保障了链上交易的正确性与一致性。当前区块链中应用最广泛的共识算法之一为实用拜占庭容错算法(Practical Byzantine Fault Tolerance,PBFT),本文对PBFT算法和基于PBFT的改进算法进行研究,发现其目前仍存在着共识效率低和扩展性较差的问题。针对上述问题,本文工作如下:(1)针对目前PBFT算法共识效率低的问题,本文提出了一种基于多重信誉机制的实用拜占庭容错算法(Multiple Reputation Practical Byzantine Fault Tolerance,MR-PBFT),该算法在原PBFT的基础上进行改进,引入信誉积分机制。通过计算节点的综合信誉积分,选取部分节点建立共识群组,在共识阶段利用BLS技术对原共识流程进行优化,减少了节点间通信次数,降低共识达成时间。算法分析表明,设计的MR-PBFT算法有效降低了通信次数,通过对比实验得出在相同节点数目下,MR-PBFT算法的共识时延始终低于PBFT算法、DT-PBFT算法和SBFT算法,当节点数为30时,MR-PBFT算法的共识时延约为PBFT算法的19.54%,约是DT-PBFT算法的30.87%,约是SBFT算法的53.80%。(2)MR-PBFT算法虽然提高了共识效率,但其在实际应用时存在扩展性不高的问题,为使系统在节点数目增多时仍保持良好的性能,本文提出一种基于质量分组的实用拜占庭容错算法(Quality Group Practical Byzantine Fault Tolerance,QG-PBFT)。该算法在MRPBFT算法的基础上进行改进,引入节点质量的概念,选择部分高质量节点作为聚类中心运行K-means聚类算法,将共识节点划分到不同分组中,共识阶段实行组内、组间分开共识的方式,减轻节点的通信次数和存储负担。算法分析及实验表明,设计的QG-PBFT算法的通信次数始终低于PBFT算法、C-PBFT算法和MR-PBFT算法,在节点总数为60时,QG-PBFT算法的吞吐量是PBFT算法的12.65倍,是C-PBFT算法的2.62倍,是MR-PBFT算法的1.48倍。图 [23] 表 [3] 参 [72]

关键词： 联邦学习   非独立同分布   注意力机制   区块链技术  

摘要： 伴随着各国对于个人隐私数据的立法保护,数据孤岛这一问题变得突出。对此,联邦学习是最佳选择。传统的联邦学习存在一些尚未解决的问题,如数据分布、全局模型的泛化性和可靠中心服务器。本文针对这些问题和不足进行改进:(1)数据分布问题:在实际生活中,数据普遍以非独立同分布形式存在,增大了数据之间的离散程度,数据的特征提取难度较大。针对数据非独立同分布问题,本文在第三章和第四章分别给出不同的解决方法。第三章提出DCMT模型,利用空洞卷积获取较大的感受野,为提取关节点特征融入Transformer机制,加强对非独立同分布数据的特征提取;本文在第四章提出M-Res Net模型,在Res Net18中加入注意力机制,较深的网络模型加强对非独立同分布数据的特征提取。(2)全局模型的泛化性问题:现有联邦学习算法,针对特定问题进行改进,得到的全局模型泛化性能较差。本文第三章提出了Fed MMD算法,在模型聚合前进行各个客户端模型的比较,得到各模型之间域差后进行赋予不同的权重,Fed MMD算法得到的全局模型泛化性能较高。(3)可靠中心服务器问题:现有的联邦学习已经有基于去中心化的算法,不需要可靠的中心服务器进行全局模型的计算,但是其安全性和效率较低。本文第四章提出DFLBC算法,不需要可靠的中心服务器,在基于区块链技术的基础上进行联邦学习全局模型建立,能够确保框架的安全性。同时为提高DFLBC算法的全局模型建模效率,根据马尔科夫性给与不同客户端不同的权重,使得去DFLBC全局模型在一定程度上得到了提升。实验数据表明,本文提出两个联邦学习框架能够缓解现有算法的缺点,对于中心化联邦学习提出Fed MMD算法,得到泛化能力较强的全局模型;在去中心化联邦学习中提出了DFLBC算法,在不依赖中心化服务器的基础上,能够得到媲美中心化服务器的全局模型。

