关键词： 区块链   物联网   智能合约   SM9   M2M  

摘要： 近几年来,小到可穿戴的智能手表大到宇宙飞船,物联网技术已经遍及每个业务和消费者领域。传统的物联网结构越来越复杂,设备互联的动态性和海量性导致传统物联网中的设备访问具有不稳定性、较低的安全性以及权限分配能力差,间接导致设备访问存在安全隐患。然而面对上述物联网的不足,具有分散性和自主管理特点的区块链技术成为了物联网应用的首选技术方案,区块链技术结合了加密算法、智能合约和点对点网络等众多新技术,可以从根本上解决物联网的不足,本文采用具有分布式结构、去中心化与信息不可篡改等特点的区块链作为可信环境对物联网中设备访问与认证做了深入研究。本文首先对物联网设备数据安全存储系统进行了需求分析,提出了一种基于区块链的物联网智能合约模型（BC-SC模型）,利用区块链点对点的分布式网络结构构建可信的交易环境,实现机器对机器（M2M）、人与机器相互信任模型。BC-SC模型将网络中的节点根据存储能力划分为主要节点与次要节点（轻节点）,主节点完成网络中数据的验证并通过国密SM9算法向轻节点分发带有身份标识的密钥,完成M2M之间双向认证,轻节点主要完成数据感知,存储只与自己有关的交易信息;在本模型中采用混合加密方式实现M2M数据信息的真实性;利用区块链中的共识机制保证节点合法性,避免恶意节点窃取信息,根据智能合约灵活部署的特点实现智能设备部署,提高整个系统的安全性。最后,本文选择共享充电桩为BC-SC模型验证场景,通过模拟场景完成区块链智能合约的部署与调用,通过模型对比和性能分析得出BC-SC模型在嵌入式环境下设备之间的交互具有相对安全的可靠性。

关键词： 区块链   Hyperledger Fabric   电子合同存证   双链结构   智能合约  

摘要： 区块链作为一种新型的分布式计算平台,可将以往依赖于人或依赖于中心的公证、仲裁、协同等功能按照各方都认可的协议交给可信赖的机器自动执行,成为了一种在不可信的环境中低成本建立信任的新型计算范式和协作模式。区块链被广泛应用于存证及版权、产品溯源、政务数据共享等多个领域。本文提出将区块链应用于房屋交易合同存证场景,构建基于区块链的房屋交易电子合同存证系统REDECDS(Real Estate Deal Electronic Contract Depository System),以解决中心化存储造成合同易被篡改、合同真伪难以鉴定、跨部门的证据流转困难等痛点问题,具有合同防篡改和合同快速可信流转等功能。本文基于Hyperledger Fabric构建REDECDS,通过合约链码实现了房屋交易买卖合同、抵押贷款等合同在房产中介公司、房地产交易管理局、银行、税务局等部门间的上链存证、取证、查询、核验、溯源、可信流转等功能,提高了电子合同签订的协同协作效率。本系统的特色与创新主要体现在:(1)系统采用双链、多中心体系架构,构建房产中介公司、房地产交易管理局、银行等多中心的联盟链平台。在房地产交易管理局节点建立房屋交易合同链,在银行节点建立抵押贷款合同链,多中心之间进行Kafka共识。在双链之间通过中继方式进行跨链交互,实现了房屋交易场景合同签订与认定的自动化业务流程。(2)采用链上链下相结合存储模式,电子合同等大文件采用链下存储,并为链上合同数据建立链下索引,减少存储开销的同时提高查询效率。(3)在双链之间实现合同的跨链关联,并建立关联合同索引,具有合同溯源和快速可信流转功能。通过对所构建原型系统REDECDS的功能和性能测试分析,结果显示该系统能够实现房屋所有权的确认和管理,提高房屋交易过程中的合同信息的可靠性和安全性,降低了多部门的协同成本。

