关键词： 区块链   数据共享   属性加密   代理重加密   智能合约  

摘要： 具有高价值的敏感数据如何安全存储和灵活共享成为近年来的研究热点。然而,电子化数据共享系统在方便人们的同时,也面临着一些亟需解决的安全问题。例如,敏感数据在共享过程中存在的访问控制、数据机密安全、有效监管及隐私泄漏等问题。此外,当前集中式的云存储共享有着自身局限性。针对上述问题,本文提出了两个新的数据共享方案,主要工作内容如下: 1.提出了一种基于属性加密和代理重加密技术的区块链数据共享方案。首先,将隐藏访问策略的属性加密与代理重加密相结合,在防止访问策略泄漏隐私的同时,实现了数据的高效动态共享。其次,针对集中式单点故障、数据共享过程中缺少监管和区块链存储负载过重的问题,将所提算法与区块链、智能合约和星际文件系统融合,实现了原始数据密文链下分布式存储与关键信息密文链上共享的低开销模式,建立了支持灵活数据监管,适用于去中心化的医疗数据共享场景的架构。最后,对该方案进行了安全性证明以及存储与计算成本、智能合约开销等性能分析。结果表明,该方案满足选择明文攻击下的安全性,并能抵抗合谋攻击。在共享过程中增加了隐私保护和有效监督等功能的同时,该方案效率优于同类型的医疗数据共享方案。 2.提出了一种基于图式区块链和属性加密的数据共享方案。首先,通过隐藏访问策略来实现对敏感隐私的保护。其次,对方案增加了测试验证和解密外包功能,有利于计算资源有限的用户解密。此外,针对链式区块链共识可扩展性差、交易延迟高等性能瓶颈,将所提算法与图式区块链和星际文件系统相结合,在解决单点故障及信任问题的同时,降低系统存储压力,可以极大提高共识速度和系统吞吐量。该方案适用于对物联网中敏感数据有高效实时共享需求的场景。最后,对本方案进行了安全性证明与性能评估。结果表明,本方案不仅在q-BDHE假设下是静态安全的,并且能够抵抗常见攻击,性能优于同类型方案。

关键词： 区块链   演化博弈   信息共享   智能合约   激励  

摘要： 随着信息技术的不断进步,信息作为一种宝贵的新型资源呈爆炸式增长,如何对海量增长的信息资源进行高效地管理和利用已成为信息化时代面临的重要问题。信息共享是挖掘信息价值的重要手段之一,然而传统的信息共享普遍存在信息管理性差、信息隐私安全等问题,导致信息无法得到最大程度的价值体现。区块链技术由于其具有去中心化、不易被篡改等特点,目前已开始被许多学者应用于信息共享问题的研究,以解决传统信息共享中时效性差、权限控制等问题。不过,仍然存在信息参与主体加入区块链信息共享链主观意愿不强等问题。本文首先从系统的角度对区块链智能合约下的信息共享模式进行分析,然后综合考量信息量大小、信息质量等因素对信息共享的影响,通过引入信息协同系数、信息吸收系数等多个指标构建了一种基于区块链智能合约的信息共享激励演化博弈模型,用以刻画信息共享中各影响因素相互作用的动态演化过程,再通过演化稳定策略分析找到实现有效激励的各影响因素的调控区间,继而借用Matlab工具从多维度对上述演化博弈模型进行动态仿真以验证模型的有效性,并给出相应的管理建议。通过研究发现:(1)当激励强度较低时,信息共享量、信息协同系数、预存定金、信息共享成本无论如何变化,博弈双方最终均趋于不进行信息共享,此时声誉激励无法影响参与主体的策略选择,该激励区间为声誉激励的无效区间。(2)当激励强度较高时,平台补贴、信息共享量、信息协同系数、预存定金分别存在一个阈值,高于其阈值时,博弈双方最终均趋于进行信息共享,而低于其阈值时,博弈双方最终均趋于不进行信息共享,该激励区间为声誉激励的有效调控区间。(3)在演化博弈过程中参与主体的信息共享行为随着影响参数的变化而不断变化,其中平台补贴、信息共享量、信息协同系数、预存定金、信息共享成本对系统趋于信息共享方向具有促进作用,信息共享成本对系统趋于信息共享方向具有抑制作用。综上所述,通过研究可以得出激励强度的有效区间即为系统的最优调控区间。在有效激励区间下,参与主体应通过提高信息共享量、信息质量等因素,使其选择信息共享策略获得的收益大幅增长。平台应通过加强技术水平和管理水平,从而降低信息共享成本,结合声誉正向引导参与主体提供高质量信息的积极性,最终使参与主体的演化稳定策略趋近于信息共享策略。

