关键词： 区块链   微课   版权保护   智能合约   超级账本  

摘要： 随着在线教育的发展,特别是在近年来我国教育部为防控疫情号召“停课不停学”的背景下,像微课这样开放共享的教育资源发挥了重要的作用并获得快速发展。然而当下网络短视频侵权现象频发,微课受互联网大环境的影响也存在盗版和侵权问题,这无疑会打击创作者资源创作与共享的积极性与热情,也不利于微课的专业化和精品化发展。目前微课版权保护力度弱且创作者的版权保护意识不高,传统的数字资源保护系统也面临着数据的完整性及安全性难以保证,版权登记周期过长,维权取证难等问题,难以更好地对微课版权进行保护。区块链技术具有难篡改、可追溯、安全性高等特点,与版权保护天然契合,且其在我国版权保护存证的法律效力也逐渐被认可,但当前区块链在版权保护的研究还处于起步阶段,缺乏成熟的应用案例。 为解决上述问题,本文以微课版权保护为出发点,利用区块链技术,结合智能合约实现微课多维度信息的版权保护,并提出基于区块链的微课版权保护系统。该系统利用区块链的分布式存储提高数据存储安全,通过智能合约进行版权鉴权与存证提高版权登记效率,利用可溯源的联盟链使得维权取证更加便捷,对推动区块链在教育版权保护的应用具有重要的意义。本文的主要工作如下: (1)通过分析视频版权保护技术以及区块链在视频版权保护应用情况,针对微课版权保护力度弱的现状,提出将区块链技术应用于微课这样具有教学意义的短视频的版权保护,完善区块链技术在教育版权保护的应用。 (2)提出基于区块链的微课版权保护方法,实现对微课多维度信息版权的保护,并根据数据存储的不同需求,将区块链与MySQL数据库结合形成链上加链下的存储模式,可解决联盟区块链Hyperledger Fabric在存储方面的局限性问题。 (3)设计与实现基于区块链的微课版权保护系统,包含应用层、业务层、合约层与数据层。通过区块链的可信服务实现智能合约支持下的微课版权鉴权、版权链上存证与版权查询,联盟链协同监督下的版权转让与版权溯源,实现微课版权保护。 (4)对系统的功能与性能进行测试,并对系统进行体验性研究。研究结果表明参与者对本文系统在解决作品数据的安全存储问题的作用、解决创作者的积极性的作用上的认可较高,与此同时量化研究结果表明本文提出的系统具有一定的可用性。

关键词： 区块链   数字票据   纸质票据   智能合约   票据规则  

摘要： 本文讨论的是区块链背景之下的数字票据法律制度构建。由于传统纸质票据和央行构建的电子商业汇票,在天然载体和交易模式方面存在缺陷,加之我国《票据法》颁布试行至今未进行较大修改,滞后性明显,以致票据市场乱象频发,近年发生的票据大案所牵涉的金额与用户规模都非常大,极大地扰乱了票据市场乃至整个金融市场交易秩序。因此亟需对当前票据进行创新,并完善我国票据法律制度,以此引导票据市场各类主体的票据行为,减少票据市场乱象,稳定票据市场秩序。 区块链技术是当下非常热门的一项新技术,经过相当一段时间的发展后已具备了去中心化、去信任、时间戳和智能合约等特性,而这些特性天然地与票据的某些属性相契合,区块链技术由此受到了票据市场的极大青睐。通过区块链技术与票据的完美结合,一种全新的票据形式,即区块链数字票据,也称数字票据,就此诞生。区块链数字票据在载体形式、交易模式等方面与传统票据截然不同,更加安全、高效、便捷,也更加符合当前的数字化交易和电子化支付发展趋势。 究其本质,区块链数字票据仍属于票据范畴,是票据形式的进一步创新与发展,仍需遵守票据基本属性和传统票据制度。但同时,作为一种全新的票据形式,区块链数字票据与传统纸质票据和现行电子商业汇票存在诸多差异,不可避免地会对我国现有票据法律制度产生一定程度的冲击。鉴于区块链数字票据的特性,其与现行票据法律制度在票据、签章和交付等基本概念、票据行为规则、票据抗辩规则、票据权利救济规则以及票据法律责任规则等方面存在诸多不协调之处,现行票据法律制度无法直接适用于数字票据,亟需对其进行相应的修改与完善。 由于现行《票据法》立法久远,制定之时前瞻性不足,而且自颁布以来只进行过一次微小修改,与票据市场的迅猛发展相比具有明显的滞后性,极大地束缚了数字票据的发展。如今,修改《票据法》、制定区块链数字票据法律规则已迫在眉睫。根据数字票据与现行票据法律制度之间的冲突,提出构建我国区块链数字票据法律制度的构想:第一,明确数字票据法律制度的规范制定模式,现阶段的理想方式是采用修改《票据法》与数字票据规章并行的模式;第二,重新界定“票据”、“签章”和“交付”等概念,明确数字票据法律地位;第三,对现行票据行为规则进行完善,包括可逆性票据背书、票据背书消极条件、空白与拆分背书等内容;第四,修正现行票据抗辩规则,取消适用相关落后规则;第五,在挂失止付和公示催告失灵之下,创新数字票据丧失的权利救济规则;第六,完善现行票据法律责任制度,重构数字票据伪造、变造责任,明确数字票据交易平台法律责任和电子认证机构的民事赔偿责任。通过以上制度构想,以期完善票据法律制度,打破数字票据发展的制度困境,促进数字票据发展。

