关键词： 业务流程管理   区块链   时间约束   赋时编排图   智能合约   版本控制  

摘要： 针对现有基于区块链的业务流程管理引擎中普遍存在的缺少时间约束、实例化成本高、灵活性低等问题,提出一种基于赋时编排图的区块链业务流程管理引擎。该引擎在编排图的基础上引入活动单次持续时间约束、活动最大持续时间约束和活动间隔时间约束,实现了对链上业务流程的有效时间管理;采用基于元模型的解释型部署方式,部署后的智能合约可被不同流程实例编排复用,与其他引擎部署时实例和智能合约一对一的编译型方式相比能够大幅降低区块链Gas消耗;提供基于投票机制的元模型版本控制策略,提高了版本控制的去中心化程度,解决了版本迭代困难的问题。通过一家助听器企业真实跨组织业务流程的编排实验验证了该引擎在跨组织业务流程管理中的有效性。

关键词： 电动汽车   充电服务费   定价优化   智能合约   粒子群优化算法  

摘要： 为了解决传统集中式电动汽车充电服务费统一定价难以满足新型电力系统精度与灵活性需求的问题,提出了一种基于智能合约的电动汽车充电服务费自适应调整机制。通过建立考虑购售电双方收益的充电服务费优化模型,从购售电双方收益及负荷引导需求两方面对充电服务费进行优化;同时运用智能合约技术,制定更加精确、更具针对性的单座充电站的充电服务费调整策略。通过算例进行仿真验证,结果表明相较于传统定价模式,所提自适应定价模式下的负荷引导能力和交易双方的收益水平都具备显著优势。

关键词： 云计算   安全外包   智能合约   双线性对   可验证  

摘要： 随着云计算的快速发展,如何安全有效地将复杂的运算外包给云服务器受到了广泛关注。双线性对运算是公钥密码体制中最昂贵的运算之一,对于资源有限的设备来说负担很重。结合区块链中的智能合约,提出基于单个服务器的双线性对外包算法。借助智能合约的运行机制,用户在外包算法中不再需要执行验证过程。对算法的安全性进行了严格证明,所提算法能够保证用户的隐私性。在开源区块链平台Hyperledger Fabric上实现了所提算法,并比较了已有方案的安全性和执行效率。理论分析和实验结果均表明,所提算法同时提高了用户和服务器的计算效率,且能完全验证外包结果。

关键词： 区块链   智能合约   匿名评审系统   可扩展性   活性  

摘要： 同行评审的重要价值一直被学术界广泛认可,然而其过程的不透明广受诟病。近年来,区块链技术的快速发展正在迅速推动以太坊等开放式智能合约平台的成熟,为开发去中心化的评审系统奠定了坚实基础。然而,目前去中心化的评审协议面临两个有挑战性的问题。首先,由于区块链记录的信息是透明公开的,若评审方的身份在评审结果产生前被公开,会导致匿名性难以保障,不利于维护评审过程的公平性。其次,由于智能合约中函数的每一次调用都要花费一定量链上资源,执行包含n位评审方的协议需花费O()n链上资源,导致可扩展性难以保障,协议难以应用到实际场景。本文提出一种基于区块链的轻量级匿名审稿协议(Blockchain-based Lightweight Anonymous Review,BLAR),旨在解决去中心化评审协议的匿名性和可扩展性两个关键问题。BLAR协议不需要在评审结果展示前在区块链上存储任意可能导致指派信息泄露的信息,包括但不限于被选中评审方的账户地址或其哈希值,从而使攻击者无法确定性地找出对应某投稿的评审方。同时,BLAR协议不依赖区块链进行存储与计算,而是仅利用区块链进行验证和可信性保证,从而在最小程度造成区块链链上负担的情况下,保证数据汇聚与处理的可信性。我们证明,只要主办方和评审方存在至少一位诚实参与者,BLAR协议一定能执行完毕,且一定能产生符合评审者打分的正确结果。我们还证明,当全部协议参与方具备理性时,执行BLAR协议全过程的成本为O(1),独立于参与方数量的规模。我们在以太坊官方测试网络上实现了BLAR协议,并进行了实验评估。结果表明,无论协议参与方的规模大小,BLAR协议都可以将匿名评审的执行成本降低到1美元以下,远低于现有工作中方案的执行成本,具备了实用性。

