关键词： 区块链   智能合约   代码克隆检测   代码属性图   图嵌入  

摘要： 近年来,智能合约作为部署在以太坊区块链平台上的可执行程序受到了很多关注,每个人都可以根据需求进行开发和部署智能合约。为了证明自身的可靠性很多人选择公开源码,这也导致了区块链平台上存在着大量代码克隆。智能合约代码克隆在很多不同应用程序中产生了广泛的影响,因此继续解决智能合约中的代码克隆问题是非常必要的。本文从智能合约源代码表示和克隆检测方法两方面着手,设计了一种基于图嵌入的智能合约代码克隆检测工具,该工具使用一种复合图结构来充分表达智能合约的源代码语义信息,并引入了图神经网络进行智能合约代码克隆检测任务。本文的主要研究内容如下:(1)针对目前智能合约源代码信息表示不充分的问题,本文提出了一种融合多维度代码属性图的智能合约语义表示方法,该方法提取了智能合约源代码中的非结构化和结构化信息,并将其表示成图结构,使源代码中的语法和语义信息被充分利用,结果显示,这种表示方法是目前最先进的智能合约源代码表示方法。(2)针对目前智能合约代码克隆检测效率不高的问题,本文提出了一个基于图嵌入的智能合约代码克隆检测方法,该方法引入了一个可学习的嵌入方法对图中节点进行向量表示,然后使用一种全局注意力机制表示出每个节点的重要程度,从而为他们分配相应的权值,使用加权平均的方法计算出图嵌入表示,经过图嵌入之间的交互从而得到源代码之间的相似性分数。该方法在本文数据集上的F1分数为95.8%。(3)本文设计了一个区块链智能合约代码克隆检测工具,该工具集成了融合多维度代码属性图的智能合约语义表示和基于图嵌入的智能合约代码克隆检测技术,通过图形化界面来显示智能合约源代码的代码属性图表示和检测结果。

关键词： 区块链   疫情数据共享   共识算法   智能合约   密码学  

摘要： 在人类历史上,每次疫情的爆发都对世界各国带来了巨大的负面影响。随着疫情的到来,大量且复杂的相关疫情数据也每日剧增,对疫情数据进行有效的管理可以帮助国家更好地了解病毒传播的趋势和规律,指导公众卫生决策和控制措施的制定。因此,使用相关技术对疫情数据进行有效管理是非常有必要的。传统的疫情数据管理大多采用中心化架构,其具有隐私泄露风险、数据篡改风险和中心化架构风险等。相比之下,区块链技术具有去中心化、防篡改、信息不可逆、交易可追溯和信息交易可信等特点,相对于传统的中心化架构具有明显优势。因此,本文将区块链技术应用于疫情数据管理领域,结合共识算法、智能合约和密码学等区块链技术,提出一套基于区块链技术的疫情数据共享追踪系统来保证疫情数据的安全共享,隐私保护和数据可追踪性。 首先,根据实际情况对本研究做出需求分析,结合区块链的技术特点为本应用设计了一套五层架构的应用框架。通过对参与疫情数据共享角色的分析,研究出一套疫情数据安全共享方案。同时,结合密码学技术,对疫情数据的链上链下存储和共享流程进行设计,保证了疫情数据的安全存储以及安全共享。 其次,为了提高本应用的共享效率以及系统稳定,本研究对现有的共识算法进行改进,提出一种基于服务节点的高效共识算法。通过引入服务节点对共识流程进行优化,提高共识效率。通过测试分析,验证了改进后共识算法的实用性和安全性。同时,结合对角色的分析,设计相关智能合约来实现疫情数据共享相关的业务逻辑,并设计角色访问控制合约对参与角色进行权限划分,保证了系统的安全性。 最后,搭建联盟链网络并对系统进行实现与测试,将所设计的共识算法与智能合约进行部署与测试。测试结果表明,所提出的共识算法具有更高的效率,所设计的智能合约可以有效完成系统中的业务逻辑需求。同时,对系统进行性能测试,测试结果表明,本研究能够满足应用的日常需求。最后,对应用的安全性进行分析,阐述了区块链技术用于疫情数据管理的优势。 本文克服了传统的中心化疫情数据共享模式中的缺点,提出一种去中心化的区块链应用,保证了疫情数据的数据可追踪性、共享安全性以及隐私保护性,同时对区块链应用相关算法进行设计与改进,保证了该应用的实用性。本研究的实现为区块链技术在疫情数据管理领域提供了切合实际的思路与实践。