关键词： 区块链   智能合约   移动众包   加解密算法   任务推荐  

摘要： 近年来众包作为一种新型任务分配技术,使得企业降低了成本,提高了工作效率。但是目前大多数众包平台都遵循集中式管理方法,即将所有信息保存在中央系统数据库中,这样的运行方式存在数据泄露的风险,也容易遭受DDo S等各类攻击。借助区块链的去中心化和可追溯性等特性,建立在区块链上的众包方案(BCS)可以很好地解决单点故障问题并提高服务可用性。因此本文提出了一种基于区块链的移动众包模型,并关注于模型中任务和解决方案机密性以及任务推荐方面的工作。本文首先提出了一个由用户、智能合约和区块链网络组成的模型架构,研究并设计了区块链上的众包机制,通过智能合约实现了传统众包中的各项众包操作,通过将任务和方案的密文以及交互密钥嵌入至合约的方式,保证众包数据在交互过程中的机密性。此外,本文致力于实现模型中高效的任务分配,所以设计了一个基于工人声誉的众包任务推荐算法,通过计算剔除工人前后任务完成准确率的变化情况,构建工人声誉影响模型,并借助信息熵这一概念构建任务特征模型,通过挖掘两个模型中工人表现与新任务特征之间的相似关系,产生众包推荐结果。最后,本文考虑了服务时间、设备能耗等成本问题,在推荐结果的基础上建立了一个多目标优化模型,以最大化算法功效。实验结果表明,本文模型的各项操作开销是用户可接受的,实现了任务与解决方案的安全交换。推荐算法的平均准确率在80%左右,在其它评估指标中均有不同程度的优异表现,成本控制模型使得算法保持了10%至29%的成本优势。本文对区块链上的众包模型的研究,提高了开发者对去中心化众包的参与度,对优化众包服务、助力区块链技术的应用创新具有重要指导意义。图33幅,表12个,参考文献71篇

关键词： 区块链   数据容灾备份   智能合约   以太坊   吞吐量优化  

摘要： 数字化时代,数据已然成为企业的重要资产。企业需要采用数据备份、数据加密与数据分类等措施防止数据丢失或损坏,同时确保数据安全。然而,传统的数据容灾备份技术存在数据易丢失、数据易篡改、数据完整性无法保证与第三方不可信等问题。区块链技术具备数据不可篡改、数据可追溯以及多方维护等特点,可以有效地解决数据容灾备份中数据易丢失和数据易篡改等问题。因此,本文设计并实现了一种基于区块链智能合约的数据库容灾备份恢复平台(以下简称“平台”),充分地利用了区块链的特点,保证备份数据的安全存储,并为用户提供自动备份、数据查询和数据恢复等多种服务。本文的主要研究工作如下:(1)本文使用区块链中的智能合约技术进行数据库日志数据处理与链上数据管理,将数据库日志数据保存在区块链中,以保证数据的安全性。在数据备份的基础上,平台可根据用户需求进行数据恢复或数据回滚,更契合用户实际使用需求。本文选择以太坊作为区块链架构,在Ubuntu系统中使用以太坊客户端Geth实现平台的应用,该平台目前支持多类型的主流数据库管理系统,包括关系型数据库My SQL、对象关系型数据库Postgre SQL、非关系型数据库Mongo DB和分布式数据库Ti DB。在平台实现的基础上,本文对其进行了功能测试与应用测试,测试结果表明平台具有实际的使用价值。(2)本文针对平台实际使用过程中存在的私有以太坊区块链性能不足问题,从硬件层面分析了影响私有以太坊区块链吞吐量的因素,并根据分析结果,提出了一种基于网络分片的私有以太坊区块链吞吐量优化方案,该方案将私有以太坊区块链的串行交易模式改为并行交易模式,并通过负载均衡程序协调私有以太坊区块链中各分片之间的交易处理。最后本文对提出的方案进行了性能测试,测试结果表明,在本文的实验环境下,与现有私有以太坊区块链相比,平均吞吐量整体提升了45.1%,平均交易延迟整体降低了18.6%,证明该方案可有效地提升私有以太坊区块链的吞吐量。

