摘要： 近年来数字人民币在中国大陆发展迅速，使用场景由向公众派发数字红包、当地零售消费付款到公共服务缴费等，目前试点城市已多达23个，覆盖了全国1/5的人口。为了深化数字人民币的应用，2022年4月，深圳市地方金融监督管理局印发《深圳市扶持金融科技发展若干措施》，

关键词： 数字徽章   区块链   智能合约   学习成果认证  

摘要： 数字徽章在学习成果认证方面具有高度灵活性,不仅能够满足新型学习模式下学习成果的认证,也能够直观地反映出获得者的知识水平和技能层次。数字徽章作为一种新的学习成果认证方式和认证技术已逐渐在大规模在线课程中实现。然而,徽章数据安全性存疑,造成数字徽章的可靠性低、可信度差,阻碍了其进一步发展。同时,徽章获取缺乏统一标准,由数字徽章认证的知识技能参差不齐,导致其无法成功打通劳动力市场需求、能力培养和个体学习者发展三者之间的壁垒,数字徽章的社会认可度随之大打折扣。为解决数字徽章数据安全性差和社会认可度低等问题,本文拟从技术视角出发,研究并实现了基于区块链的数字徽章认证系统。首先,笔者通过文献研究发现区块链技术在为数字徽章提供质量保障和信用支撑方面具备巨大的优势和潜力;然后,在相关现状和关键技术研究的基础上,梳理数字徽章在实践过程中的不足之处,按照从需求分析到详细设计的软件开发流程规范,确定数字徽章认证系统的设计方案,完成区块链网络搭建、智能合约运行环境部署和功能模块设计等工作,并实现了数字徽章自动签发、徽章展示、徽章校验等功能;最后,本研究对系统的功能实现和性能展开了一系列测试,通过对测试结果分析可知,研究基本达到预期标准。本研究基于区块链技术实现的数字徽章认证系统具有以下优势:(1)本系统借助区块链技术优势,通过将徽章数据存入区块链账本之中,将有效防止徽章数据被非法篡改,同时避免徽章数据因中心化存储而存在的被非法攻击的风险,满足徽章数据安全性诉求。(2)利用区块链的加密算法特性,通过绑定徽章持有者信息和徽章数据的加密结果,在提高徽章数据安全性的同时,也为徽章认证提供了更加可靠的数字证据,从技术层面满足徽章校验结果可信度的要求。(3)基于智能合约技术规定了数字徽章获取方式,实现了徽章自动签发功能等功能,在满足以数字合同形式保障徽章获取标准统一的同时,大大降低了人为因素对徽章数据的干扰,进一步满足了徽章数据安全性和校验结果可靠性的需求。综上,本研究以区块链为技术基础,将其与数字徽章进行创新融合,实现关键技术的优势互补,不失为教育领域中一次有意义的实践探索,期望为未来的研究提供一定的实践借鉴与参考。

