关键词： 区块链   智能合约   电网基建   混凝土   溯源  

摘要： 电网基建工程中施工文件的管理对于基建工程的安全具有重要意义。该文以电网基建工程中的混凝土施工过程文件为依托,对利用区块链技术保障基建工程过程施工文件的安全性和有效性进行研究,设计基于区块链技术的数字化文件管理系统。所提系统利用区块链的链式结构实现电网基建混凝土施工全过程中文件的上链,通过IPFS系统完成文件的分布式存储,设计并编写智能合约,供基建相关单位查询。最后,基于眉山牯牛山220kV输变电工程,实现混凝土施工文件管理系统的设计,保障文件管理的真实性与有效性。

关键词： 现代金融业   数字金融   智能合约   适老化   央行数字货币   场景应用   无障碍   经济的发展  

摘要： 数字金融是数字经济的组成部分,并为数字经济的发展提供重要支撑。而且,数字金融是现代金融业发展的重要特征。全球众多央行都已着手进行央行数字货币的研发,中国也走在前列。2022年北京冬奥会上,数字人民币实现精彩亮相。全新升级的数字人民币APP在各大应用市场正式上架,软硬件钱包成功落地,智能合约、无障碍适老化产品等取得重大进展,多层次产品体系初步形成,有力支撑了试点地区的场景探索。

关键词： 区块链技术   同态加密   智能合约   海洋数据  

摘要： 在海洋数据体量快速积累和数据技术迅猛发展的时代背景下,海洋数据高效管理和价值挖掘成了重点课题之一。文章结合密码学中非对称加密技术(同态加密)和区块链中智能合约技术,构建“双链并行结合智能合约”的地区海洋数据安全共享系统。该双链系统中,“海洋数据注册链”管理共享节点、“海洋数据匹配链”管理待匹配节点,通过智能合约自动执行供需双方的资源有偿共享。该系统既促进了不同地区间的海洋数据共享流转,又保护了资源供应方的合法控制权,实现了对链上流通海洋数据的有效管理与监控,是区块链技术与传统海洋资源调查数据库相结合的海洋资源创新产物,理论上解决了不同地区间海洋经济发展中的海洋基础数据共享问题。

关键词： 深度学习   网络入侵检测   区块链   智能合约  

摘要： Web3.0概念的提出,使得区块链技术得到了更广泛的应用。随着区块链用户数量的不断增多,区块链节点遭到攻击的风险也在逐渐增大,因此针对区块链验证者节点的网络入侵检测显得十分重要,已经有许多学者提出多种方法来应对网络入侵。然而,这些方法都存在模型准确率不高、未对黑名单合约的管理权限进行限制等问题。本文提出一种基于IRLG-S的网络入侵检测模型,模型在Inception-Res Net的基础上进行了改进,并且添加了使用残差结构连接的LSTM层和GRU层来对数据的时序特征进行提取。针对CICIDS2017数据集,采用了三种数据平衡方法进行对比实验;设计了一种基于深度学习和智能合约的区块链验证者节点网络入侵检测系统,通过使用智能合约将攻击者IP存储在链上,以达到整个区块链网络验证者节点都可以获得攻击者的IP,并通过配置防火墙来阻止攻击者继续攻击。同时系统也将抓取访问节点的网络流量数据,送入IRLG-S模型进行检测是否存在攻击行为,并将检测出的攻击者IP上传到链上以实现对IP黑名单列表的不断更新。本文所提出的IRLG-S模型在CICIDS2017数据集上取得了较高的准确率,同时精确率、召回率以及F1指标相比近年来的研究均有提高。本文所设计的系统,各功能模块均达到预期功能,对区块链验证者节点网络入侵攻击有着良好的防护效果。