关键词： 区块链   短视频   智能合约   安全认证   数据存证溯源  

摘要： 随着短视频行业的崛起,用户群体与短视频数据的规模越来越庞大,带来了诸多安全管理问题。短视频制作门槛低,内容质量参差不齐,特别是虚假新闻,其内容真实性难以求证,却会快速广泛传播,引起巨大的舆论危害,给短视频的管理与审核带来极大困难。由于目前存在多个短视频平台与同一用户多个账号的情况,造成了短视频平台的用户安全管理复杂且不可靠。另外短视频数字版权侵权现象也屡禁不止,难以获得视频版权的证明依据。为解决上述问题,本文将区块链技术引入短视频管理架构,针对用户安全管理与短视频存证技术进行研究,以满足现有短视频系统的安全管理需求。论文的主要研究工作和创新如下: (1)针对短视频平台用户管理困难,用户敏感身份信息易泄漏的问题,提出了一种基于区块链的用户安全管理技术。该技术通过将用户的敏感身份信息使用代理重加密算法加密后,保存在区块链的非公开账本之中,不通过传统的服务器数据库进行保存,避免了用户身份信息泄漏。另外将保存在区块链中的用户身份信息与用户评级绑定,利用区块链不可篡改特性,实现通过用户真实身份对其名下所有短视频账户进行统一管理,通过用户评级值作为指标进行判断,给予用户惩罚措施或是行为限制。在保护用户敏感身份信息安全性的同时,也解决了短视频用户多平台多账号难管理的实际情况。 (2)针对基于区块链的短视频架构中安全问题,进行了系统安全认证研究,通过多级CA(Certificate Authority)安全认证技术实现区块链对用户与服务器的身份认证,这种分级认证的方式保证了系统实体安全可靠的同时,避免了区块链系统根CA的暴露,降低被攻击的风险。通过服务器安全认证算法为新加入的服务器提供认证,避免了恶意服务器加入与区块链网络交互,减少其对系统造成威胁的可能。 (3)针对短视频数字版权纠纷与数据溯源等问题,提出了基于区块链的短视频摘要存证技术。通过服务器对用户上传的短视频数据进行摘要提取算法,对短视频关键信息进行提取,再使用区块链对短视频摘要进行存证。通过少量关键信息对数据进行溯源,短视频数据通过IPFS进行保存,为短视频平台与安全管理机构对短视频数据的版权保护与溯源提供了重要依据,让区块链在短视频数字版权保护领域发挥作用。 (4)基于上述的理论研究,设计了基于区块链的短视频安全管理系统。用户安全管理实验中,通过模拟短视频用户注册与使用过程,验证了敏感信息保护与用户分级管理方法的可行性与有效性。通过安全存证实验,实现了短视频摘要提取功能与区块链存证和查询功能,并对性能进行测试,验证了系统的可用性。