关键词： 供应链溯源   区块链   访问控制   超级账本   智能合约  

摘要： 近年来,随着互联网、云计算和大数据等技术的进步,供应链领域得以快速发展,但由于供应链周期长、参与方多、信息繁杂,各环节信息的不透明导致产品质量问题频繁发生。供应链溯源通过逆向追踪与定位到问题出现的环节来有效保障产品质量。传统溯源系统通常使用中心化存储方式,容易导致数据篡改和单点故障问题,难以保证追溯结果真实可信。区块链技术具有去中心化、不可篡改等优势,将其引入到供应链溯源场景中能够有效解决上述传统溯源系统的弊端。然而,现有区块链溯源系统仍存在数据共享程度低、访问缺乏透明性和隐私数据保护不足等缺陷。针对上述问题,本文提出了基于区块链的供应链溯源系统,并对其访问控制机制关键技术进行研究,主要研究内容如下:1.归纳并分析了传统溯源系统存在的数据中心化存储、易篡改等问题,对基于区块链的供应链溯源流程和需求进行分析,设计了区块链溯源系统的总体架构,并对溯源业务智能合约以及系统主要功能模块进行了设计。2.针对数据访问与安全共享的问题,提出一种基于区块链的供应链数据分级访问控制机制。设计了面向供应链场景的访问控制机制架构,实现访问控制信息与供应链数据的隔离存储。通过引入分级属性提出了分级访问控制模型,设计与部署访问控制智能合约。实验结果表明,该机制在大规模策略下,策略判定平均时间开销为26 ms,吞吐量最高达到111 TPS,且始终保持在90 TPS以上,具备稳定的性能。3.基于提出的分级访问控制机制关键技术,对基于区块链的供应链溯源系统进行实现。该系统使用Hyperledger Fabric平台搭建底层区块链网络,并将智能合约部署到网络节点。区块链溯源功能及性能测试表明,该区块链网络可长时间稳定运行。本文提出的基于区块链的供应链溯源系统有效实现了去中心化的可信溯源,以及数据透明化访问与安全共享等功能,保证溯源信息的完整可靠。测试结果表明,该系统具备稳定性能,基本满足实际场景的应用需求。

关键词： 智能合约   法律行为形式   法律适用  

摘要： 智能合约作为一种新的交易形式，具有去中心化、自动履行性、不可逆性等特点。从本质上看，它是一种计算机程序。而究其法律性质，它顺应现代商业将机器的行为作为客体的要求诞生，是一种新的法律行为形式，而并不应当被视为法律行为的类型。将智能合约作为法律行为形式区分于其所表现的法律行为意味着我们应当更多地考虑其作为一种新型的法律行为形式，应当如何与法律行为规则契合，而非围绕其创设新的法律规则集群。

关键词： 区块链   众包   知识图谱   智能合约   数字资产确权   数字资产交易  

摘要： 数字经济时代,数据成为新的关键生产要素。我国作为纺织服装领域传统强国,积累了海量的领域知识,但由于缺乏统一的组织管理,不同来源的知识之间缺乏关联,相互之间形成了一座座数据孤岛,庞杂的知识分布导致知识获取的成本较高,这为纺织服装领域知识的管理与应用带来了巨大的挑战。知识图谱技术的出现虽然为知识的组织管理提供了高效的解决方案,但由于纺织服装领域知识的庞杂性,知识图谱的构建与拓展存在困难。如何高效、系统性地构建知识图谱成为降低知识获取成本、提升知识应用价值的关键。为解决知识图谱构建困难的问题,结合众包模式与区块链技术设计了一种知识图谱众包拓展方法。该方法根据知识图谱的构建特点,重新定义众包角色、优化众包流程,进一步改进众包质量控制与激励机制,更加高效地完成知识图谱的构建与拓展工作。同时,利用区块链技术,使用智能合约程序化、规范化众包流程,保障众包流程的公开透明及公平公正。为激励众包工作者持续参与知识图谱的构建工作,并保护众包工作者的工作成果不受他人侵害,结合区块链技术设计了一种知识确权认证与付费分享方法。众包工作者在提交知识贡献后,可在区块链上完成确权登记操作,申明个人对于该知识贡献的所有权归属。已提交登记的确权记录可供其余用户进行所有权与真实性核验操作。在确权认证的基础上,使用智能合约实现知识的付费交易分享行为,最大化知识的价值变现能力。基于上述两部分研究内容展开应用研究,设计并实现纺织服装领域知识图谱众包拓展系统。在技术层面,该系统基于联盟链框架FISCO BCOS进行开发,并结合IPFS技术实现区块链混合存储方案。在功能层面,系统包含用户、众包、知识认证与交易三大模块,支持用户以众包的方式参与到知识图谱的拓展维护中,并为系统中众包参与者提供知识的确权认证与交易分享功能,实现纺织服装领域知识资源的共建共享。