关键词： 区块链   智能合约   云存储   完整性验证   公平仲裁  

摘要： 数据外包存储面临的恶意篡改和删除等问题,如何在云环境下保证数据的完整性和安全性是当下研究的重点。数据持有性证明(provable data possession,PDP)被视为是解决这一问题的有效方法,但是现有的PDP方案仍然存在一定的局限性。一方面,目前主流的PDP方案要求有一个可信第三方审计实体(third-party auditor,TPA)来代替用户执行验证操作,但是TPA作为一个中心化的实体,可能遭受恶意攻击从而导致单点失效等问题。另一方面,没有考虑公平性问题,即缺乏惩罚恶意云服务提供商(cloud service provider,CSP)并赔偿数据完整性遭到破坏的用户的方法。为了解决上述问题,提出一种基于区块链的分布式数据完整性验证方案。首先,通过借助区块链替代TPA执行验证任务,保证了验证结果的可信性和不可篡改性。其次,该方案使用区块链中当前的块哈希值作为随机数种子来生成挑战值,能够有效地抵抗中间人攻击和重放攻击;最后,用户和CSP向智能合约预先支付一定数量的以太币作为保证金,阻止了恶意交易行为的发生。实验结果和理论分析表明,该方案有效的保证了数据的完整性和安全性。

关键词： 溯源系统   区块链   SHA-256哈希算法   SM2加密算法   智能合约  

摘要： 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。

关键词： 访问控制   数据共享   区块链   智能合约   ABAC模型  

摘要： 大数据环境下,访问控制技术是确保数据安全共享的重要手段之一。针对传统集中式访问控制模型存在的授权粒度较粗、灵活性不足与扩展性差等问题,以区块链技术为基础,结合智能合约与基于属性的访问控制(Attribute-Based Access Control, ABAC)模型提出一种动态、灵活与细粒度的访问控制方案。首先,将用户信息以区块链中的交易为载体进行存储,保证数据的不可篡改、不可伪造与可追溯;其次,采用3种不同类型的智能合约分别对用户属性、访问策略以及信誉进行管理,实现全程透明、动态与细粒度的访问控制;再次,通过将信誉评估机制引入ABAC模型中,为不同的节点分配不同的访问权限,防止未经授权的访问并动态检查恶意节点;最后,通过搭建一个以太坊私有链实现本方案,仿真实验验证了该方案的有效性。

关键词： 区块链技术   分布式技术   对等网络   智能合约   共识机制   人工智能   大数据   物联网  

摘要： 区块链技术因其独有的去中心化、可追朔、难篡改等优势,已逐步在金融、医疗以及民生等多个领域崭露头角,成为众多行业关注的焦点。航空发动机作为高端复杂机械产品的代表,在外场综合保障各个业务环节对区块链应用具有迫切的需求。区块链是共识机制、智能合约、分布式账本、对等网络、密码等多项关键技术的创造性集成,是分布式技术的深化发展,具有去中心化、难篡改、可追溯等特点,正成为人工智能、大数据、物联网等技术后又一项对未来发展产生重大影响的新兴技术。

关键词： 区块链   访问控制   基于属性的访问控制   基于能力的访问控制   智能合约   星际文件系统  

摘要： 鉴于主流数据平台难以保证多部门数据的一致性、真实性和完整性,也难以抵御对数据的恶意攻击,针对跨国运政出入境信息共享流程,基于区块链技术,提出一种混合属性访问控制和能力访问控制的数据共享访问控制模型的流程控制,采用星际文件系统以链下的方式拓展区块链的可存储性;通过智能合约,以更细粒度的模式实现访问能力生成和委托,并详细阐述和分析了访问控制的框架和流程。通过仿真实验验证了本区块链网络的性能和有效性,并对研究内容进行了总结和展望。

关键词： 可搜索加密   属性加密   智能合约   公平交易   国密算法  

摘要： 大量用户将私密数据外包到云服务器上以缓解本地存储压力。为了保障数据的安全性,用户上传至云服务器前通常会执行数据加密处理,最后利用可搜索加密技术实现对密文数据的安全有效检索。然而,现有的方案通信模式通常是一对一的以及存在用户与云服务器间搜索交易的不公平性问题,即用户成功支付服务费后,云服务器并没有向用户返回正确且完整的检索结果。针对上述问题并考虑该场景下支持多用户检索的情况,提出一种基于国密算法的多用户公平可搜索加密方案。利用CP-ABE对属性私钥指定树形访问结构,实现密文数据的细粒度访问控制;然后,结合加解密效率高的SM4分组算法对数据集进行处理生成密文;最后根据区块链的公平机制以及智能合约自动执行的特点解决云服务器与用户之间的交易公平性问题,并且交易可追踪且不可逆转的特性使方案不需额外验证,从而减少计算开销。实验结果表明,所述方案在安全索引生成阶段耗时均处于毫秒级,对比传统方案具有优势;而且方案内的数据集增多,密文检索的效率并不随着线性增长,具有一定的稳定性。