关键词： 边缘群体协同   区块链   深度强化学习   资源分配   智能合约  

摘要： 随着人工智能技术以及物联网技术的发展,各类应用在终端设备上产生了大量的数据。为了给用户提供更高质量、更低时延的服务,通过将服务卸载到靠近用户的边缘侧成为一种有效的解决方案。于是,边缘计算的概念推出并得到快速发展。边缘计算通过在数据源产生的地方直接进行数据处理的方式,既减少了数据在网络中传输的时延,也节省了数据传输时的带宽占用,大大提升了响应速度。同样的,人工智能应用也受限于云计算的服务架构,无法满足于对时延高度敏感的业务需求,如视频业务等。因此,依托于边缘计算的网络架构,在边缘侧部署人工智能服务是一个很好的解决方法。其中,在人工智能服务中,最常见的就是深度学习技术。但是,在边缘侧进行深度学习训练往往需要面临设备计算和存储资源受限的难题,并且还需要考虑网络中的安全问题。基于上述背景,论文主要在现有研究的基础上提出了一个边缘群体协同训练系统,通过边缘节点的协同训练解决单一节点资源受限的问题。协同方式采用一种深度网络分割和聚合的模式,将深度网络分割为几个子模型,然后交给多个边缘训练节点进行训练。同时,为了解决边缘训练节点恶意提交模型的问题,引入了区块链并设计智能合约记录了每个边缘训练节点的信誉分。根据信誉分,系统可以选择采用或者弃用边缘节点训练的子模型从而保障了整个结构的安全性和可靠性。依托于提出的系统,研究针对边缘场景下计算、网络和存储资源分配管理的应用需求,采用DRL(Deep Reinforcement Learning,深度强化学习)算法中的Dueling DQN算法来优化求解。仿真实验表明,在本系统中边缘训练节点可以通过协同实现整个传统的DRL算法的训练效果,并且大大节约了训练步数。