关键词： 可编辑区块链   变色龙哈希   陷门撤销   编辑限制  

摘要： 近年来,区块链技术得到了广泛的关注和发展,作为去中心化的分布式账本,其集成应用在新的技术革新和产业变革中起着重要作用。不可篡改性作为区块链的主要特性之一,在确保链上数据真实可靠的同时,也给数据安全及监管带来挑战。可编辑区块链能够消除链上的恶意、非法数据,是解决这一挑战的有效手段。当前,可编辑区块链的编辑权限由可信第三方发布,缺乏监管和制约,存在滥用风险,迫切需要实现编辑权限的细粒度管理、问责以及去中心化。因此,本文基于变色龙哈希(Chameleon Hash,CH)函数,从编辑权限的可撤销性、使用次数限制、使用时间限制和去中心化发布方面,对支持陷门撤销和编辑限制的可编辑区块链技术进行研究,主要完成了以下工作:1.提出一种支持陷门撤销和编辑次数限制的变色龙哈希(Revocable Chameleon Hash with Limited number of Redaction,RCHLR)函数。CH函数是实现可编辑区块链的主要技术,是一个带陷门的单向哈希函数。在可编辑区块链中,陷门持有者将拥有编辑权限。为了实现编辑权限的可撤销性和编辑次数限制,本文在CH函数基础上提出RCHLR的概念,并基于此提出了一个新的可编辑区块链方案。方案包含主陷门和从陷门以及所生成的见证,其中从陷门用于编辑数据,主陷门用于撤销从陷门,以达到撤销编辑权限的目的,而见证可将从陷门的编辑次数严格限制为一次。所提方案在标准的困难性问题假设下被证明是安全的;理论分析和仿真实验表明,与已有支持陷门撤销的方案相比,所提方案在安全性方面具有优势,且额外引入的计算开销较小,具有一定的实用性。2.提出一种基于时代可撤销的变色龙哈希(Epoch-based Revocable Chameleon Hash,ERCH)函数。为了实现编辑权限的可撤销性和时效性,在CH函数基础上提出ERCH,其中一个时代为一个具体的时间周期,并说明了如何使用ERCH构建可编辑区块链。ERCH使得陷门具有时效性,将随时代变更失效,以达到撤销陷门的目的。定义了其安全模型,并给出了具体的方案实例,方案在标准的困难假设下被证明是安全的。最后理论分析和实验表明,相比于同类型的方案,所提的方案在安全性上具有优势,且具有较小的额外开销,具有一定实用性。3.基于ERCH的可编辑区块链,提出一种去中心化的陷门发布协议。为了实现编辑权限的去中心化发布,消除可信第三方,提出一种去中心化的陷门发布协议。该协议能够随着时代的变化随机选择监管机构成员,且这种随机性无法预测;使用分布式密钥生成和秘密共享等技术实现编辑权限的去中心化发布;使用来自前一时代的秘密共享发布当前时代的陷门,生成下一时代时代公钥和对应陷门的秘密共享,并能够将以上秘密共享整合后重新分配,降低泄露秘密共享的危害;进一步分析了协议的安全性和应用场景。

关键词： 频谱共享   区块链技术   非授权频段  

摘要： 共享非授权频段被认为是增加蜂窝移动通信网络容量和覆盖的重要手段。但是,基于调度接入的蜂窝网络可能会导致基于载波监听接入的Wi-Fi网络的持续拥塞,从而影响蜂窝网络与Wi-Fi网络对非授权频段使用的公平性。尽管令蜂窝网络也采用基于载波监听的接入方案可以降低对Wi-Fi网络信道接入的影响,然而信道监听与冲突回退过程会导致较大的接入时延。因此,构建高效的频谱共享协作架构并保障蜂窝网络-Wi Fi网络对非授权频段使用的公平性至关重要。 现有研究中所采用的中心式的蜂窝网络与Wi-Fi网络的协作频谱共享架构存在单点故障的风险,并且未来移动通信网络中海量节点的接入需求也使其面临无法负担的巨大管理成本。虽然分布式的频谱共享架构可以有效缓解上述矛盾,但是协作信息的交互带来了隐私泄露的风险。新兴的区块链技术依托于分布式账本、共识机制与加密技术能够保障分布式环境下交易的安全性与隐私保护性,使其非常适合用于实现多个无信任个体间公平可靠的协作交互。尽管区块链技术被认为是实现无线网络分布式频谱共享的有力工具,其应用仍存在着诸多障碍。一方面,以比特币为代表的区块链系统存在过多的计算开销,共识过程以及区块确认的时延也可能进一步增加接入时延。另一方面,链式区块链与有向无环图(Directed Acyclic Graph,DAG)区块链模型具备的共识能力与时延特性不同,难以选择单一的区块链模型满足动态变化的业务环境。 针对上述问题,本文提出了利用区块链技术实现蜂窝-Wi-Fi异构网络间的频谱共享协作架构,并设计了适配不同业务环境特点的频谱共识方案,从而利用区块链上的共识冲突取代非授权频段上的接入冲突。全文主要贡献与创新点可以总结为以下四点: 1.为了解决异构网络之间分布式频谱共享的交互难题,本文提出了基于区块链技术的分布式频谱共享架构,利用区块链系统实现异构网络间信息交互。在此基础上,设计了基于环签名技术的用户隐私保护方案,满足用户真实身份与公钥之间的不可链接性,提升了架构的隐私保护能力;设计了基于智能合约的虚拟回退与对齐传输方案,以降低信道接入时延,为后续的频谱共识设计提供范式。 2.为了避免共识交互引入大量的计算开销,本文设计了一种新型轻量级共识机制,实现了频谱共享优化问题与分布式共识的深度耦合,并利用非合作博弈证明了其具备与中心式频谱共享相同的性能;为了减少区块链复杂交互导致的共识时延对吞吐率的影响,设计了面向频谱资源需求量的切换机制,实现在“争用模式”和“区块链模式”之间切换,从而避免等待交易验证所造成的不必要的开销。该动态行为被建模为演化博弈,并理论与仿真证明了纳什均衡的存在性与唯一性。 3.为了进一步降低共识时延对接入时延的影响,本文提出基于DAG区块链技术的频谱共享策略。与常规的DAG区块链系统不同,本文中区块链节点基于信道争用冲突进行区块选择,使链上一致性集合等价于无冲突的信道占用方案,实现单个节点的频谱选择汇聚为全局策略;同时,为了进一步减小接入时延,提出动态区块认可机制,允许区块链系统根据交易到达率调整新区块所需认可的旧区块的数量,提升频谱分配策略的效率。 4.为了解决静态区块链系统下共识时延与共识效率难以适应不同的业务的服务质量需求的问题,提出一种基于半动态双层区块链系统的异构网络频谱共享模型。通过区块链系统的账本结构与共识参数的动态调整,解决静态区块链系统难以适应动态、差异化需求的问题;建立了区块链系统中通信时延与区块认可时延之间的映射关系,协调优化无线区块链和异构网络的频谱比例,缓解无线区块链节点对频谱资源过度或过少占用导致网络性能恶化问题。