关键词： 区块链   智能电网   多通道   身份验证   智能合约  

摘要： 目前随着社会对生态环境问题的密切关注,可再生新能源得到广泛的利用。智能电网作为能源技术领域的新兴事物,其延伸出的能源电力交易系统成为主流应用。然而传统电力交易系统的业务场景中,存在一些数据作弊篡改等安全问题。同时如何保证能源发电用户的交易电价可控性和合理性也是智能电网发展的重要问题。 由于区块链支持点对点,并且具有“不可伪造”、“去中心化”、“公开透明”等特征,因此本文提出将智能电网与区块链技术相结合的方案来改善数据安全问题和电价问题。通过Fabric多通道构建和智能合约等技术来实现分布式管理,满足整个电网内各用户彼此之间业务上的需求。基于上述内容,本文的主要研究工作如下所示: (1)通过研究现实中智能电网的应用场景,本文设计一个智能电网和区块链技术相结合的场景架构,通过对场景架构的分析,实现改善智能电网内数据问题和电价问题的目标。 (2)设计一个多通道模型来管理智能电网的业务。通过研究分析智能电网中涉及的数据,设计适用于协调数据交互与数据存储的智能合约方案。同时基于Fabric共识机制,设计一个用来完善多通道管理模型的共识方案。 (3)设计两种电价模型,分别是参考定价模型和区域电价交易模型,保证电价的合理性以及提高用户对交易电价的满意程度。 (4)通过研究Fabric MSP底层原理与主要应用方式,结合Fabric底层证书机制,基于MSP构建一个身份权限控制的证书体系。通过这个证书体系,实现既可以对智能电网中的所有参与者进行身份验证,也可以管理并区分用户拥有的操作权限。 (5)以上述四点的研究内容为基础,设计一个基于区块链的面向智能电网的P2P多通道交易系统平台,并编码实现,从而达到验证的效果。 通过实验结果证明本文提出的多通道管理应用模型及方案,可以到达预期的研究目的,能够基本改善传统电力交易系统的数据安全问题和电价问题。

关键词： 区块链   多链技术   多链链阵模型   多链协同技术   智能合约  

摘要： 当前,区块链技术已经被广泛应用到金融、供应链、物联网等诸多场景中。然而,系统业务场景的不断复杂化对区块链系统在事务协同、可扩展和性能方面都提出了严峻的挑战,这也进一步限制了区块链技术的应用落地和规模化推广。区块链多链技术的出现为应对这些挑战提供了新的思路。区块链多链具有可扩展性强、灵活性高以及互操作性友好等特性,可以更好地应对复杂场景业务需求。为此,本文主要研究区块链多链模型及多链协同技术,并通过实现原型系统进行验证。本文主要研究内容如下:1.区块链多链链阵模型与技术研究。具体来说,本文提出了一种基于应用层网关思想的多链链阵模型,研究了提高多链协同效率的相关技术,包括子链身份管理技术、链间路由匹配机制、多智能合约间事务一致性技术和链下存储技术。理论分析和性能测试证明,该模型具有良好的可扩展性和读写性能,尤其在性能方面优于单链模型,因此能够更好地满足复杂业务场景的应用需求。2.区块链多链链阵原型系统设计与实现。具体来说,本文设计并实现了区块链多链链阵原型系统。该系统使用多条区块链组成的链阵提供了链上服务,采用网关服务管理了用户权限,运用服务路由实现了多链协同,采用同步服务确保了链上链下状态的一致,利用读写服务提高了系统的读写性能。系统测试表明,该原型系统在交易吞吐量和并发查询性能方面比单链区块链系统表现更优。