关键词： 多区块链   物联网   智能工厂   数据共享   智能合约  

摘要： “工业4.0”的提出推动了全球制造业的发展,各国先后提出了适合本国的工业发展战略,旨在在新一轮的工业革命中抢占先机。在“中国制造2025”的战略下,国内工厂智能化程度不断提高,数据治理逐渐取代人为决策,工业机器逐渐取代人工操作,智能工厂物联网设备不断增加,生产系统也愈发庞大。传统的智能工厂架构已经不能为智能工厂系统提供有效的支持,且在数据管理方面暴露出许多安全问题亟需解决。智能工厂设备连接度越来越高,更多的人和系统可以接入工业网络,网络攻击的风险大大增加。区块链技术具有分布式、防篡改、可追溯等技术优势,能够解决智能工厂中存在的安全问题。但是由于智能工厂管理系统和生产系统的异构性,单一区块链结构不能满足不同系统的需求。本文主要针对智能工业场景下的物联网与信息物理系统的数据安全传输问题、数据安全处理问题和数据安全共享问题开展研究工作,研究设计了多链协同关键技术。本文主要工作包括:(1)针对多链协同的智能工厂生产设备链的数据安全传输需求,结合智能工厂的数据特征,提出基于马尔可夫链蒙特卡洛采样的双通道有偏游走方法,用于改进IOTA中缠结账本的Tip选择过程,通过实验验证方案性能,满足了缠结账本应用于工业物联网中的混合类型数据传输要求。(2)针对工业生产过程的生产指标校验场景,提出了一种适用于区块链系统的生产指标匿名存储数据方案,设计了基于插值多项式的双色球算法以实现生产指标的快速验证,根据本文提出的工厂结构,搭建工业生产平台,验证方案的执行效果。方案能够保障信息物理生产系统的数据处理过程的安全可靠。(3)针对智能工厂间的数据共享与追溯问题,提出了基于星际文件系统的数据存储和对称密钥加密的数据共享方法和生产数据的多级溯源方法,对方案进行安全性分析并搭建仿真环境验证其性能。保障了智能工厂间的生产数据从产生到共享的生命周期内数据安全和可追溯。综上所述,本文设计了基于生产设备链、工厂管理链和数据共享链的多链协同的智能工厂数据治理技术,并对各个层级的区块链架构进行了详细地分析。通过理论分析和实验验证,本文所提出的方案提高了智能工厂数据治理的安全性。

关键词： 隐私保护   区块链   智能合约   基于属性的加密  

摘要： 随着物联网日益渗透到人们的生产生活中,“万物互连”的网络结构已然呈现,以物联网为核心技术的智能医疗体系应运而生。传统架构的智能医疗体系的局限性口益凸显。首先,医疗体系中的数据大多是敏感数据,现有的处理敏感信息的方式很容易导致用户隐私泄露;其次,医疗体系相对孤立,在不同的医疗机构之间存在数据孤岛现象,用户的活动范围仅仅局限于系统边界内,用户在不同医疗机构之间转诊过程繁琐、信息重复上传。因此,如何更好地在数据的开放性与隐私性之间寻求平衡是一个亟待解决的问题。 为了解决不同医疗机构之间相对孤立、信息闭塞的问题,本文提出一种新的用于跨医疗机构之间的隐私保护数据共享方案。首先,本文提出了一种支持多对多搜索的基于属性的加密(Attribute-Based Encryption,ABE)方案。对数据及其多个关键词采用不同的加密方法,数据使用者根据自己的多个兴趣、专长形成陷门,与数据的密态关键词完成匹配,在密文之上完成数据检索和共享,实现大规模医疗数据的细粒度访问控制;其次,针对不同医疗机构之间属性可信性问题,本文设计了去中心化的基于区块链的医疗隐私数据联邦共享方案。通过将密钥生成中心(Key Generation Center,KGC)的部分职能下放到属性授权中心,摆脱了对传统的可信密钥生成中心可靠性的依赖,既实现了去中心化的、动态的密钥管理,又在不同医疗机构之间实现了属性的可信性。同时引入授权和撤销机制,将授权结果发布到区块链,在多个医疗机构之间实现数据共享。此外,在匹配算法和诊断结果返回的过程中引入零知识证明,保证整个过程的可信。 本文对提出的方案进行了正确性分析和安全性分析,在本地和以太坊上进行了实验模拟。理论分析和实验结果都表明,本方案在保障用户隐私的前提下实现了跨机构之间的医疗信息共享,预解密的方式允许数据使用者只需要执行一次求幂运算和一次乘积运算就可以获得明文,减轻了本地计算压力。数据使用者只需要存储常数级的解密密钥和匹配密钥就可以完成解密和匹配。本方案正确、高效,能够适用于医疗场景,有利于提高社会医疗资源的利用率。

