关键词： 智能合约   编译器版本识别   实证研究   神经网络   区块链  

摘要： 区块链是信息技术领域的一个新术语,它通过运行一个一致协议来维护共享的账本,以保护区块链上的数据具有不可伪造、公开透明和集体维护等特征。目前,区块链技术创造了可靠的合作机制,并被越来越多的学者和业界人员所关注。以太坊作为最受欢迎的区块链平台,使得开发者可以通过智能合约来执行相关工作。Solidity是最流行的智能合约开发语言,随着Solidity语言的不断进化,编译器版本也随之更新,不同的编译器版本会对应着不同的编码方式,并且经过源代码编译后产生的字节码不会嵌入编译器版本信息。与传统程序相比,智能合约编译器的缺陷也明显提升;因而,探究用于生成智能合约字节码的特定编译器版本,并且为未知编译器版本的源代码进行版本信息补全,有助于设计更有针对性的缺陷检测方法,并能够为开发者提供风险评估。对于编译器版本的识别,传统的方法是对每个编译器版本进行分析,并基于人工定义的模板来抽取特征,使得特征中普遍存在主观意识带来的偏见。对此,本文利用深度神经网络强大的学习能力,自动提取编译器版本的重要特征。本文首次提出了针对智能合约的编译器版本识别方法,并设计了两个用于识别智能合约编译器版本的具体模型;它们分别以智能合约的字节码和源代码作为输入,输出用于生成它的主要编译器版本或缺失的版本信息字段。利用提出并训练好的模型,本文还对15,326,672个实际部署在以太坊区块链上的智能合约编译器版本的分布情况进行了实证研究。现将主要工作总结为以下三个方面:(1)提出了一种面向合约字节码的编译器版本识别方法VSmart-B。该方法从智能合约的字节码出发,提取到底层汇编指令序列,经过标准化处理后通过词嵌入技术和深度神经网络进行特征提取,然后将编译器版本的识别问题视为典型的分类问题,训练出基本模型来识别智能合约编译器版本。(2)提出了一种面向合约源代码的编译器版本识别方法VSmart-S。该方法从智能合约的源代码出发,解析出对应的抽象语法树,经过标准化处理后通过深度神经网络从树状结构中提取能反映编译器版本特性的特征向量;然后通过常见的分类算法训练出基本模型以识别编译器版本,并为源代码补全编译器版本信息。(3)在已有模型的基础上,对以太坊上实际部署的智能合约进行了大规模的编译器版本实证分析。结果表明,开发者实际使用的Solidity版本分布不平衡;并且开发者实际使用的Solidity编译器版本和官方推荐使用最新版本的建议相冲突。此外,本研究还对开发者在不同编译器版本中遇到的最常见的漏洞做出了统计和分析。

关键词： 分布式预言机   时控承诺   分布式数字身份   智能合约   区块链  

摘要： 近年来,基于智能合约技术的分布式应用在医疗保健、物联网、供应链溯源、版权保护等领域大量涌现。在这些应用场景中,智能合约不可避免地需要与外部世界发生信息交互。而分布式预言机作为打通链上链下数据的关键技术,其应用面临着两个关键问题:1)分布式预言机协议无法在一个指定时间内返回由预言机节点提交答案聚合得到的最终输出,从而其丧失了可用性。2)商业运营机构作为把预言机节点的链下身份发布到链上的关键桥梁,可以把预言机节点的所有链上行为同链下的隐私信息关联起来,从而使其丧失了隐私性。针对以上两个问题,本文结合区块链智能合约、零知识证明与时控承诺技术,分别提出了“时间敏感场景的分布式预言机协议”与“可撤销匿名的数字身份协议”,以改善现有协议,达到增强分布式预言机可用性和保护用户数据隐私的目的。具体而言,论文的主要研究内容及工作总结如下:针对第一个问题,研究首先提出了时间敏感场景下的分布式预言机协议架构。此架构不仅描述了协议流程,还提出了对时间敏感场景下的分布式预言机协议的五个要求。基于以上架构,本研究提出时间敏感场景下的分布式预言机协议,即使预言机节点在协议中离线,其答案仍可以由其他节点揭示。协议利用时控承诺机制,在保证分布式预言机安全性、去中心化的前提下,有效提升分布式预言机协议的可用性。最后,研究通过原型程序来验证新协议带来的额外开销。验证结果表明答案寄放子协议引入的链下计算开销是可接受的,协议中使用的Pedersen承诺带来的链上计算开销基本与基于SHA3-CRHF的加盐哈希大体相当。针对第二个问题,研究提出了具备可撤销匿名性的数字身份协议。协议分为:DID初始化、VC申请与签发、VP生成与绑定以及匿名撤销四个过程。该协议通过使用Sigma协议构建签名知识零知识证明,隐藏了链下VC签发过程与链上VP绑定过程之间的关联关系。使用秘密分享、ElGamal加密等技术确保在正常情况中处于隐藏状态的关联关系可以被权威机构获知。