关键词： 多云环境   区块链   联邦学习   智能合约   共识算法  

摘要： 早期的云计算环境存在供应商锁定和对单一云的依赖问题,随着云服务提供商不断增加,用户对多云环境需求越发显著。但由于商业竞争关系,多云之间往往很难达成协作。区块链技术的诞生与发展为协作问题研究提供了强有力的技术支撑。早期的区块链技术一般作为支撑加密货币的底层技术存在,而智能合约技术使其能够承载复杂的运行逻辑,扩展了其使用场景。如今的区块链技术更多的被当做一个提供“信任”基础的底层网络,被大量使用于需要多方协作的场景当中。其去中心化特性使得不依赖第三方协作成为可能,链上数据不可篡改性保证了对协作行为的可靠记录,而对智能合约的支持使得协作过程可编程和自动化。这种基于区块链的去中心化协作模型为多云环境下的协作场景注入了新的活力,但相应的挑战也伴随而来。从协作内容上,可以将其归纳为三个层级:资源层、数据层和业务层。不同层级的协作所面临的挑战重点各不相同,资源层协作最关心的是效率问题,例如多云协作资源共享或交易,如何使云资源在协作参与者间高效分配;数据层协作的核心挑战是隐私问题,例如协作数据共享如何避免隐私数据泄露,尤其区块链上数据透明的特点加重了这一问题;业务层协作的典型挑战则是协作安全与性能问题,例如基于区块链的协作联邦学习业务,由于没有中心节点对协作进行监管,设备可以很容易发起攻击,同时,区块链的引入也会给协作业务带来额外的时延和存储等性能开销。本论文基于早期研究者提出的一种多云环境下的通用协作模型:“云联盟”,深入基于区块链的协作场景,以协作联邦学习业务贯穿始终,展开了对多云环境下,基于区块链协作的关键技术研究,包括了上述三个层面、四个挑战:1.基于区块链协作的高效性研究(资源层):针对资源利用率不足以及协作设备资源匮乏的问题,在云联盟内部,多云需协作交换资源优化配置,协作业务如联邦学习业务的部分参与设备需要购买资源弥补不足。本文将该场景建模为多单元双边组合拍卖问题,设计了基于区块链的高效拍卖机制,以实现资源的高效利用。首先提出了一种基于贪心的匹配算法,该算法能够达成近似最优的经济效率。其次提出了一种基于第二价格和用户反馈的定价算法,在激励参与者提供高质量服务的同时,限制其通过调整报价获取高额利润的行为,此行为会导致报价不稳定,影响经济效率。最后提出了基于交易权重的评分算法,通过区块链上不可篡改的交易记录,保障了用户评分的公平性和安全性。2.基于区块链协作的隐私性研究(数据层):在云联盟中,多云可对协作参与者的行为进行记录和评分,通过共享评分为后续业务开展提供参考。由于云服务提供商与其连接的设备或用户的关系属于隐私信息,因此在共享评分时还需考虑到隐私保护问题。本文以协作联邦学习为典型业务,设计了一种可保护隐私的区块链用于共享对业务参与设备的评分。首先提出了基于受限主观逻辑模型的评分算法,该算法通过分析联邦学习参与节点的行为历史,评估节点可信度。其次设计了一种混合配对隐私共享算法,在共享评分的同时,隐藏评分与被评分节点间的商业联系。最后设计了双重验证机制,避免节点评分在上链之前被篡改。3.基于区块链协作的安全性研究(业务层):云联盟所提供的服务与用户业务、数据紧密相关,因此对协作安全性提出了更高要求。本文以联邦学习这一典型业务为切入点,设计了基于区块链的安全协作联邦学习机制。首先通过解决联邦学习中的设备挑选问题来保障协作安全性,利用夏普利值评估设备贡献度,设计了基于贡献度的探索和利用算法逐步排除可能的攻击者。然后考虑到贡献度计算的高复杂度,设计了基于区块链分片的可靠夏普利值并行计算算法,减少计算所带来的时间开销。4.基于区块链协作的性能优化研究(业务层):实现大规模业务层协作还面临两个重要难题:时延和存储。以本文的协作联邦学习业务为例,相比于中心化联邦学习系统,区块链的引入带来了额外时延开销,随着区块链持续增长,存储开销也不断增加。本文提出了一种针对协作联邦学习的轻量级区块链。首先设计了基于纠删码的周期性刷新存储机制,充分利用大量协作参与设备有限的存储空间,保障存储可靠性的同时,减少存储开销。其次提出了基于可靠性证明的共识算法以及最大权益节点聚合算法,能够减少不可靠设备的影响,降低系统时延。