关键词： 区块链   共识算法   PBFT   物业应用   智能合约  

摘要： 近几年区块链技术飞速发展,由最开始单一的数字货币应用,到如今的金融业、工业、教育、城市治理、食品和电商等多个应用领域,区块链技术被深入研究和探索。区块链系统的建立离不开底层技术的支持,而共识算法的效率会影响整个系统的安全性和实用性,决定了区块链的应用方向。因此,设计高效的共识算法对提升区块链系统的性能及保障信息的安全具有重要意义。本文对区块链共识算法性能及应用进行了研究,首先,提出了基于动态分级的改进PBFT算法;其次,针对联盟链提出了基于子群划分的改进联盟链共识算法,解决了动态性差和吞吐量低等问题;最后针对区块链的热门应用进行研究,设计并实现了基于以太坊的智能物业管理系统,论文的主要工作如下:(1)提出了基于动态分级的改进PBFT算法。首先在DLPBFT算法中设计了节点行为评分模型和节点分级模型,减少了参与共识节点的数量,提升了节点参与共识的积极性,保障了系统安全。其次改变了传统PBFT算法中主节点的选取方式,通过在级别最高的一层选取主节点,以此减少视图切换的次数,提升共识效率。最后通过实验和仿真对比,表明改进的DLPBFT算法在吞吐量、时延、安全性和动态性等方面具有更好的性能。(2)提出了基于子群划分的改进联盟链共识算法。首先SD-PBFT算法通过获取联盟链中节点的位置坐标和数量,将网络中的所有节点划分为多个子群,以此分解共识消息的个数,提升共识效率。其次将子群中节点行为评分最高的节点作为上层节点轮流担任主节点,保证主节点的安全性,减少视图切换次数。最后通过实验和仿真对比,表明改进的SD-PBFT算法在吞吐量、时延、健壮性和动态性等方面都具有更好的性能,更适用于联盟链的应用场景。(3)针对智慧城市中物业管理现存的问题,使用联盟链设计并实现了基于以太坊的智能物业管理系统,解决了居民对物业管理的不信任、数据公开难、易篡改等问题。首先深入分析了智能物业管理系统的需求,对系统进行了详细设计。其次将区块链作为底层支撑技术,实现了去中心化。最后使用以太坊的智能合约实现系统数据的链上存储,保证了物业管理系统的安全性、可靠性和不可篡改性。通过本论文的研究,提出了DLPBFT算法和SD-PBFT算法,实验结果表明,相比与传统PBFT算法,本文所提算法在共识性能各方面均取得了更好的效果,对于进一步研究区块链理论及应用具有重要意义。