关键词： 跨链   共识算法   同态加密   智能合约   跨境结算  

摘要： 随着人们将目光从数字加密货币转移至其底层支撑技术——区块链技术,人们发现其天生具有的去中心化、分布式访问、防篡改等特性与金融、云计算等多行业与领域相互契合。然而现有的区块链技术在共识效率、隐私保护、数据跨链等方面的局限性依然是制约着其发展的关键因素,因此,本文在解决区块链数据跨链的基础上结合数字人民币的跨境结算问题进行了一些研究,主要的研究内容与成果如下:首先,提出了基于信用投票机制的共识算法来作为子链共识算法,在Po S算法的基础上引入信用值来降低权益对系统的影响,同时信用值的高低将决定节点参与共识的难易,以及设计了信用值更新与惩罚机制来进一步约束节点的恶意行为;提出了投票机制,将出块流程分为打包与投票,以此来提升系统的安全性;通过生成随机值的方式来选择出块节点与代表节点,增加了共识的公平性,同时也提高了节点参与共识的积极性。通过上述设计,提高了共识算法的效率同时对诸如双花攻击、自私挖矿、共谋攻击、权益粉碎攻击等攻击手段的防御能力有了一定提高。其次,提出了基于主从多链的分层跨链模型,将区块链结构分为2层,第一层是多个并行的相互独立的子链,第二层是由各子链选出来的代表节点组成的主链,代表节点充当中继节点首先将自己所在子链上的数据上传至主链,同时保存该主链上其他子链的数据以供自己所在子链上的其余节点查询、同步,以实现不同子链上的数据跨链。最后,以解决数字人民币的跨境结算为出发点,设计并实现了基于主从多链的分层跨链结算系统,该系统将各商业银行作为一个个并行且相互独立的子链,出于政策和安全的考虑,在子链的基础上一共形成两条主链,一条国内跨链结算主链,一条跨境结算主链;通过使用改进同态加密,将交易数据进行加密后再上传至主链,以此来达到保护交易隐私数据的目的;最后通过设计智能合约来完成跨链结算的实现步骤,同时保障交易的有效性、安全性。

关键词： 智能合约   网络音乐   著作权集体管理  

摘要： 第三次著作权法修订从总体情况的定期公布义务和使用费收取标准等方面对著作权集体管理模式进行了完善,但是,对于数字技术变革下著作权发展所需的集体管理授权服务和效率却未提及。中国音乐著作权协会作为我国的第一家集体管理组织,存在着代表性不强、许可模式单一、使用费收发机制不健全和监管缺位的弊病,网络环境的变化无疑更是让其深陷发展困境。随着独家版权模式的破局,网络音乐行业对创新的集体管理模式和规范灵活的著作权交易方式产生了更大的需求。作为区块链中最为核心的技术,智能合约为集体管理模式发展困境的破解提供了可能的途径,也成为学术界讨论的热点话题。但是,相关理论研究普遍存在着智能合约应用可行性的理论探讨不够深入和路径构想不够全面的问题。因此,有必要以理论创新和应用创新为着力点,对智能合约应用的理论和路径进行全面充分的研究,以实现“法律+技术”对集体管理模式的双向推动。针对应用理论,需要结合智能合约的技术特性、集体管理模式的设计理念和网络音乐行业的发展需求,从集体管理模式的独特价值、智能合约与集体管理模式的耦合关系以及智能合约对网络音乐行业的辅助作用三个方面来阐述网络音乐著作权集体管理可以和智能合约结合形成互补共赢的紧密关系。针对应用路径,立足于当前的研究成果,全面结合网络音乐内容生态,构想出智能化权利信息管理系统、多元化许可使用智能合约和透明化版权交易数字系统的一体化集体管理业务场景,实现全生命周期的集体管理服务闭环。智能合约应用到我国网络音乐著作权集体管理中的理论研究和路径设想,既是革新我国著作权集体管理模式的技术方案,也是应对互联网经济下音乐行业商业模式转型的积极探索。但是,也应当清醒地认识到智能合约应用的过程中可能会出现法律地位不明确、监管难以协调等法律问题和数据处理、安全漏洞等技术风险,通过对这些问题进行前瞻性思考并提出针对性的对策建议,以期使智能合约的创新应用更加规范安全,为集体管理组织在“后独家时代”的服务质量和运作效率提供充分的保障。