关键词： 区块链   智能合约   密文数据   云存储  

摘要： 伴随着车联网、移动互联网等技术的蓬勃发展,各种应用中的数据也呈现出高增涨化、多样式化和大规模化等特征。云存储因按需存取和低成本等优势,吸引了更多的用户将数据外包至云服务器存储。然而云存储模式下的数据脱离了用户的物理控制,导致了外包数据的泄漏或丢失等事件频繁发生。为了保证外包数据的安全性,用户在数据上传之前需对数据进行加密,但这也阻碍了用户之间的数据共享。因此,在保证云存储数据安全和隐私保护的情况下,如何充分发挥外包数据的使用价值,是当前亟需探索的问题。在数据完整性研究中,传统的完整性审计方案存在第三方审计机构(TPA)不可信问题。随着区块链的出现,因其不可篡改与公开验证的性质,保证了外包数据的安全性。采用区块链的完整性审计方案达到了去除TPA的目的,但仍存在执行合约的链上开销问题。在密文搜索研究中,区块链的引入有效解决了传统密文搜索方案中云服务器的中心化问题,但仍存在需维护复杂的索引结构、链上开销问题。同时,同态加密方案因计算开销较大导致在现实生活中实用性较差。SGX(Software Guard Extensions)中拥有一种安全的可信执行环境(TEE),在数据共享与计算方面具有明显的优势。本文从用户的实际需求角度出发,采用链上链下相结合的方法,针对上述问题展开研究,主要研究工作如下:(1)针对TPA不可信和链上开销问题,本文设计了一种基于区块链和TEE的外包数据完整性审计方案。首先,本方案通过使用同态哈希函数生成数据块标签用于完整性验证。其次,本方案将区块链和可信执行环境相结合,在确保外包数据安全的前提下,通过使用区块链来代替TPA在可信执行环境中为用户完成数据完整性审计操作。最后,安全分析和实验测试表明,本方案在确保用户数据安全下,解决了TPA不可信和链上开销问题,在一定程度上降低了方案的总计算开销。(2)针对需维护复杂的索引结构、链上开销和实用性差问题,本文设计了一种基于区块链和TEE的多用户密文搜索方案。首先,本方案使用区块链和可信执行环境来保护关键字和数据的隐私,用户不需预先生成索引或关键字,并在可信执行环境中完成密文数据的解密和关键字搜索操作。其次,为适用于多用户场景,本方案还通过设计智能合约来验证用户授权请求和管理授权用户。最后,安全分析和实验测试表明,本方案在确保用户数据安全下,解决了需维护复杂的索引结构、链上开销以及实用性差问题,可有效地满足实际需求。

关键词： 智能合约   代码生成   代码特征延伸图   Graph2Seq   ERC-20标准  

摘要： 现今,数字经济在我国国民生产总值中的占比不断上升,我国在政策上对数字经济涉及的高新技术大力扶持,区块链智能合约技术作为数字经济中的高新技术,已经在如金融交易服务、物联网供应链溯源、医疗大数据存储等多个日常生活领域中广泛应用。随着智能合约技术的逐步发展,智能合约的开发需求也随之快速增长,但由于智能合约的开发需要开发人员对业务逻辑有深刻理解,而技术人员通常对业务内容理解程度低,同时智能合约的发展目前仍属于初级阶段,语法版本迭代快,且智能合约一旦打包上链无法修改,导致业务人员或初级技术人员上手难度大。如何提升智能合约的开发效率,降低智能合约开发编写的门槛已成为一个迫切需要解决的问题。本文通过分析智能合约代码生成现状,在现有生成方法基础上,研究源代码与普通序列文本的差异,结合机器翻译中代码生成的相关技术,借鉴其他高级编程语言代码快速开发的方法,来解决上述智能合约开发门槛高、效率低的问题。本文主要工作如下:(1)构建代码特征延伸图。源代码区别于序列文本,属于非结构化数据,首先将源代码转化为抽象语法树,然后根据代码上下文和时间顺序添加数据流和控制流信息,生成代码抽象表示图,并按照ERC-20接口定义规则,补充节点属性权重,从源代码中提取出代码语义延伸图。(2)采用Att+Graph2Seq模型生成智能合约核心函数代码块。在现有的基于序列、抽象语法树遍历生成代码模型的基础上,采用基于注意力机制的Graph2Seq代码生成模型。根据智能合约部署成本受代码长度影响、solidity编程语言迭代快、多版本等特性,采用不同时效代码版本的数据集,并结合自动评价方法和人工评估方法共同对生成的关键函数代码块质量进行综合评价。(3)设计并实现智能合约在线生成系统。系统功能包括智能合约生成信息展示、智能合约生成所需的核心函数代码块录入等功能,并可以把用户实时生成的代码进行后台校验,对语法、逻辑错误进行提示,辅助用户生成智能合约代码。