关键词： 区块链   FISCO BCOS   智能合约   星际文件系统   业务流程审批  

摘要： 随着现代信息技术的快速发展,我国“互联网+政务服务”的建设步伐明显加快,政务办公和社会管理效率得到了极大的提升,但目前的电子政务审批系统依然面临数据孤岛、数据缺失和监管缺失等问题。区块链作为一种分布式数据库,其可追溯、防篡改、高可靠性、透明可信等特点,为解决政务数据共享、审批流程冗长的难题提供了新的思路。论文针对道路病害处置的实际需求,基于联盟链FISCO BCOS设计并实现了一个道路病害处置多部门间可柔性扩展的信息共享审批系统,并使用Petri网和符号执行技术对智能合约进行了安全漏洞检测。论文在综述国内外基于区块链的政务审批系统相关研究成果的基础上,按照道路病害审批系统的需求,提出基于区块链的道路病害审批系统流程,设计了系统的总体架构,描述了智能合约结构,给出了功能函数的设计。为了提高系统的读写性能,论文设计了结合区块链与IPFS的分布式数据储存模型,一方面确保数据不可篡改,另一方面降低了数据储存的成本。为了提高系统的安全性,论文将Petri网技术和符号执行技术相结合,对智能合约进行安全漏洞检测,并根据检测的结果对智能合约代码进行了分析及改进。论文最后完成了区块链节点及IPFS集群的搭建,对智能合约进行部署,并基于框架和前后端分离技术,实现了基于区块链的道路病害审批系统。具体来讲,论文的研究工作包括以下方面。(1)结合实际应用,论文对基于区块链的道路病害审批系统进行了需求分析和架构设计,提出了了将区块链和IPFS技术相结合的数据存储模型,使得存储于系统中的数据既实现了去中心化的特性,又改善了区块链读写性能较低的不足。将系统分为系统管理、病害巡检、道路养护、病害监理和病害抽查五个模块,详细分析了每个模块的具体流程。确定以FISCO BCOS为系统区块链平台,结合各个模块的流程,设计了相应的智能合约结构和功能函数。(2)由于智能合约一旦部署就无法修改,为了避免将带有安全漏洞的智能合约部署上链,论文在智能合约开发之前采用Petri网技术对智能合约的业务流程进行建模,并对模型进行了模拟仿真与动静态特性分析,以确保智能合约逻辑流程的安全性。在使用Solidity语言完成智能合约的开发之后,利用符号执行技术对智能合约代码进行了安全漏洞检测,根据检测结果对代码进行了分析及改进,降低了智能合约发生安全事故的可能性。(3)论文依照系统设定的角色,完成了FISCO BCOS区块链平台运行环境的配置、IPFS集群的搭建以及网络节点的启动。在智能合约部署上链之后,采用Spring后端框架和***前端框架的前后端分离技术,用户能够通过API与区块链系统进行交互,实现了基于区块链的道路病害审批系统。论文对系统进行了功能测试,测试结果表明系统能够全面地实现道路病害的审批处理,并具有较好的适用性和灵活性,为区块链在政务审批领域的落地提供探索实践。针对传统政务系统中审批流程长,各个部门之间互不信任等问题,论文所研究的基于区块链的道路病害审批系统,实现了政务数据的去中心化存储和相关机构之间的数据共享,并能对审批流程进行溯源,保证了数据的可靠性和完整性,是区块链技术在道路病害处置场景下政务数据审批共享应用的新尝试,为解决传统政府部门间数据孤岛的问题提供了新的思路。

关键词： 分布式拒绝服务攻击   信息熵   支持向量机   自适应增强   软件定义网络   区块链   智能合约  

摘要： 互联网设备的规模正在经历一个飞速增长的阶段,随着物联网应用的扩展以及可穿戴设备的普及,由自身性能有限导致的防护能力不足使得越来越多的设备成为潜在的分布式拒绝服务(Distributed Denial of Service,DDo S)攻击傀儡机,DDo S攻击流量规模在过去几年间上升了一个数量级,且攻击来源分布更加广泛,防范压力与日俱增。与此同时主流的DDo S攻击检测系统仍保持着集中式紧耦合的特点,面临着成本高、灵活度差的问题,难以在靠近攻击源端进行检测,从而在攻击对目标主机造成影响前实现拦截。本文针对上述问题,提出了一种基于区块链的跨域协同检测方法,该方法恰当地结合了软件定义网络(Software Defined Network,SDN)与区块链相关技术的优点,通过基于熵值和改进的支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的分级检测方法实现了可灵活部署的轻量级早期检测,主要研究工作如下:(1)为降低检测设备运算负载,研究并提出了包含宏检测和微检测的分级检测方法。宏检测方法选择了流量的13种特征分别计算其熵值,通过熵值变化率进行异常识别,当宏检测报告攻击则调用第二级的微检测方法。微检测方法通过将SVM与自适应增强结合,以SVM为弱分类器迭代构建了最终的强分类器,本文将其称为SVM-Boosting。实验结果表明,综合应用多种特征可对正在发生的DDo S攻击作出有效识别。SVM-Boosting方法在经过核函数对比、特征选择以及迭代增强后,表现出了比其他机器学习方法更高的检测性能。(2)设计和验证了SDN环境下的早期检测方法。通过s Flow代替传统Open Flow请求的方式进行流量统计,任一成员识别出非本域攻击流量后将相应信息上传,其他所有成员自动下载攻击信息并生成流表项对攻击流进行丢弃。实验结果表明,该方法可通过信息协同使靠近源端的SDN域发现攻击流量并拦截,减轻了攻击目标的防御压力,减少了无效流量跨域转发带来的带宽浪费。(3)为实现基于区块链的信息协同、解决分布式协同检测可能面临的安全问题,设计并验证了基于以太坊智能合约的身份验证和信誉机制。所有新成员在加入时需经管理员验证以获得智能合约颁发的私钥,每个成员对所上传的协同信息进行数字签名以避免身份冒用或身份盗用,同时保证上传信息可追溯。通过信誉机制限制恶意节点上传无效信息以阻塞成员交换机的能力,通过所上传信息的互相验证限制恶意节点进行虚假报告。另外还使用了IPFS以减少上链数据,降低信息交易时间和成本。实验证明所设计的信誉机制可有效工作,上传了有效攻击信息的成员节点信誉得到了提高,同时该方法所需运行成本较低,与轻量级检测的设计目标相符。