关键词： 区块链技术   跨境支付结算   智能合约   金融风险  

摘要： 目前,跨境支付的发展明显滞后于境内支付,以SWIFT为代表的传统跨境支付模式仍然存在处理时间长、成本高、透明度低等普遍问题。2019年,在G20的倡导下,国际金融界就改善跨境支付服务展开了全面研究,探索如何将最新的金融科技解决方案应用于跨境支付。与此同时,以区块链技术为基础的加密数字货币的成功引起了金融行业的关注,区块链技术具有去中心化、不可逆等特点,区块链技术的引入有望帮助传统的跨境支付体系实现去中心化,从而构建更快、更安全、更透明的跨境支付模式。但是,我国在国际支付应用层面依然存在实践不足、理论不系统、政策不完善等现实问题,这严重阻碍了区块链技术在我国跨境支付应用场景中发挥应有的作用,鉴于此,本文从跨境支付结算目前面临的突出问题出发,深入探讨区块链技术在汇丰银行跨境支付结算业务中的应用模式,以期对我国银行跨境支付结算业务应用区块链技术供参考和借鉴。本文研究有如下实践意义:1.本文从实际应用层面客观探讨国际型银行如何使用区块链技术进行业务创新,对科技创新成果惠泽普通消费用户有重要意义;2.本文研究区块链案例的典型性与示范效应在一定程度上对国内银行应用区块链技术具有借鉴意义;3.本文对于汇丰银行基于区块链跨境支付结算模式的研究可以给相关监管部门在政策的制定上带来参考价值。本文研究区块链技术在银行跨境支付结算中的应用。首先,从底层架构的角度分析区块链运作的基本原理和特性,再探讨目前区块链技术在跨境支付结算业务的主要应用模式,发现各种应用模式的优势与弊端。其次,以汇丰银行为例,探讨区块链技术如何应用于银行跨境支付结算领域,以及基于区块链技术的跨境支付结算业务流程。最后分析区块链技术在跨境支付结算业务中的应用效果和机理,得出相应结论并对我国区块链跨境支付发展供建议。虽然区块链技术已得到广泛应用,但其尚未成熟,仍然存在技术性问题,而本文从实际应用角度出发,深入探讨区块链技术的应用价值,从区块链的技术特点来说明区块链结合跨境交易的优点及可行性。本文的创新点在于国内现有的研究大部分聚焦于区块链的技术原理以及代理行模式的问题,较少有研究从实际业务出发,对基于区块链的跨境支付结算的模式和流程进行具体分析,也罕有文献结合国际性银行采用区块链革新跨境支付结算的案例对区块链的应用效果以及运行机制进行详细研究。