关键词： 区块链   智能合约安全   运行时漏洞检测   字节码修补  

摘要： 近年来,区块链技术受到了全球学术界和工业界的广泛关注。区块链具有去中心化、匿名性、难以篡改等特点。比特币作为区块链技术应用的先驱代表,在数字货币应用、支付和货币流通等方面,发挥着重要的作用。以太坊对于智能合约的引入,使得区块链从单一虚拟币体系转变成为了合约体系,拓宽了区块链的应用范围,让区块链不再仅仅局限于支付领域,更是在医疗保健、金融、物联网等领域的应用价值得到了极大地提高。伴随着智能合约数量的飞速增长以及商业价值的高速提升,智能合约面临的安全问题日趋严重。合约一经部署便无法修改的特点更是为其安全问题的解决提出了挑战。目前解决智能合约安全问题的研究主要集中在合约部署前的漏洞检测,现有的方案都或多或少存在着诸如漏报误报率高、耗时长、无法定位漏洞位置等问题,且这些解决方案最大的局限在于只能在合约上链前进行检测,对于已经上链的漏洞合约无法进行有效处理。且仅仅识别出漏洞仍然不够,更重要的是在检测出漏洞后能及时进行修复。为了弥补现有检测工具存在的缺陷,本文提出了基于运行时信息进行漏洞检测的方法。基于运行时信息的检测方法能够为合约运行时的动态保护提供基础,且基于运行时信息的检测过程更容易获取合约执行时的上下文信息,为后续的合约字节码修补环节提供必要的上下文信息。本文在go-ethereum的基础上进行了扩展,添加了信息收集模块和漏洞检测模块,信息收集模块用于收集EVM执行时产生的运行时信息,并通过映射的方式将这些信息按需发送给检测模块中相对应的检测方法,共实现了重入漏洞、时间戳依赖和整数溢出三种漏洞的检测。为了在检测出漏洞后及时进行补救,本文提出了字节码自动修补的方法。在检测模块生成的错误报告和输出的上下文信息基础上能够在合约字节码级别上针对重入漏洞和整数溢出漏洞自动进行修补,且在整数修补过程中,通过整数类型信息的分析,能有效应对非uint256数据产生的溢出。对于运行时检测方法,本文基于以太坊真实交易数据上进行了实验证明了方法的有效性,通过本地与同类工具的对比实验证明了在同类漏洞上本文的方法具有更高的检测率以及更低的误报率。对于合约字节码自动修补方案,本文与同类工具在真实漏洞合约和漏洞交易上的修补结果进行了对比实验,实验结果表明本文提出的方案在两种漏洞修复的有效性、正确性上整体上更具优势。

关键词： 智能合约   漏洞检测   以太坊   注意力机制   BERT模型  

摘要： 近年来,区块链技术已成为数字经济发展的重要组成部分,以太坊作为最流行的开源公有链平台之一,交易量和智能合约部署量也在不断增长。与此同时,以太坊智能合约安全问题层出不穷,攻击者往往利用智能合约存在的代码漏洞对已部署的智能合约进行攻击,造成严重的经济损失,因此对智能合约进行漏洞检测十分必要,具有很大的现实意义。当前智能合约漏洞检测模型和工具大多以智能合约源码、操作码为研究对象,使用符号执行、形式化验证、模糊测试等传统研究方法进行漏洞检测,这些模型和工具分别存在误报率高、检测时间长等问题。本文将深度学习引入智能合约漏洞检测方法研究,针对以太坊中常见的代码重入、整数上溢、整数下溢、时间戳依赖、未检查返回值和交易顺序依赖共6种漏洞进行检测。大量的实验证明本文方法在准确率、检测效率等方面均具有一定的优越性。本文主要完成了以下工作:(1)提出了基于CNN-Bi LSTM-Attention模型的智能合约源码漏洞检测方法。通过对智能合约Solidity源码进行分析,设计源码抽象简化规则,对源码进行去注释清洗、分片操作,并应用抽象简化规则,对源码进行简化。使用Word2Vec模型训练词向量矩阵,采用卷积神经网络和双向长短期记忆网络进行特征提取,充分考虑上下文信息,并加入注意力机制提高漏洞检测能力,同时设计CNN、Bi LSTM、Bi LSTM-Attention、CNN-Attention、CNN-Bi LSTM共5种深度学习漏洞检测方法进行消融实验,选择TMP和AFS两种现有检测工具进行对比试验,验证CNN-Bi LSTM-Attention深度学习网络模型的有效性。(2)提出了基于BERT-Bi LSTM模型的智能合约操作码漏洞检测方法。通过对智能合约操作码进行分析,设计操作码抽象简化规则,在数据预处理阶段,对操作码进行统一抽象简化处理,将以太坊中的142种操作码减少到了68种。在BERT模型中引入级联思想,使其适应长文本序列,将BERT模型的输出词向量输入到Bi LSTM网络中进一步学习,最终输出漏洞检测结果。同时本文构建了包含52689条真实以太坊智能合约数据集,基于此数据集,经大量实验验证,本文提出的两个智能合约漏洞检测方法,即基于源码的CNN-Bi LSTM-Attention模型和基于操作码的BERT-Bi LSTM模型,漏洞检测效果和平均检测时间均有较好的结果,marco-F1值分别可达85.87%和89.23%,平均检测时间分别约为0.15s和5s。