关键词： 智能合约   热更新   共识算法   拜占庭容错   在线编程  

摘要： 随着比特币等数字货币的日益发展,区块链技术也逐渐成为一种新兴技术。近年来,区块链技术已经成为了一种可编程的分布式信用基础设施,以支持智能合约应用。目前最热门的区块链类型是联盟链,它能够与其他技术相结合,通过编写一些智能合约来实现区块链的落地价值。联盟链的典型代表就是Hyperledger Fabric,它的智能合约系统称为链码。但目前链码存在一些问题,比如所有的用户不得不自己编写重复的业务逻辑,节点需要手动安装部署新的合约,部署更新成本较大,用户体验感较差。除此以外,Fabric在1.0版本中使用的是基于Kafka的订购服务作为它的共识算法,能够达到非常高的吞吐量,但这种基于消息队列的共识算法无法容忍拜占庭节点。因此,本文针对现有的问题,研究并设计了一套新型智能合约系统,该系统能够有效地解决上述问题。本系统能够实现智能合约执行的基本功能,包括合约的模拟执行、读写集的生成、交易的生成、共识以及验证过程,保证合约系统的正常运转。在此基础上,增加了合约的自动更新部署的功能。并且,针对交易的共识过程,提出了基于拜占庭容错的消息队列共识算法,该算法解决了消息队列共识算法无法容忍拜占庭节点的问题,提高了智能合约系统的鲁棒性。本文除了智能合约基本功能的实现外,提供了依赖于该系统的在线编程工具。该工具是为用户提供的模拟合约执行的平台。用户可以在该平台上编写需要的智能合约,之后用户可以将合约轻松部署到链上,并实现对合约的调用。最后经过实验证明,本系统能够完成所需功能,并且通过在线编程工具测试完成了一个智能合约从编写到调用的生命周期过程。并且在共识算法上实现了拜占庭容错,进一步保证了智能合约系统的安全性和可靠性。目前该系统已经交付项目组部署上线。

关键词： 智能合约   合同法   区块链   法律关系  

摘要： 智能合约的概念在很早的时候就被提出,多用于金融领域,但一直没能成为一种广泛应用的交易形式,一个很重要的原因就是缺乏信任机制,因为作为数据库的服务器极易遭受攻击或篡改。2008年比特币系统建立了一个去中心化的点对点支付系统,依托于非对称加密、点对点网络和共识机制,使其可以独立运作,任何第三方机构都无法改变其历史。这给了从业者设立以区块链为基础的智能合约平台的启示。2014以太坊上线,该平台允许任何人在其区块链网络上建立智能合约应用。随着公链Dapps生态的发展,以太坊公链中的应用数量呈现出指数级增长的趋势。近年来,得益于去中心化金融(De Fi)和非同质化通证(NFT)的发展,智能合约金融开始受到上市公司和机构投资者的关注。预言机(Oracle)技术也让智能合约在链内与链外的交互成为了可能,为智能合约与现实世界提供了沟通的桥梁。同时,智能合约作为一种新型的交易形式,有着与合同类似的结构。但是其在法律上的地位没有被主权国家立法确认,学者们对智能合约的性质也有不同的看法,智能合约与传统合同、电子合同、电子数据交换的区别在那里?智能合约与传统合同相比有着哪些本质上的区别?合同法在规制智能合约的过程中遇到了哪些问题?在合同法框架下如何应对智能合约等新技术对传统法律制度带来的冲击?本篇文章探究了上述问题。第一章先介绍了智能合约发展的历史,然后梳理并分析了学者们对智能合约的定义,接着从电子合同发展的不同阶段总结出了智能合约定义的内涵。最后通过智能合约与常见的电子合约的辨析,限定了智能合约定义的外延。通过内涵+外延的定义方式回答了什么是智能合约、什么不是智能合约的问题。第二章先通过对智能合约应用市场现状和发展前景的分析,明确对智能合约进行合同法监管的必要性。并以流程图的方式详解Maker合约,直观地展示了智能合约的运作过程和预言机的原理。回答了为什么要监管智能合约、智能合约是怎样运行的问题。第三章则对智能合约技术在合同法的适用过程中存在的问题进行了分析,分别从合同的定义、合同法的目的、合同的形式和合同中的意思表示五个角度观察,得出智能合约应当受到合同法规制的结论,指出智能合约与传统合同在当事人是否受到法律约束、意思表示的形式、能否违约、能否被第三方机构介入、违法内容是否有效等方面有着较大的差别,并发现了一些合同法在规制智能合约过程中出现的问题。第四章则对第三章分析中所发现的问题所做出了对策式的回应,对当事人无法受到合同法约束的问题,提出了事后救济和去匿名化的监管方法。针对违法的智能合约问题,提出了由政府建立部分中心化的智能合约合同平台的方案。针对从法律上解释计算机代码门槛过高的问题,提出了制定智能合约的标准合同格式的解决方案。最后提出了对智能合约的外界信息源——预言机的规制方法,提出监管部门可以通过对预言机的监管间接实现对智能合约的监管。在开始本篇文章之前,要强调智能合约的一个关键特性——能够脱离司法机关独立运行,这个特性为区块链所特有,也是智能合约与电子合同的区别所在,文中提出的大部分法律问题也由此而起,监管对策也主要围绕着“司法机关如何才能介入智能合约”展开。