关键词： 区块链技术   监管   数字版权保护  

摘要： 随着网络与智能设备大面积普及，知识经济逐渐成为国家发展的重要领域，尤其是在“互联网+文化产业”全面发展的大背景下，网上交易和数字化传播内容呈现爆炸式增长，数字版权产业蓬勃发展，但数字版权保护却面临着比传统版权保护更加严峻的挑战。紧随其后的是对数字作品侵权行为的急剧增加，保护数字版权的难度也随之增加。单靠政策的号召对侵权行为的影响力下降，技术保护手段的创新也应成为我们关注的重点。目前，传统的版权保护方式已经无法适应数字时代的需要，而区块链技术的出现为数字版权保护带来了新的可能性。区块链技术通过去中心化、不可篡改和可追溯的特性，为数字版权保护提供了新的解决方案。区块链技术还可以实现版权的溯源和交易记录的可追溯，从而有效保护数字版权。虽然基于区块链技术的数字版权保护方案还存在一些挑战，但是随着区块链技术的不断发展和成熟，相信这一方向的研究会取得更加显著的成果，为数字版权保护提供更好的解决方案。

关键词： 预算执行审计   区块链技术   审计体系  

摘要： 在信息技术的推动下,审计技术得到了持续的更新与进步。从传统审计到计算机辅助审计,再到联网审计、人工智能审计,审计业务的开展离不开信息化的发展。区块链技术被运用到实体经济的各个方面,国际四大纷纷加强了有关区块链的战略布局,开展区块链审计服务,并推动了审计应用。2022年10月,党的二十大提出要强化审计在国家监督体系中的作用,加强对国家重大政策贯彻落实情况的跟踪审计,并利用信息化技术提高对公共资金、国有资产和国有资源等的审计效率,加强财政资金的安全性和完整性,改善其使用效果等。在2019年全国审计工作会议上,胡泽君审计长也指出要强化财政审计监督力度,完善对公共资金审计的全覆盖。习近平总书记2021年10月18日在十九届中央政治局第三十四次集体学习时讲话中提到”要从整体上将中华民族伟大复兴战略和世界百年未有之大变局相结合,协调国内国际两个大局、发展安全两件大事,利用数据大容量和应用场景多样化的优势,促进数字技术和实体经济深度融合,改造传统行业以催生新产业新业态新模式,使国家的数字经济能够持续地发展壮大。”、“加快推动区块链技术和产业创新发展”,这给将区块链技术应用到政府审计领域提供了机会。区块链的“不可篡改性”“可追溯性”等特性可以极大地促进政府预算的全面实施,强化财政预算实时监管,从而提高政府预算的科学性、有效性和高效性。本文通过对国内外有关区块链和预算执行审计的现有研究和文献加以整理总结,构建出基本的写作思想和架构。主要采用对比分析和案例分析等方法,基于经济体检论、国家治理理论和公共受托责任理论,对国内外的相关研究现状和发展趋势进行了归纳;分析当前大数据时代的经济发展背景,以“信息技术对预算执行审计的影响”为题,对S单位展开调研,从而认识到预算执行审计的现状,并对当前实现预算执行审计目标的瓶颈以及对有关技术的需求展开分析,探讨将区块链技术应用于预算执行审计的必要性和可行性,并基于区块链技术改进预算执行审计体系,再结合具体案例分析,评估其效果;通过在内容、方法和流程等方面将新体系与现行审计体系进行对比,分析新系统在预算执行审计中的优势;其次,本文还研究了基于区块链技术的审计风险,并给出了相关的应对方案,为实际运用提供参考;最后,结合我国实际情况提出基于区块链技术的预算执行审计的可行性和未来发展方向。