关键词： 区块链   智能合约   IPFS   微服务   微生物基因测序  

摘要： 比特币的浪潮后,区块链开始在各个行业开花落地。对区块链技术的发展、微生物基因数据共享与存储方面的大量研究和调研后,调研发现国外基因测序服务平台技术相比封闭,国内外基因测序平台普遍存在的问题:高校实验室以及个体对微生物测序服务的需求没有解决;缺乏对微生物基因数据管理和开源;测序服务交易都依赖于第三方平台中心化的服务,存在微生物测序服务交易信息泄露及可篡改的隐患。区块链特有的去中心化、数据加密安全、不可篡改等特性,为解决以上问题提供了思路,因此文章提出了基于区块链的微生物测序基因共享系统,主要研究内容如下:系统结合了区块链、智能合约、IPFS以及分布式微服务Web开发技术,实现了基于区块链的微生物测序基因共享系统,为研究人员提供便利,减少了研究人员管理的成本。针对微生物基因数据的存储,摒弃了传统的单点式中心化管理,利用IFPS(星际文件系统)设计了分布式基因文件管理网络,减少了单点故障的文件丢失的隐患,并提供了多节点进行服务,保证了文件服务的稳定性。设计和实现了基因共享积分交易模型,将微生物基因数据作为用户链上资产,关于基因数据的共享、购买、提供权限,由智能合约进行自动执行,系统人员无法介入,实现了可信,保护用户隐私的基因数据交易。文章最终设计并实现了基于区块链的微生物基因测序共享系统,引入区块链技术,将用户微生物样本基因数据作为链上资产,采用了积分交易模型激励机制对基因共享社区进行管理,使用智能合约编写了业务层的逻辑,自动执行和不可篡改,保证了微生物基因数据的真实性,同时也降低了积分交易双方信任成本。

关键词： 智能合约   区块链   技术与法律   法律问题   法律治理  

摘要： 二十一世纪初,多项创新技术对因数据驱动的新经济产生了重大影响,其中区块链技术的发展有目共睹,本文主要聚焦于区块链技术的产物:区块链智能合约。区块链相比于智能合约更为人所知,因为它是支持比特币(这是最知名的加密货币)的技术。区块链即分布式账本,是“一种分布式、共享和加密数据库,是不可逆转和不可破坏的信息存储库”,但是普遍认为区块链技术更重要的实施领域之一是使用它来创建完全自动化的合同,即区块链智能合约。智能合约的概念是在上世纪末由计算机密码学家尼克萨博提出的,智能合约主要是用于自动履行代码化的承诺。“自动执行的协议”的发展经过古希腊的神庙分水、自动售货机、电子合同到区块链智能合约,才真正满足智能合约的最初定义。区块链智能合约具有技术与法律双重特性,基于区块链技术,智能合约的功能通过具有[if this(X),then(Y)]形式的条件语句实现。作为一种以代码形式表现的合同,合同层及技术层的构造使智能合约能够依托计算机技术表达合同文本及法律意旨,同时具有纯电子形式、去中心化、去意志性、自动执行、确定性强等特点。一旦将智能合约部署到去信任的区块链系统中,通过消除人工参与,计算机程序的执行让合约关系更加高效和经济,同时能够提供可信度更高的承诺、降低交易和法律成本、提供更高的匿名性。区块链智能合约的法律问题最有代表性的是对意思表示的影响,对合同双方信赖方式的影响,对传统合同的有效、变更、履行、救济的影响等,本文同时也讨论了区块链智能合约暴露出来的一些诸如政府与区块链结合、监管风险等其他问题。但是前述影响和问题只是更新和重塑对原有合同法律体系的思考,并不会破坏目前对合同法律体系的理解,智能合约将与传统合同共同完善合同法律体系,所以本文态度是确定智能合约的法律地位,将其纳入合同法律体系中规范并做出适应性调整。此外,本文还提出了具体的调整措施,包括确立国际统一标准、提高可读性、严格市场准入条件、加强消费者保护、加强智能合约审计、开展国际合作等,旨在对智能合约的法律治理提出具体建议、促进技术治理与法律治理的良性互动。