关键词： 区块链   以太坊   智能合约安全   代码安全检测系统  

摘要： 区块链在近些年来迅速发展,许多不法分子和黑客在金钱的诱惑下开始对区块链进行攻击。在区块链的安全事件中,智能合约领域受到攻击造成的经济损失占比较大,以太坊平台上的智能合约由于应用较为广泛所以导致的安全事件较多。因此设计和实现一款以太坊智能合约安全检测系统提供智能合约上链前的一站式安全检测服务对于合约开发人员和维护智能合约安全和区块链安全都有着重要的意义。本文的主要内容分为以下四部分:1.以太坊智能合约安全检测系统的需求分析。通过用户角色分析,确定了系统拥有包括合约安全检测人员、合约安全研究人员和系统管理员在内的三类用户。通过对系统的功能性需求分析,确定了系统主要包括合约检测、合约检测结果管理与分析、信息查看、合约管理、检测引擎管理、系统管理等功能,同时对系统进行了非功能性需求分析,将检测漏洞能力的拓展性和检测的性能作为主要关注点。2.以太坊智能合约安全检测系统的总体设计。对系统进行了模块的划分,分为了检测引擎、检测系统、管理系统三个部分。对系统的核心检测引擎进行了设计,分为了静态检测模块、字符串匹配模块、合约漏洞库模块、检测规则库模块、结果输出模块。使用E-R图对系统的数据库进行了设计。使用UI原型图对系统主要界面进行了设计。3.以太坊智能合约安全检测系统主要模块的详细设计和实现。对系统的检测引擎和主要的功能模块进行了详细设计,并且通过前后端开发技术完成了系统的开发工作。4.以太坊智能合约安全检测系统的测试和分析。设计了系统主要功能的测试用例并根据测试用例进行系统的功能性测试。对系统的检测漏洞的拓展性、检测合约的性能以及系统的响应时间等方面进行了非功能性测试。将本系统与其他检测工具的功能和检测能力进行了对比分析,体现了本系统的优势。综上,本文对以太坊智能合约安全检测系统进行了需求分析、总体设计、详细设计和开发实现,针对合约检测功能设计了一个可拓展的智能合约安全检测引擎。系统能够为以太坊智能合约开发人员提供一站式的合约安全检测服务,包括合约检测、检测结果详细输出、可视化检测数据分析、检测报告查看、检测记录查询、漏洞知识库学习等服务。本系统能够帮助以太坊智能合约开发人员发现合约编写过程中存在的安全漏洞并提供了改善措施,有效的避免了可能造成的经济损失。

关键词： 智能合约   供应链   知识共享   制造业  

摘要： 知识是人类智慧和文化的结晶,是社会发展的产物。随着时间的推移,科技日新月异,互联网的诞生促进了知识的传播与共享,加快了知识的更新与换代速度,知识的价值通过现代科技得以深度挖掘。在知识经济时代,制造业供应链企业间的知识交流和知识共享变得更加丰富,企业知识共享对企业绩效的影响日益显著。在借助网络传播的知识共享过程中,一方面,互联网发展承担制造业供应链知识传播需求,为知识共享过程提供便利,给社会发展带来福利;另一方面,在开放的网络环境,可能造成对他人知识产权的侵犯,抑制知识创造行为。如何在保障知识创作者自身权益的基础上,加快知识的传播,实现知识的共享,是一项具有现实意义的课题。当前,区块链与智能合约技术得到了广泛的应用和普及,为制造业供应链知识共享提供了支持。在去中心化区块链的技术支撑下,制造业企业间知识共享促进了企业间的信息交流,加大了资源共享力度,形成了完整的知识共享机制。本文将研究利用这两种技术在保障知识创作者权益的同时,加快知识的传播,实现知识共享的机制。主要的研究内容如下:(1)利用了区块链存储结构,使用时间戳和数字签名唯一地识别共享知识元数据。共享知识通过包含区块链中唯一标识符的存储结构进行发布,并且验证了共享知识的真实性。(2)利用了智能合约的共享机制,提出了基于智能合约的知识共享请求与服务模型,去除第三方监管,实现了共享双方的知识安全性,同时提出一个监督机制,保障了知识共享过程中利益的最大化。(3)通过区块链和智能合约这两种技术的结合,实现了制造业中刀具知识共享平台的搭建,在该平台上,可以实现刀具用户登录、查询刀具知识、刀具知识共享等相关操作。通过验证,本文研究的方法可以实现制造业供应链知识共享过程中的安全性能。