关键词： 有机农产品   区块链技术   产品溯源   PBFT算法   超级账本  

摘要： 为了保障现代农业的发展,我国的农业部门一直在致力于建立一个能够有效地解决农产品质量问题的追溯系统,而传统溯源系统大多都是中心化的平台。传统中心化平台本质上是指其和农产品溯源相关的各个环节的信息都是在后台集中管理和保存的,而这种方式下的溯源信息和数据缺少可靠的监管手段,不仅数据容易出现被篡改的情况,影响数据正确性和完整性,而且会对数据安全带来威胁,影响数据有效性。区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。区块链技术自身所具有的可追溯性、不可篡改、去中心化以及数据共享等方面得天独厚的优势和特点,能够完美适配解决传统溯源系统数据安全性差、中心化、数据易篡改等问题。基于此,本文提出针对有机农产品溯源问题进行研究,结合有机农产品的特点,为更好地解决传统农产品溯源系统由于其数据中心化管理带来的信息共享效率低、信息易篡改、安全问题追责难等方面的问题,在农产品溯源系统中应用区块链技术。将各环节的溯源数据和信息上链,通过私有链进行区块链化,进而能够最大程度地规避在农产品溯源信息管理过程中可能出现的数据篡改以及“信息孤岛”等问题,促进在有机农产品全供应链体系中的各方更好地参与到溯源信息管理体系中,同时实现来源信息快速可查、产品去向快捷追踪、责任问题迅速定位,进而提高溯源信息管理的效率和质量。在研究过程中完成的主要研究成果包括主要工作包括:(1)面向有机农产品溯源问题,重构并确定有机农产品溯源流程。首先从有机农产品溯源的实际需求出发,分析有机农产品溯源信息链,对传统有机农产品溯源体系的应用效果进行分析。基于应用效果中的不足和缺陷,针对有机农产品溯源问题的主体、范围、目标,进一步细化有机农产品溯源问题的内在机理和研究目标。针对农贸市场流通模式、农超对接流通模式、基地直送流通模式等目前有机农产品的主要流通模式中涉及的关键业务流程及其中需要重点关注的信息进行研究。并基于研究结论,确定有机农产品供应链信息流及溯源指标,进而形成关于有机农产品溯源问题的完整描述,为下文的研究奠定理论基础。(2)对在有机农产品溯源过程中应用区块链过程中共识机制设计中的关键算法PBFT算法进行了分析优化。针对传统区块链技术应用于有机农产品溯源问题中暴露出的扩展性不足、数据吞吐量欠佳等方面问题,对其共识机制PBFT算法优化问题进行研究。研究中首先对共识算法原理进行了介绍,对比了主流共识算法的优缺点,并基于联盟链提出PBFT共识算法改进方案,而后通过搭建仿真实验环境,对提出的算法改进方案的性能进行了实验和验证。从实验结果来看,本文提出的算法优化方案能够显著降低原有PBFT共识算法的复杂度,同时引入信用的节点管理机制,能够大幅提升有机农产品溯源过程的可靠性以及溯源信息系统抵抗拜占庭攻击的防御能力。(3)设计实现了有机农产品溯源系统原型。根据本文提出的设计实现有机农产品溯源系统这一目标,以农产品溯源业务实际需求为牵引,运用软件工程有关理论和工具分析系统需求,完成了溯源数据模型设计、概要设计、智能合约层、数据存储等具体的设计工作。在系统设计的基础上,综合运用区块链技术、java web技术,基于B/S模式对有机农产品溯源系统原型进行实现,将实现的系统原型部署到服务器上,而后基于软件测试理论对系统的测试方案进行设计,并运用软件测试方法和工具对原型系统完成了测试。从测试的结果来看,实现的原型系统从私有链性能到系统的总体功能及性能表现可以达到系统的设计需求,系统是可用的。经过系统测试和运用,本文研究的有机农产品溯源系统可以在一定程度上满足有机农产品生产、加工、运输、销售、消费、监管等各方关于有机农产品质量把控和溯源的业务需求。本文的研究具有一定的创新性,能够从消费和监管的角度提高有机农产品溯源的精准度、私密性和运行效率。