关键词： 要素市场化配置   要素线上化   区块链   智能合约  

摘要： 信息基础设施是推进要素市场化配置的重要支撑。通信网络基础设施使要素的线上流动和配置成为可能，区块链为要素线上化提供两大基础性保障功能，即增强数据的可信性和共享性，这既可确认在线上流动的要素价值，又最大化其价值实现。区块链上的交易应用智能合约，缩短了交易全流程的签约时间，降低了签约后再协商的可能性。这一变革性交易模式提高了一次性交易的有效性，降低了专用性投资对契约关系的限制，并从源头上提高违约成本、约束人的机会主义行为、增强合同的完备性、减少交易中的不确定性，以技术和制度来替代原科层组织如企业在节约成本、降低风险中的作用，从而推进要素市场化配置。

关键词： 区块链   智能合约   漏洞检测   符号执行   神经网络  

摘要： 区块链发展迅猛,从比特币为代表的区块链1.0到后来的以太坊为代表的区块链2.0,带来了更多的技术方法,其中包含智能合约的使用,但由于区块链上的内容无法篡改,合约上链之后便难以进行更改,如果合约存在漏洞,可能会导致用户财产受到损失,严重的甚至会导致区块链产生分叉,严重影响用户的使用以及区块链本身的运作,所以为了使得智能合约在部署上链之后尽可能的正常运作,减少可能损失的发生,防止智能合约被恶意攻击,在合约上链之前需要对其进行漏洞检测。 论文针对智能合约可能出现的一些常见漏洞的检测技术方法,开展以下研究: (1)传统的符号执行方法在智能合约漏洞检测中普遍速率较低,尤其在含有大量循环语句时,并且检测准确率不理想,从而提出一种在约束求解层面进行优化的改进符号执行模型方法(Improved symbolic execution model,ISE),在传统符号执行的基础上增添约束条件树组件,并在遍历策略中选择组合遍历方式作为路径选择策略提高漏洞检测过程中的代码覆盖率。 (2)在中大型智能合约中采用改进符号执行模型方法由于运行分支多而导致的速率急剧下降问题仍需解决,所以提出采用双向长短期记忆网络模型(Bidirectional Long Short Term Memory Network,BLSTM)来检测智能合约漏洞,并增添“漏洞值”定位合约漏洞所在代码行来提高检测速率与准确率,利用已知的含有漏洞的智能合约作为训练集训练出检测模型,再通过训练得到的检测模型对智能合约进行漏洞检测,相比于改进符号执行模型方法,在中大型智能合约的漏洞检测中让神经网络方法总体检测速率更加优秀。除此之外,加入注意力机制(Attention Mechanism),提高网络对输入权重分配的关注,防止模型结果受到长序列的影响导致输出更依赖于靠后的训练结果,使得最终的训练结果模型有更好的全局性,让训练出来的模型对智能合约漏洞检测更加准确。 (3)设计基于ISE模型方法的漏洞检测整体流程,选取以太坊智能合约为研究对象,针对不同的漏洞类型都能够提出有效的检测方案;针对中大型的智能合约,设计基于BLSTM模型的漏洞检测整体流程,实现不同量级的智能合约,含有不同漏洞的智能合约在漏洞检测过程中都能得到良好的反馈。 (4)实验验证。选取以太坊上的智能合约为实验数据,分析改进符号执行方法相比于传统符号执行方法检测漏洞的速率与准确率以及改进符号执行方法的稳定性,分析对比神经网络方法检测漏洞的速率与准确率以及稳定性,并且分析两种模型方法在对应量级智能合约漏洞检测上的适用性。通过实验验证基于ISE模型的轻量级漏洞检测方法在中小型智能合约中的检测速率与准确率,基于双向长短期记忆网络模型的检测方法在中大型的智能合约中的检测速率与准确率,以及两种模型的稳定性,并对两种模型的适用性做出对比试验。