关键词： 区块链   智能合约   服务推荐   威尔逊区间算法   遗传算法  

摘要： 随着互联网技术的发展,Web服务的数量飞速增长,各种类型的服务推荐系统层出不穷。尽管各大服务推荐系统都展现了高效的数据处理、服务推荐等性能,但现有的服务推荐系统大都基于中心化平台开发,功能与数据集中于中心服务器,这种过于中心化的权限存在着诸多问题,例如数据被篡改、数据泄露等。针对上述问题,本文利用区块链技术在去中心化、数据不可篡改等方面的优势,结合智能合约技术,开发了一种基于区块链智能合约技术的服务推荐系统。论文的主要工作包括:(1)服务推荐系统的需求分析及开发环境搭建。本文对服务推荐系统进行了详细的需求分析,并搭建以太坊联盟链作为系统的开发环境。(2)服务推荐系统设计。系统设计实现两个核心推荐功能:服务评价推荐功能与服务质量推荐功能。服务评价推荐功能采用威尔逊区间算法,基于Web服务的评价数据对具体服务集进行排名,将排名结果展示给用户,为用户做出推荐;服务质量推荐功能实现了Web服务组合推荐,使用Web服务组合的全局QoS值衡量Web服务组合质量的优劣,本文基于Web服务的QoS多维数据,采用遗传算法求解Web服务组合问题,并将计算得到的最优Web服务组合推荐给用户。(3)服务推荐系统实现与测试。系统实现:使用以太坊联盟链作为底层环境,将数据通过智能合约存储到区块链中,确保系统数据不被篡改。系统业务逻辑由智能合约实现,合约编译、测试通过Remix完成,并部署到区块链上。最后编写前端页面,借助***通过RPC方式调用合约函数实现交互完成系统开发;系统测试:首先对智能合约进行测试,验证各合约代码的正确性以及高效性,接着对系统进行功能测试,验证系统功能的可用性,最后对系统进行性能测试,验证系统的安全性与可靠性。本文设计实现了基于智能合约与分布式多维数据的服务推荐系统,将系统数据存储在区块链中,有效地防止了数据被篡改,同时系统运行环境为以太坊联盟链去中心化环境,克服了传统服务推荐系统的中心化弊端,为解决服务推荐领域现存问题提供了一种新的方案。

关键词： 区块链   机器学习   智能合约   数据拟合   设计  

摘要： 区块链技术应用优势突出,但其在填充上链的工业缺失数据方面缺乏可行性.鉴于此,文本以机器学习框架为核心,通过对前端数据的规范化处理后,进一步对其做机器学习模型训练,从而确定模型参数并将该部分写入智能合约脚本,在前述基础上做编译操作,最终部署至区块链中.通过该机制的应用,可以利用调用智能合约的方法填充缺失数据,现实意义突出.

关键词： 区块链   以太坊   智能合约   欺诈检测   机器学习  

摘要： 区块链是一种具有去中心化、防篡改、可追溯等特点的新兴技术,自问世以来一直备受众多研究学者的青睐。以太坊作为区块链2.0的产物,在为用户带来方便的同时,还存在诈骗者利用区块链的匿名性来实施欺诈活动的隐患,如欺诈账户与欺诈合约,给投资者带来了不可估量的经济损失。目前,国内外针对以太坊区块链的欺诈检测研究相对较少,现有的检测方法难以准确地识别欺诈行为。因此,本文基于以太坊数据,综合运用机器学习技术,针对不同账户中的典型欺诈问题,研究相应的检测方法,从而促进区块链生态系统的健康发展。主要研究工作如下:(1)提出了一种基于Light GBM的欺诈账户检测方法。当前欺诈账户检测方法准确率低且性能不佳。本文收集了来自Etherscan平台的2223个欺诈账户和5805个非欺诈账户,并从中检索交易及区块数据,融合了基于交易历史规律提取的14个手工特征和featuretools工具自动提取的86个统计特征,较全面地描述了用户的交易行为,借助Light GBM模型进行检测,实验F1值达94.92%,高于仅使用单一特征的检测结果,能较快速有效地检测欺诈账户。(2)提出了一种基于注意力胶囊网络的欺诈合约检测方法。针对大多数智能合约部署无需源代码,并且基于源码特征进行检测存在困难的问题,本文收集并下载智能合约部署时所需的字节码以及应用程序二进制接口(Application Binary Interface,ABI),从中提取顺序、频率及调用序列来描述合约的行为,通过可视化技术转换为RGB图像。为了避免数据不平衡给检测工作带来的影响,使用Fancy PCA进行数据增强,将扩增后的RGB图像输入到注意力胶囊网络模型(SECaps Net)。与已有的研究工作相比,本文方法的F1值为98.38%,具有较高精度,并且能够在合约部署阶段有效检测出欺诈合约。(3)以太坊欺诈账户特征分析。针对本文提出的两种检测方法,通过实验评估账户与合约特征的重要程度,可知交易时间间隔、交易总价值、交易数量等特征是区分欺诈账户的重要因素,而操作码频率特征对欺诈合约的检测结果影响较大。另外,采用本文所提出的方法对Kaggle欺诈数据集以及蜜罐合约数据集进行案例分析,实验结果表明本文方法不仅适用于某一类欺诈行为的检测,而且在其他类型的欺诈检测任务中也取得了良好的效果。

