关键词： 智能合约   传统合同   法律属性   发展障碍   完善路径  

摘要： 智能合约是区块链技术发展的重要阶段,是区块链发展到2.0时代的标志。智能合约可以简单理解为“聪明的协议”“能够自动执行协议内容的合约”,是能够在区块链上自动执行的、以代码形式编写的合同,具有不可篡改、合约内容代码化、自动执行和匿名性等特性。这些突出特性让智能合约在司法、房地产、金融、保险等领域具有广阔的应用前景。尽管智能合约的应用越来越受到人们的青睐,但学界对智能合约的法律性质尚未形成统一认识,主要包括非法律合同说、折中说和法律合同说。本文赞同法律合同说的观点,认为智能合约在意思表示、合同生效和合同履行上符合法律合同的属性。与传统合同相比较,智能合约具有交易成本更低、交易效率更高、交易更安全等突出优势,同时也具有执行灵活性不足、技术应用门槛高等方面的缺点。智能合约自身存在的缺点,在某种程度上会对合同自由原则、情势变更原则、抗辩权行使、司法管辖权等法律制度带来冲击。如果智能合约带来的法律挑战得不到有效解决,将会影响智能合约的广泛推广应用。因此,要采取必要的措施对智能合约进行规制,以适应新时代经济社会发展的要求。本文除了绪论和结语之外一共分为四个部分:第一部分主要论述了智能合约的法律属性,从智能合约的内涵及外延、学界争论以及合同属性探究等方面逐步深入理解智能合约,阐释智能合约是具有合同属性的法律合约。第二部分,将智能合约与传统合同进行比较分析,揭示智能合约的优势特点以及在实践中应用的广阔前景。第三部分,主要论述了智能合约的发展障碍,分析智能合约的自身技术障碍,以及对合同自由原则、情势变更原则、抗辩权行使、司法管辖权等法律制度带来的法律挑战。第四部分,主要论述了应对智能合约冲击的法治完善思考,主要从探索构建多元共治模式、明晰相关责任主体、完善履行机制、管辖权适用、“代码即法律”逻辑修正等方面进行完善,从而使得智能合约在更广泛的层面上推广应用。

关键词： 区块链   智能合约   大数据   访问控制   策略分级   用户等级评估  

摘要： 随着互联网不断的发展与自身日益趋向于复杂化,互联网大数据的隐私保护问题越发的引起更多人的注意。为了充分实现数据中的价值,离不开各类分散数据源间的数据流通和相互共享,但是难免会影响原本的数据管理的安全性以及增加数据在分享中的风险。以居民看病就医的医疗健康大数据为例。如何在实现大数据共享的前提下,使病人就医史、病历信息、和手术情况等医患隐私信息得到保护,免于受到隐私泄露威胁。对于隐私保护来说,访问控制技术的完善与成熟对其至关重要。针对目前问题,大部分都采用以访问者、数据资源、数据提供者、上下文环境作为基本元素所提出的属性访问控制模型,其在策略上具有更高的灵活性、可扩展性,以及在模型的应用场景上也比较具有广泛性。相比于角色访问控制模型,该模型可以实现更加细粒度的数据共享和访问控制。但运用在复杂动态多变的大数据环境下属性访问控制模型也存在访问策略动态更新、多授权中心方案、访问策略安潜存储以及第三方不信任的等诸多问题。区块链是基于数字加密货币的技术之上逐渐发展起来的分布式数据库技术,而将区块链技术应用于大数据共享、访问控制机制以及用户数据隐私保护是近几年新的研究方向。区块链的最根本特点是去中心化、所有节点都可以参与决策的公共认证机制以及分布式记账系统。由于区块链技术使用数字认证机制外加数据加密机制,两种机制的特性使其具有不可篡改性和可追溯性。区块链独有的数据处理方式已经成为各个行业领域应用中发挥自身价值的关键因素。将访问控制与区块链融合,可以很好的解决访问控制在不可信的环境下数据共享问题以及访问策略动态更新等问题。针对上述问题,结合两者特点提出一种基于区块链和策略分级访问控制模型:BP-ABAC。使访问控制策略通过智能合约的方式储存在区块链中,合约设计中对访问控制策略进行策略分级。用户根据等级评估获得相应策略集的访问权限。当请求属性和策略集中的策略相匹配时,获得访问资源权限。本文主要的研究内容如下:(1)模型框架设计:首先建立一个去中心化的、防篡改的以及可追溯的大数据安全数据共享模型。以属性访问控制模型为基础,引入区块链技术。应对当前访问控制随时间动态变化和访问控制策略合约安全性以及策略检索效率的需求。(2)智能合约模块设计:将访问控制策略通过智能合约的方式存储在区块链中,合约设计中对访问控制策略进行分级。用户根据等级评估触发合约状态机,获得相对应的策略访问权限。当属性请求和策略集中的策略相匹配时,用户获得访问资源的权限。(3)策略分级设计:每条策略对于不同的实体属性都拥有不同的可信值,可信值会根据节点的访问行为做出相对应的调整。每条策略的最终可信值由自身的初始可信值和历史可信值决定。以其作为策略可信等级的映射依据。(4)仿真实验结果分析:在不同策略规模的条件下,多次实验求取平均值,并将其与现有的访问控制模型进行对比,判断BP-ABAC模型的策略查询效率、策略匹配成功率以及模型安全性分析等。实验结果证明,该模型实现了根据不同用户的访问请求授予相对应的访问控制权限,并对访问控制的过程的时间效率上和准确度有所提升,此外对访问策略的存储和数据共享的交互过程中的安全性和隐私性有所提升。