关键词： 以太坊   智能合约   庞氏骗局   代码特征表示   代价敏感损失  

摘要： 近年来,随着以比特币、以太坊为代表的区块链技术的发展,相关技术领域的研究和应用不断升级。然而,由于区块链技术去中心化、匿名加密的技术特性,市场一直难以对其建立有效的监管机制。这便吸引了不法分子将庞氏骗局移植到以太坊智能合约中,给以太坊及其应用带来了重大安全风险和经济损失。因此,通过检测智能合约尽早识别隐匿其中的庞氏骗局显得尤为重要。目前针对以太坊智能合约庞氏骗局识别的研究还不充分。早先的研究通过专家经验和启发式规则对庞氏骗局进行定义和识别,其问题在于效率低下、误报率高。基于机器学习的一系列方法非常依赖特征提取,其识别精度还有较大提升空间。为了克服现有工作的局限性,还需要有效挖掘智能合约中的公开信息,进一步提高特征提取和识别检测的效果。本文重点关注智能合约的特征表示方式,主要利用网络上公开的智能合约代码进行研究,提出一种基于全局词向量表示的智能合约庞氏骗局识别方法。该方法将智能合约的操作码视为自然语言文本中的单词,从而将代码序列的向量化问题转化为文本向量化的问题。基于自然语言处理中的GloVe模型,通过引入权重系数改进全局词频统计的词嵌入模型,实现从合约代码中构造具有语义信息的特征矩阵。进一步采用多种机器学习分类算法进行训练,实现了智能合约庞氏骗局的检测。针对智能合约庞氏骗局检测数据类别不平衡的问题,以及分类模型中梯度提升算法存在的预测偏移问题,本文分别使用了焦点损失函数和排序提升算法来对分类模型进行改进。实验表明,改进后的模型相比改进前在F1值和AUC值上均有了更好的表现,且强于现有的不平衡数据分类算法。最后,在以太坊网络真实场景中使用最终的模型做测试,成功识别出尚未被发现的庞氏骗局合约,亦证明了本文提出算法的有效性。