关键词： 智能合约   合同属性   意思实现  

摘要： 随着区块链技术的发展,智能合约的应用场景也逐渐增多。然而,智能合约在法律上的性质仍不明晰,给实践带来困扰。本文拟综述现有属性争议观点,并考察智能合约的订立过程,以期能够厘清智能合约的法律属性。国外司法实践已经反映出智能合约可能导致合同纠纷,因此认定智能合约是否具有合同属性有其必要性。目前,智能合约存在法律属性上的争议,包括非合同说、合同说、合同形式说以及功能决定说等观点。然而,现有观点存在关注合同履行过程、夸大技术自治的影响,将智能合约形式与当事人意思分离、讨论的概念范围不同等问题。分析智能合约的法律属性,应从现行法及合同订立的基本原理出发。结合我国《民法典》规定以及意思表示理论,可以运用特殊的要约承诺规则解释智能合约的运作逻辑以及当事人在缔结智能合约过程中实际意思,从而论证智能合约与法律合同具有一致性。

关键词： 区块链   智能合约   法律效力  

摘要： 智能合约,作为区块链2.0时代标志,是将合约条款以计算机代码的形式部署至区块链中,再运用科学技术与专业法律的手段,编写事件发生的具体条件,在条件满足的情况下,智能合约将根据程序设置自动执行。与传统合同相比,智能合约具有去中心化特性,在脱离第三方中心机构的情况下,能够提高经济效益。同时,区块链智能合约具有难以篡改性的特性,这使得区块链智能合约条款在执行过程中,可以减少因外界因素的变动而影响合约内容的情形。区块链智能合约虽然属于新兴事物,但随着区块链技术成熟完善的发展,依托于区块链技术生存的智能合约逐渐运用在有价证券、商业银行、社会保险等业务领域。由于智能合约在社会生活各个领域的广泛运用,其法律效力问题也倍受关注,如何认定区块链智能合约的法律效力、其法律效力的认定内容以及法律效力范围等等已成为法学界必须回答的问题。基于此,为明确区块链智能合约法律效力的认定标准及认定内容,进一步规范区块链智能合约的发展运行,本文建议将区块链智能合约法律效力的相关内容加入《民法典》进行规制。在具体规制过程中,本文认为《民法典》总则编应综合考虑区块链智能合约使用当事人的缔约能力、意思表示是否真实、是否符合法律法规的要求,并将代码编写主体的专业资质以及第三方运行平台的告知和提示义务等内容纳入《民法典》总则编中;在《民法典》合同编中,应确定区块链智能合约的形成规则,并将区块链智能合约作为合同的类型之一进行法律规制,同时,应当增加关于区块链智能合约的违约与救济条款。

关键词： 区块链安全   共识协议   智能合约   联盟链  

摘要： 区块链是密码学、分布式最终共识机制、P2P传输等不同技术的交叉融合,以其去中心化的特征,创造了一个不可篡改的链状可信环境,受到了当前金融、法律、物联网等不同行业的广泛关注。区块链技术已经成为当下研究的热点话题,而如何在项目实际应用中提升区块链的安全性和效率则是目前亟需解决的难题。针对以上问题,本文将区块链底层架构中不同层级作为研究对象,对其中共识机制和智能合约中关键点进行全面分析;并结合冗余机制和动态积分对PBFT协议进行深入研究,提出一种改进的PBFT共识算法,对该算法进行仿真实验进行验证。本文的主要研究内容如下:(1)研究分析区块链底层架构,对现有区块链架构平台从访问权限、出块奖励、合约脚本等方面进行对比,梳理总结其中所涉及的关键技术。对区块链当前智能合约应用原理深入研究,总结智能合约存在的安全隐患。(2)研究分析区块链不同共识机制的原理和特性。对Po W、Po S、DPo S等典型共识机制和衍生相关协议,分析其优势和缺陷,为联盟链共识机制的改进提供理论依据。(3)针对PBFT共识与区块链中联盟链直接结合存在着效率低,拓展性不足、通信量大等问题进行深入研究。将PBFT共识协议与区块链联盟链节点需满足准入资格审核的特性结合,通过设定验证证书、密码冗余机制进行改进。根据节点在周期内达成共识时的表现,创建一个节点积分评价标准,按照初始状态节点的证书或者密码的冗余值、存在周期以及当轮是否达成共识的情况进行积分动态评估,将联盟链中的节点按照积分进行分类。将表现良好的节点分类到当轮的共识节点,降低出现恶意节点的概率,减少共识更换视图和节点的频率,使系统更加稳定。对改进的PBFT协议进行仿真实验,根据节点的不同数量和表现,调整动态积分的参数,按照积分对共识节点进行分类。改进后的PBFT算法,信誉度PBFT算法以及传统PBFT算法之间的性能差异,随着节点数的增加,改进的PBFT算法在性能效率上有一定提高。