关键词： 区块链   共识算法   TBFT   隐患数据共享   智能合约  

摘要： 随着以比特币为代表的加密数字货币的流行,区块链技术受到了工业界和学术界极大的关注。通过对分布式存储技术、对等网络、共识算法、密码学技术和智能合约等传统计算机技术的应用,区块链具有了去中心化、去信任、不可篡改、公开透明等特性。利用区块链技术可以在一个不可信场景下构造一个可信的计算环境,颠覆了传统由权威机构背书的信任模式,其发展势必会为各领域带来革命性的影响。区块链本质上是一个分布式环境下由众多不可信节点共同维护且不可篡改的账本。由于节点之间不可信,区块链通过共识算法,确保分布式账本的一致性。共识算法是支撑区块链系统的核心,同时对系统的交易吞吐量、通信开销和应用场景等方面有着重要的影响。实用拜占庭容错算法(Practical Byzantine Fault Tolerance,PBFT)首次将拜占庭容错算法的复杂度由指数级降到了多项式级,且交易吞吐量较高,共识完成交易即得到确认,实现了以较小的开销解决拜占庭模式下的分布式一致性问题。但PBFT算法三阶段共识广播机制存在通信复杂度较高、延迟严重的问题。本文提出了两次提交改进算法(two-way Byzantine Fault Tolerance,TBFT),并基于TBFT算法和其他区块链技术对煤矿隐患信息共享进行了研究,主要内容如下:(1)在实用拜占庭容错算法(PBFT)的基础上提出两次提交拜占庭容错共识算法TBFT。TBFT给予请求两次提交机会,并且消息传递舍弃了两两交互的方式。该算法对三个子协议进行重新设计,将一致性子协议中第三个阶段的代价转移到视图切换子协议和检查点子协议中。在轻度冲突的情况下,4个消息延迟后回复客户端,缩短了客户端等待时间;重度冲突的情况下,副本节点主动向其他副本节点寻求证明,若得到其他副本节点的响应并验证通过,该副本节点会继续共识流程;这种两次提交机制,避免频繁执行昂贵的视图切换协议。实验证明本文提出的两次提交拜占庭共识算法降低了通信复杂度,使客户端等待回复时间缩短,提高了系统的吞吐量。(2)由于缺乏一个安全可信的隐患数据共享环境,隐患数据被各煤矿企业存储和管控,形成数据孤岛,导致隐患数据的安全价值不能有效发挥。针对这种情况,本文基于TBFT和其他区块链技术设计了煤矿隐患数据共享链。首先构建了半分布式P2P网络模式的联盟链,考虑各煤矿隐患信息知识库本地存储的实际,设计原始信息本地存储,信息摘要及信息关键内容链上存储的共享模式;其次,设计了煤矿隐患数据的交易结构并在此基础上构建智能合约完成方案业务功能。最后基于此方案,对TBFT共识算法的出块时间和交易吞吐量进行了测试,测试结果显示该算法在仿真场景下具有良好的性能和稳定性。图[20]表[8]参[72]