关键词： 多链溯源   多元素食品   区块链   智能合约   以太坊  

摘要： 随着社会经济的不断发展,人们对于饮食的追求转变为健康、绿色,食品安全也就成为消费者关注的焦点问题。食品溯源不仅可以让消费者更加了解产品的生产与流通环节,还可以提高国家相关部门对产品监督的便利性。然而现有的食品溯源系统主要是面向单一元素的食品,对于复杂的多元素食品(如饺子)的溯源研究较少,而且这类产品因为成分多样且无法通过成分外观判断其质量,所以针对这类产品的溯源不仅复杂,还很有必要。 针对多元素食品溯源问题,本文在研究了区块链技术及其相关应用的基础上,构建了基于区块链的多元素食品多链交叉溯源系统(Multi-blockchain Cross Traceability System for Multi-element Food,MBCT),并针对目前溯源系统中存在的存储效率问题,设计了高效的存储结构。主要研究工作如下: (1)构建基于区块链的多元素食品多链交叉溯源模型。针对多元素食品溯源困难、过程不透明等问题,先对传统农产品食品溯源模型和单一元素食品区块链溯源模型进行了分析,然后根据多元素食品供应链的溯源体系实际需求设计了MBCT溯源系统架构,并编写智能合约实现溯源系统中的各项功能。本模型在保证产品溯源数据的可靠性的同时,实现了对多元素食品中各个成分的快速溯源。而且MBCT系统供应链中不同厂家之间的数据相对独立,可以有效保护不同供应企业的数据隐私。 (2)设计并实现了链上+链下数据的混合式存储模式。针对食品溯源过程中全环节溯源数据信息过多,导致区块链查询速度较慢的问题,MBCT系统设计了链上+链下的混合数据存储模式。在此模式中,为了实现对大量生产环节和流通环节数据的存储,设计将溯源数据存储在本地数据库;其次为了保证溯源数据的真实可靠,设计各个产品元素完整溯源信息的哈希值均上传到私有链。最后通过链上+链下的混合式存储结构,实现了多元素食品的高效溯源查询,并通过实验验证了该模型的可行性和安全性。 (3)多元素食品的多链交叉溯源系统实现。基于以太坊平台,设计实现了MBCT系统,主要功能包括对食品中各组成元素在种植、检验、加工、仓储、运输环节以及多元素食品的加工至销售环节的数据信息上链,实现了消费者经客户端查询多元素食品的完整溯源信息的功能。最后,对比其他存储模式溯源查询时间的实验数据,验证了MBCT系统溯源信息查询的高效性。 综合以上的研究工作,本文完成了基于区块链的多元素食品多链交叉溯源系统,解决了复杂的多元素食品的溯源问题,并且能够实现高效溯源。

关键词： 农业知识产权   区块链   智能合约   数字水印   IPFS  

摘要： 针对农业知识产权长期存在的农业科技成果确权耗时长、成本高、侵权举证困难、证据固定耗时久等问题,提出了一种基于区块链的农业知识产权确权模型。该模型利用了区块链的去中心化、可追溯、不可篡改等技术特征,同时结合智能合约、星际文件系统(Inter Planetary File System,IPFS)、加密算法和数字水印技术,创新实现了农业知识产权的自动化确权和转让过程。主要研究内容如下:(1)构建了基于区块链的农业知识产权确权模型。包括数据确权存证、知识产权交易和版权方维权等功能模块。将数据存储在区块链上实现数据确权存证,确保数据的不可篡改和可追溯性;同时,利用区块链的去中心化特点,实现知识产权交易的安全可靠;而版权方维权通过自动化智能合约实现,也避免了传统维权方式的繁琐流程,节省了时间和成本。(2)研究文档数字水印算法和IPFS技术在农业知识产权确权中的应用。通过文档数字水印算法确保数字文档的真实性和版权归属。将IPFS技术应用于农业知识产权确权中的数据存储,与区块链网络一同运行部署,形成链上确认、链下存储的模式,解决数据的可靠性和完整性问题,防止数据被篡改或丢失。过程中改进了基于行末标识符的水印嵌入方案,通过选择标题后面的隐蔽嵌入点和使用伪随机数生成器随机选择嵌入位置,增加水印的隐蔽性和抗攻击性,同时使用Reed-Solomon码对加密后的水印信息进行编码,生成纠错码,以增加水印的容错性和鲁棒性,使用高级加密标准(Advanced Encryption Standard,AES)对称密钥加密算法加密水印信息,提高了水印的安全性。(3)以农业种植技术领域专利为研究对象,设计研发了基于区块链的农业知识产权确权服务系统,将研究成果转化为一个能实际提供服务的平台,设计用户友好的界面,方便用户进行知识产权交易和查询,使得普通用户可以对个人知识产权作品快速保护。该研究通过区块链技术的应用,解决了农业知识产权确权过程中存在的诸多问题,如确权时间长、成本高、侵权举证困难等。同时,智能合约和数字水印技术的应用,也使得知识产权的确权和转让过程更加自动化和高效。最后,该模型的设计具有较好的扩展性和适应性,可以根据不同需求进行定制化的开发和应用。为农业知识产权的确权和保护提供了一种新的思路和方法,对于农业科技成果的推广和应用具有重要意义。