关键词： 区块链   智能合约   CP-ABE   LSSS   访问控制   IPFS  

摘要： 随着大数据快速增长,数据隐私保护问题日益引起关注。访问控制是实现数据隐私保护的一种重要方式,但是传统的基于云服务等第三方机构的集中式访问控制模型存在不诚实可能,对数据完整性、机密性和对数据的有效访问控制构成挑战。区块链具有去中心化、不可篡改等特性,该技术的引入能够有效提升数据访问控制。本文研究基于属性的访问控制方案,引入区块链技术,综合考虑数据的完整性、机密性保护,改进密文策略属性基加密方案以提高访问控制性能,主要研究工作如下。(1)针对现有相关CP-ABE方案功能性上的不足,提出了一种低开销CP-ABE方案。该方案采用LSSS线性秘密共享技术构造,并支持策略更新,同时实现了属性可重复、策略隐藏和抗合谋特性。此外,引入了版本号来控制策略更新,解决了策略更新不及时、不对称以及第三方机构半可信问题。同时,通过设计高效的策略更新方案,提高了策略更新时的加密速度。为解决云环境存储数据可能存在的高成本、单点故障以及数据完整性问题,本方案采用IPFS系统替代传统云环境。通过实验分析证明,该方案不仅具有策略隐藏和抗合谋的性质,并且相比于传统方案,在策略更新时具有较少的计算量。(2)为对数据访问控制过程的信息进行有效记录和追溯,设计了面向访问控制的区块链智能合约。针对智能合约在设计过程中的安全性和性能问题进行分析,本文设计并实现了静态访问控制和动态访问控制相结合的方案,增加访问时间限制判断、作恶判断和属性初判断等过程,提高了系统的安全性。同时,区块链的引入使得所有访问操作记录都可以被追溯。(3)基于上述两个方面的研究工作,设计并开发了基于区块链和属性加密的细粒度访问控制系统。该系统通过LSSS构造的CP-ABE方案加密数据,并通过以太坊进行信息的记录与追溯。通过对系统运行状况、系统交互以及相关功能的实现进行对比分析,证明了本系统的可行性。

关键词： 著作权保护   数字音乐   区块链技术   智能合约   存证  

摘要： 互联网技术为音乐提供了一种全新的传播方式,为音乐产业注入了新的发展动力,伴随互联网技术诞生的数字音乐已成为了音乐产业的重要支柱,加之我国社会经济的快速发展刺激了人们对娱乐的需求,使数字音乐市场迎来了前所未有的繁荣。数字音乐产业繁荣的同时也带来了更为严重的著作权侵权问题,如今的数字音乐盗版就像“复制粘贴”一样容易,由于法律具有滞后性,数字音乐面临着技术发展快于法律更新的问题。虽然音乐行业也在不断探索实施各种解决方案,但音乐著作权人的权益不仅未得到有效保护,而且面临着音乐收益损失逐渐扩大局面,数字音乐产业的健康稳定发展亟需能够有效加强著作权保护的方案措施。区块链技术自诞生开始就得到了人们的广泛关注,有学者甚至认为该技术能够与互联网技术相媲美。去中心化、安全、防篡改的技术特点使区块链技术在很多行业领域都有着颠覆行业规则的巨大应用潜力,对于数字音乐著作权保护也不例外,其为数字音乐提供了一个重新构想和改进著作权保护的契机。有着独特优势的区块链技术为数字音乐保护面临的难题提供了解决方案,但我们也应注意到这项技术还处于探索发展阶段,将其应用于数字音乐著作权保护仍然存在各类问题,盲目推广适用这一颠覆性技术可能产生难以预料的后果。故本文主要从以下四个部分对区块链技术应用于数字音乐著作权保护进行剖析和探讨,以期为促进区块链技术与数字音乐著作权保护的结合提供理论参考,助力数字音乐著作权的保护。第一部分主要对数字音乐作品和区块链技术的基本概念进行阐述。对于数字音乐,本部分介绍了我国数字音乐的发展现状和我国目前对数字音乐著作权的保护制度,并对数字音乐存在的问题进行了梳理。而对于区块链技术,本部分阐述了该技术的概念和发展历程,总结了其使用的底层技术和具备的技术特征。第二部分详细地论述了运用区块链技术保护数字音乐著作权的必要性与可行性。一方面,从时代与国家、数字音乐产业本身和个人需求三个角度对区块链技术应用于数字音乐著作权的必要性进行了分析。另一方面,分别从理论层面与实践层面分析了区块链技术在数字音乐作品确权、用权和维权三方面应用的可行性。第三部分较为系统、全面地分析了在数字音乐著作权保护方面应用区块链技术存在的问题,包括区块链音乐登记效力不明、智能合约适用瑕疵、区块链存证机构认定标准模糊等。第四部分主要是根据以上区块链技术保护数字音乐著作权的问题和不足,分别从数字音乐著作权的确权、用权以及维权三个方面针对性地提出应对区块链技术风险的建议。