关键词： 设施黄瓜   溯源系统   区块链   智能合约   EtcdRaft共识算法  

摘要： 设施黄瓜作为一种典型设施农产品,其产品的质量安全越来越受到人们的重视。溯源系统在设施黄瓜上的应用,不仅可有效的提高市场上黄瓜产品的整体质量,也可成为质量追责的有效手段。区块链技术具备的不可篡改、可追溯、天然互信等特性使其为农产品信息的可信存储提供了有力保障,但现有的区块链溯源系统在处理设施黄瓜溯源信息时仍存在着些许不足,如无法实现对链上产品品质的把控,对产品的质量安全监管缺乏有效手段,溯源系统崩溃容错率较低导致安全性不足等。为解决现有溯源系统存在的问题,本文在对设施黄瓜溯源系统需求调研的基础上,系统分析设施黄瓜供应链各环节存在的质量安全隐患,研究构建基于区块链的设施黄瓜品质分级溯源模型,并进一步优化溯源系统的共识算法,将Etcd Raft共识算法引入模型,研发设施黄瓜质量安全可信溯源系统。具体研究内容如下:(1)设施黄瓜品质分级溯源模型研究在深入分析设施黄瓜供应链各环节质量安全问题基础上,提出“智能合约+设施黄瓜质量安全标准”的解决方法和设计思想,从而构建设施黄瓜品质分级溯源模型。模型中供应链各环节数据在录入时,通过匹配相应的智能合约,自动触发执行条件,判断上链产品品质等级并实现判断结果数据二次上链。模型强化了针对设施黄瓜的溯源系统的数据服务能力,为设施黄瓜产品质量安全提供保障。(2)基于Etcd Raft共识算法的溯源系统安全性研究针对现有溯源系统存在的易崩溃、容错低、系统安全性差等问题,在设施黄瓜品质分级溯源模型的基础上引入Etcd Raft共识算法。该共识算法在每个Orderer节点中添加raft协议用来实现结点间的通信,具有去中心性强、数据同步效率高、系统部署轻便等优势,通过与Kafka、PBFT共识算法对比可知,采用Etcd Raft共识算法可以避免区块链网络中服务器集群受到攻击而造成溯源系统瘫痪的情况,提升系统安全性。(3)设施黄瓜质量安全可信溯源系统实现在设施黄瓜品质分级溯源模型研究基础上,对溯源系统的架构进行了设计,并根据Etcd Raft共识算法设计了服务器架构,将每个组织的硬件配置分为Client客户端节点、Orderer排序节点、Peer节点服务器集群三类。为系统的高效运行设计了一系列的系统运行过程,并提出数据的发布与追责方案。最后完成区块链网络的搭建、智能合约书写、客户端的实现等操作,实现了基于区块链的设施黄瓜质量安全可信溯源系统,并对系统进行验证,结果表明此溯源系统实现了预期功能,系统运行稳定且能够提供高可信度的溯源数据。

关键词： 区块链   众包   智能合约   任务分配   博弈论   去中心化  

摘要： 众包是一种分布式解决问题的机制,也是一种新兴的商业模式。由于常常涉及依赖以众包平台和第三方机构进行的薪酬交付,现有平台实际运行中面临被恶意机构攻击、恶意接包者和恶意发包者参与系统等诸多问题。总的来说,众包活动中多方利益保护的核心矛盾在于如何在开放的互联网环境下,建立接包者和发包者对于平台的多方信任,提高众包任务完成质量。针对现有技术存在的权益保护问题,区块链和智能合约技术为众包活动的权益保护带来了新的解决方案。本文旨在利用区块链技术和智能合约在确认权利、保存证据、和可追溯性方面的优势,设计一种安全、公平、可靠的基于智能合约的众包活动全过程监控方法和系统DCrowd。本文的贡献如下:一、提出了基于承诺协议的链上数据两阶段公布机制与无偏随机选人算法。作为获取可信众包结果的前提,数据的可信提交和接包者的公平选择具有重要作用。本文首先利用区块链公开透明和不可篡改的技术特点,设计了一种基于承诺协议的链上数据两阶段公布机制TPReview,并将其应用至众包结果数据的提交过程中,有效确保了各接包者之间的信息独立性和可信性,并规避了接包者的“抄袭”现象。其次,基于TPReview,本文设计了一种无偏随机选人算法TPSortition,以供DCrowd从分散的接包者库中选出独立的接包者,以避免可能的不公平和串通。此外,本文还设计了非对称加密、任务切分等手段对众包任务发布过程进行保护,有效确保了众包任务数据的隐私性。二、提出了基于博弈论的激励机制设计。接包者获得收入是其完成众包任务的原始动机,因此本文精心设计了激励机制:为了获得最大利润,接包者必须始终诚实作答。本文从博弈论角度分析众包场景,将众包任务的激励过程转化为接包者的博弈活动,从而将信任问题转化为经济问题。三、设计实现了基于以太坊智能合约的原型系统。本文利用以太坊区块链的智能合约实现了原型系统DCrowd。DCrowd通过多个智能合约的配合,实现了众包用户管理、用户信誉审核、众包任务管理等核心功能。本文通过测试合约中各接口的”汽油费”,检验了DCrowd平台的可行性,并达到了设计预期的性能。