关键词： 区块链   智能合约   合同变更   路径建构  

摘要： 以区块链为依托的智能合约,通过将合同的内容进行数字化编码,在满足预先设置的触发条件后,就自动履行合同的义务。智能合约技术上所具有的自动履行功能和不可篡改的特性,导致对当事人撤销、变更、解除或者终止合同的自由受到一定的限制,这种限制不仅剥夺了当事人的合同权利,更有违私法意思自治的原则。为了更好的规范智能合约这一新兴事物,促进其有序、良性发展,以智能合约变更规则为研究对象不无意义。本文除导论和结语外,分为四个部分:第一部分,区块链智能合约的基本理论。智能合约内嵌于区块链,在厘清智能合约的概念前,对复杂的区块链技术进行了介绍,要真正的了解智能合约与传统合同的差异,也必须深入了解智能合约运行原理、特征及实际应用。梳理了学界关于智能合约性质的争议观点,存在程序说、担保说、合同说这三种观点,通过分析比较考察域外国家对区块链智能合约的立法概况,进一步对其合同属性进行证成,承认其合同属性也符合智能合约的发展趋势。第二部分,智能合约与合同变更。技术性与合法性冲突下的智能合约变更存在以下困境:首先,智能合约自动执行性与合同变更的冲突,对自动执行的制度要义进行阐释,认为在合同变更权与自动执行之间应进行利益平衡。其次,智能合约不可篡改性与合同变更的困境,智能合约的不可篡改性并非具有绝对性,不可篡改性是指当事人确定合同条款所包含的内容并进行交易后,区块链所特有分布式记账技术会将此交易信息进行记录并保存在每个节点的区块中,不得随意更改,当事人也仅在被允许的情况下对合同涉及的内容进行变更,因此,不可篡改的特性不影响合同变更。最后,智能合约的匿名性与合同变更的难题。为实现当事人协商变更合同的目的,应对智能合约的匿名性进行一定的限制。第三部分,智能合约合同变更理论方案。首先,为谋求智能合约形式下当事人可自由决定合同内容的实现,对智能合约条款进行必要解构,将其分为自动履行条款变更和非履行条款变更,以此更好适应实践中存在的合同变更难题;其次,从整个智能合约运行过程切入,从事前预防、事中干预、事后救济三个维度对智能合约的内容进行更改。第四部分,智能合约适用合同变更规则的路径建构。为将智能合约纳入《民法典》调整,首先要明确其合同属性,明确其可变更的要求。一方面,智能合约应当遵守《民法典》合同编的一般规则,另一方面,智能合约技术本身也应进行改善,适应传统的合同制度。通过建立事前审查机制、用户身份验证机制,保障智能合约当事人的救济权利,使智能合约规范化,有助于智能合约良性发展。本文可能的创新之处在于:选取的研究对象为区块链智能合约这一新型的合同形态,研究的视野并不局限于其合同属性的的认定上,而是对其技术上的特性导致对既有法律规则的挑战,结合域外立法中有所启发之处,对智能合约的变更机制进行了有针对性的剖析,讨论了《民法典》合同编对智能合约进行规制的前提。不足之处在于笔者学术基础欠缺,理论准备不够,对文章的理论研究深度有限,加上缺乏实践经验,可能对问题的处理存在不当。