关键词： 区块链   数字音乐   知识产权   智能合约  

摘要： 随着我国互联网产业蓬勃发展,区块链技术在社会各领域中发挥日益显著作用。区块链技术在音乐知识产权保护领域的应用正处于开拓阶段,且已取得初步成效,但因为音乐版权保护有其独特性,且缺乏法律规制与配套政策体系,所以市场存在音乐版权归属不明、交易规范不足、救济维权艰难等问题,其后续发展仍处于困境之中。因此,如何突破区块链技术应用音乐知识产权保护面临的诸多困境,是当前亟待解决的问题。本文首先讨论目前国内外区块链知识产权保护应用现状及困境,同时分析区块链技术对于音乐知识产权保护的优势及局限,进而从音乐版权确认、版权交易及版权救济等角度给予法律性的建议。

关键词： 区块链   智慧粮仓   智能合约   IPFS   BFT-Raft算法  

摘要： 粮食安全是社会关注的民生问题,粮仓的智能化控制和精准管理则是保障粮食安全的重要策略之一。传统的粮仓信息管理系统一般采用中心化管理方式,将信息保存在第三方机构管理的数据库中。此模式下,数据被单一的云服务器提供商控制,存在数据检测不透明、缺乏信任、信息不对称和效率低下等问题。就系统容错性而言,作为联盟链主流共识算法的Raft算法存在只能容纳故障节点,不能容纳恶意节点的问题。本文的主要研究工作如下:(1)针对传统的粮仓信息管理系统的中心化结构带来缺乏信任与权利集中的问题,系统综合使用区块链、IPFS(Inter Planetary File System)和数据库技术提出了一种智慧粮仓综合信息管理方案。通过对系统管理、仓储检测、交易管理和资产管理模块的需求分析,设计了系统的总体架构、前后端架构和智能合约数据结构。(2)结合IPFS共同维护图片数据的去中心化存储与查询,缓解了区块链数据爆炸问题。基于Truffle框架编写、编译并部署智能合约至以太坊Ganache测试链,完成了系统中区块链应用层各功能模块和交互界面的开发与实现。通过对粮仓环境监测、交易情况和出入库信息等关键业务数据的实时上链,保证了数据的完整性和可信性。测试结果表明:本文设计与实现的基于区块链的智慧粮仓综合信息管理系统具有去中心化特征,满足用户功能和性能需求,实现了智慧粮仓的仓储智能化和交易全生命流程可追溯。(3)针对Raft共识算法作为共识机制的联盟区块链存在无法容忍拜占庭节点的问题,提出了一种拜占庭容错Raft算法(BFT-Raft)。通过在Leader选举和日志复制过程中采用非对称加密技术验证、增加额外的RPC交互格式和客户端干预策略,BFT-Raft以少量的性能损失为代价,具备了拜占庭环境下的容错能力。与传统Raft算法比较,BFTRaft仍具同等的安全性,与PBFT算法比较,BFT-Raft具有复杂度低的优点。综上,本文提出的一种“区块链+物联网”新型智慧粮仓综合信息管理系统,相比传统的粮仓管理系统,具有去中心化、不可篡改、公开透明以及交易可溯源等优点,增强了信息管理的安全性和可靠性。改进后的Raft共识算法,保证了日志的不可篡改性和强一致性,为以后研究者们对联盟链搭建提供了更多的选择。