关键词： 区块链   供应链溯源   智能合约   溯源模型  

摘要： 随着我国经济的稳步发展和人们生活水平的提高,人们对高品质食物的需求日益提升。为了保障消费者的合法权益、增强对农产品质量的监管和规范相关产业的发展动态,政府出台了一系列政策,进行农产品质量安全监管,推动农产品市场健康发展。但是伴随农产品市场的发展,出现了追溯问题农产品慢、溯源平台缺失、品牌农产品假冒伪劣等现象,阻碍农产品市场的规模扩大和产业发展,损害了消费者的权益,影响了消费者对监管部门的信任,给监管部门带来了新的难题。因此,需要进行农产品溯源平台的建设,从而将农产品供应链中的企业信息上传到平台中,在出现农产品质量安全问题时,能够将溯源查询到相应的信息,并及时反映到监管部门。同时,溯源平台中添加品牌农产品企业认证后,消费者能够从平台中查询到企业的资质和信息,有助于维护品牌农产品的合法权益和打击假冒伪劣产品。本文以S企业为例,通过前期进行实地调研和需求分析,总结S企业遇到的问题。之后通过梳理国内外对农产品溯源的相关研究,围绕S企业的需求,对S企业生产的章丘鲍芹进行溯源方案研究。S企业所经营的“章丘鲍芹”是济南章丘本地特有的农产品品牌,在本地运营多年,积累了良好的声誉,深受消费者喜爱。但随着章丘鲍芹在市场上的发展,品牌价值提升的同时也产生了被仿冒的问题,许多无良商家在线上和线下用劣质芹菜冒充章丘鲍芹,打着章丘鲍芹的口号销售质量低下的鲍芹,不仅损害了章丘鲍芹的名誉,而且对S企业章丘鲍芹的销售造成了不良影响。为此S企业产生了进行溯源体系建设的想法,建设章丘鲍芹供应链溯源体系不仅能够强化品牌认证效应,提高消费者对S企业生产的章丘鲍芹的放心程度。同时将章丘鲍芹供应链全过程信息实时上传和存储,便于出现质量问题时快速追责。因此构建章丘鲍芹供应链溯源体系意义重大。本文的研究内容主要包括三个部分。首先,对章丘鲍芹供应链的溯源流程进行详细的分析,包括章丘鲍芹的生产(种植与采摘)、加工(包装)、运输及销售四个供应链环节,梳理各个环节的流程与参与者需求,在分析的基础上归纳总结形成各用户的需求和章丘鲍芹的溯源关键信息。其次,本文提出了以联盟链(由章丘鲍芹供应链的相关企业、消费者和监管部门组成的联盟)为基础的章丘鲍芹供应链溯源模型,并根据此模型设计了章丘鲍芹供应链溯源体系的逻辑架构。之后,根据溯源流程分析和系统架构设计进行数据存储、功能模块、区块链网络、智能合约和共识机制的设计,实现用户审核、信息上传、信息交互和信息查询。通过智能合约验证用户身份后访问数据库,完成区块广播和添加区块,利用共识机制实现用户提交的交易申请,完成交易的排序和打包,保证各账本同步更新。最后,根据设计的溯源方案,在Hyperledger Fabric平台上部署环境和搭建区块链网络,开发并实现了溯源系统的各个功能模块,通过章丘鲍芹供应链信息上链和信息检索的实现,验证了溯源体系的有效性,达到S企业所属的章丘鲍芹供应链数据双向溯源、数据安全上链和平台平稳运行的效果。本文以S企业为例进行章丘鲍芹供应链溯源系统设计与平台模拟测试,验证了溯源体系的有效性、准确性与可靠性。

关键词： 区块链   智能合约   可扩展   通用性   漏洞检测  

摘要： 区块链经历了从数字货币技术到可应用于各行各业的发展和演变。区块链作为新兴技术,逐渐引起了中央和地方政府的重视,在2019年的全国两会上也被频繁提及。其实,早在2016年,中国政府就开始了对于区块链技术的探索。智能合约相当于是一个“不可改变”且“公正”的“中间人”,协议条件满足就会强制执行该合约,由不得赖账。但是一直以来,智能合约缺少相应的技术作为支持,所以在被提出的时候没有很好地发展下去。而区块链的特性使得智能合约的发展应用有了技术支持。智能合约的代码漏洞检测十分重要。因为智能合约上链之后是无法修改的,所以说一旦有bug的智能合约没有被检查出来就进行部署,那么就会发生被黑客攻击的恶性事件,最终造成严重的后果。因此,智能合约的代码漏洞检测十分必要。本文主要研究内容如下:(1)设计了一种漏洞类型可扩展的通用平台智能合约代码检测模型:一方面,通用平台指的是可以通过设计不同的文法规则(.g4文件)来实现不同区块链平台智能合约的检测,也就是说可以以此提高平台的通用性。另一方面,一旦出现新的漏洞类型或者想新增可检测的漏洞类型,只需总结漏洞,提取特征代码,即可实现漏洞类型的可扩展性。(2)实现了漏洞类型可扩展的通用平台智能合约检测工具:利用ANTLR、编译原理等技术来实现不同平台智能合约代码漏洞检测的通用性。利用AST(抽象语法树)、xml、Xpath表达式检测等技术实现漏洞类型的可扩展性。最终实现了一个以太坊智能合约、Fabric智能合约和EOS智能合约三种区块链平台智能合约可用的智能合约代码漏洞检测系统。该检测系统还可以在不修改整体代码的情况下,实现漏洞类型的新增和删除。本文通过研究智能合约漏洞检测方法,设计了一种漏洞类型可扩展的通用平台智能合约检测模型,并在该模型基础之上设计了检测工具。该工具可以通过自定义Xpath表达式来扩展检测不同类型的漏洞,也可以通过自定义文法规则来实现不同区块链平台智能合约的代码检测,提高平台通用性。