关键词： 证券业智能合约   法律适用   风险规制  

摘要： 比特币的发行将区块链技术引入了公众的视野,而基于区块链技术的智能合约开启了区块链2.0时代,并因其去中心化的运行逻辑和确定性、一致性等技术特性,在各个领域尤其是金融领域得到了广泛的关注与大量的创新性实践。随着互联网公司与金融公司的不断探索,智能合约在证券业展现了独特的技术优势与广阔的应用前景,证券业智能合约已成为国际趋势与我国政策指引下的必然选择。但是,作为一项新兴技术,智能合约仍然存在许多不足与风险,我国法律尚无针对智能合约的专项规定,民法典合同编、证券法等法律的规则和原则与智能合约的技术特性之间也存在着一定冲突。基于此,本文致力于结合智能合约的构造与特性,对证券业智能合约予以关注和思考,探索证券业智能合约的法律规制途径。第一部分对证券业智能合约的理论基础进行介绍。首先,对智能合约进行概述,简述智能合约的产生与发展过程,解析智能合约的构造,分析智能合约的技术特性与独特优势。而后,对智能合约在证券业的应用进行介绍,包括业界前沿企业与各国官方机构对证券业智能合约应用场景的解读,以及证券业智能合约在业界创新性应用实践的具体案例。第二部分对证券业智能合约的风险进行系统分析,包括不同领域的智能合约所共有的技术风险与法律风险,以及证券业智能合约特有的法律风险。技术风险层面,主要就代码的局限型与代码漏洞,算力攻击问题,与现实进行信息交互的预言机问题这几点进行阐述。法律风险层面,对智能合约的法律性质、智能合约证券产品的合法应用形式、传统合同法的适用问题和传统证券法的适用问题分别展开讨论。第三部分探索证券业智能合约相关风险的法律规制途径。主要遵循以下几个思路:一是明确证券业智能合约相关法律概念,具体包括证券业智能合约的法律性质以及智能合约证券产品的定义标准和合规要求;二是制定证券业智能合约的技术规范,包括代码的转换标准与模板、平台的合规检验功能和合约终止功能;三是建立证券业智能合约的管理制度,包括对平台进行资质审查、引入监管沙箱和设立证券业智能合约风险基金。本文运用了以下研究方法:第一,文献阅读法,通过阅读与整理相关著作、论文、报告等,对智能合约的理论基础、在证券业的应用前景与现状、风险与法律规制途径等问题进行系统地了解与思考;第二,交叉研究法,证券业智能合约涉及金融、计算机、法律等多个学科,本文以法学理论为基础,结合其他学科理论进行多角度的交叉研究;第三,比较分析法,其他国家的部分监管措施与国际的通用做法对我国证券业智能合约的法律规制具有一定参考价值,本文将通过对国内外法律与政策的比较,分析各项监管措施在我国是否适用以及应当如何适用。