关键词： 私有区块链   自治组织   基础共性平台   智能合约  

摘要： 大多数区块链去中心化应用（DecentralizedApplication，简称DApp）都有去中心化社群治理的需求，这使区块链去中心化自治组织（DecentralizedAutonomousOrganization，简称DAO）变成区块链重要的组成部分。区块链DAO通过智能合约和治理通证使参与者能够在去中心化的组织中，通过可信共识表决实现组织资源分配和组织管理决策。　　目前DAO的发展还处于初期阶段，每个DAO治理方法只能满足限定的使用场景，治理规则的普适性较弱。同时，国内区块链发展以许可链为主，缺少较大的公链平台，这使目前多基于公链经济通证的DAO平台不适应国内场景。因此，如何打造出适合于国内场景的DAO的架构，是一个很有研究价值的问题。　　为解决上述问题，本文的主要工作如下：（1）本文对DAO进行详细研究，并总结了现有DAO方案的局限性;（2）本文设计了符合私有链环境的去中心化自治组织基础共有平台架构方案。（3）为了让DAO系统适应不同组织的治理需求，本文提出自适应概率加权投票机制。（4）根据上述系统研究，本文基于Substrate和React技术完成了私有链DAO平台系统的实现。　　本文所提出的去中心化自治组织基础共有平台，可以在私有链环境下通过简单交互，建立并管理一个符合组织者个性化组织建设需求的DAO系统，系统可让组织成员在无领导条件下，通过可信的提案表决投票实现组织共同治理。本DAO系统中的自适应概率加权投票机制，提高了投票的普适性、有效性、决策准确性和抗攻击性，使DAO系统能够满足更加丰富的使用场景。最后，本文以一个使用了去中心化自治组织基础共有平台的艺术作品自治组织为例，展示私有链DAO的平台功能，为国内去中心化自治组织的发展提供了一定的参考。

关键词： 区块链   智能合约   链上纠纷解决  

摘要： 区块链技术下的智能合约基于去中心化和自动执行等特征,不同于传统合同借助外力执行的中心化框架,在金融、存证、产权等诸多领域都可以发挥重要作用,提高交易效率并降低成本,促使市场发展的公开透明。从法学视角来看,智能合约本质上仍然是当事人意思表示的体现,其背后存在着交易主体间的权利义务关系。在智能合约发生纠纷的情况下,理应在特定的法律框架下解决。但当今数字技术发展的主流国家有关智能合约纠纷解决的法律制度和监管机制均不完善,造成智能合约领域现代科技与法律救济权利和相应诉讼格局之间的落差。加之智能合约相较于传统合同产生纠纷的原因更加复杂多样,带来的管辖权问题以及执行问题都构成了对传统纠纷解决机制的挑战。随着未来智能合约的不断发展,其产生的纠纷解决问题必定会引发更多的争议。基于以上背景,对智能合约的纠纷解决制度展开研究具有必要性。文章以智能合约纠纷特殊性为出发点,分析目前纠纷解决机制在应对此类纠纷时的困境,同时对链上争议解决机制进行分析,研究构建智能合约纠纷解决机制的路径。文章分为四个章节,第一章主要对区块链智能合约的背景以及国内外智能合约纠纷解决的研究现状进行了分析梳理,以此明确研究方法和研究思路。第二章主要对智能合约纠纷进行了基本的阐述,包括智能合约的概念和法律属性,详细论述了智能合约纠纷的特殊性,指出智能合约纠纷的产生原因。基于智能合约纠纷的特殊性和复杂性,阐明智能合约对传统纠纷解决机制的挑战。第三章主要对链上争议解决机制进行分析,提出链上机制基于去中心化理念,可以在不破坏智能合约假名性和去中心化的情形下解决纠纷,符合未来智能合约的发展趋势。但也存在一些不足和问题,加强相应的监管具有紧迫性。第四章对构建智能合约纠纷解决机制的路径提出了具体建议:一方面要加强对链上争议解决机制的监管,通过监管沙盒促使机制优化,规范链上平台实践标准;另一方面要完善智能合约管辖和责任承担的有关规定,结合意思自治原则和最密切联系原则推进冲突法的制定,协调构建多元化纠纷解决机制,在完备的监管体系下促使智能合约纠纷妥善解决。