关键词： 智能合约   时间约束   形式化验证   可靠性  

摘要： 智能合约由Nick Szabo在1994年提出并定义为“一套以数字形式指定的承诺，包括合约参与方可以在上面执行这些承诺的协议”，希望其可以在无需第三方可信权威的情况下，以数字形式担任合约各方共同信任的代理。但是由于当时计算技术的限制，智能合约在提出后的很长一段时间内没有得到广泛的应用。自比特币的出现，使得区块链技术得到广泛的关注，人们发现区块链技术与智能合约天然的契合。自此智能合约重获新生，区块链技术也逐渐成为智能合约主要的计算场景。随着区块链应用的拓广与深入，智能合约的作用越来越突出，而平台的开放性使得智能合约的可靠性问题也更加突显。为了保证智能合约的可靠性，基于测试、静态分析技术、形式化验证技术的智能合约分析与验证方法得到了广泛研究，但尚未有人对智能合约的时间性质引起的可靠性问题进行过系统地研究。　　本文通过分析典型智能合约，对智能合约时间约束的不同表现形式进行梳理，提炼出相应的时间约束模式并对其进行形式化。针对Solidity编写的以太坊平台智能合约，基于实时模型检测工具UPPAAL，实现合约文件到UPPAAL入口模型的自动转换，验证智能合约的时间相关性质，对合约中由时间性质引发的可靠性问题进行提前检测，避免在合约部署后造成损失。本文的主要贡献包括以下三个部分:　　1.研究分析典型的智能合约，对合约中时间约束和性质归类总结，整理了五种不同的时间约束模式。包括单一时间期限模式、分段时间期限模式、时间期限延长模式、多重时间期限模式以及相对时间期限模式，并给出了每种时间约束模式中性质的一般形式。　　2.定义Solidity智能合约到时间自动机的转换规则并实现其到实时模型检测工具UPPAAL入口模型的自动转换;再利用UPPAAL验证合约的时间相关性质，提高了合约验证性质的自动化程度。　　3.针对实际的竞拍、飞机延误保险、购物及货物配送等合约进行了实例研究，对实例满足的时间约束性质进行验证并将实验数据整理，实验结果表明提炼模式的普遍性以及工具的有效性和可行性。

关键词： 智能合约   法律监管   事后救济  

摘要： 与传统合同不同,智能合约的履行不依赖于当事人的法律行为,而是在成功缔结合约后便会按照事先确定的技术逻辑自动执行合约条款,这就是智能合约的自动执行特性。同时,智能合约还具有匿名性的特征,双方无需公开真实身份便可完成交易。因而利用智能合约进行交易不仅能够克服传统合同低效率高成本的问题,还能够更好的保护交易双方的个人信息和财产。亦与尼克?萨博此前提出的因缺乏可靠的技术支持,而只被当成一种设计理念的“智能合约”不同。如今的智能合约在区块链技术的支持下迸发出蓬勃的生机,发展的如火如荼。随着对智能合约的不断深入发掘,其应用场景不断丰富,在金融、供应链管理、物联网等领域,甚至在社会治理等方面都发挥着重要作用。更重要的是代码与合约的联合,数字与现实的连接,可以说智能合约打通了通向数字经济时代的渠道。目前许多国家已经认识到了其经济价值并开始投入研究。然而快速发展的智能合约也给现有的法律制度和体系带来了巨大的挑战,尤其是法律的滞后性造成了一定程度上的监管真空。在分析我国智能合约法律监管现状的基础上,归纳了我国智能合约法律监管存在的主要问题:一是智能合约的法律监管体系不完善,法律地位不明确,没有法律层面的“明文规定”,难以做到“有法可依”。二是智能合约的交易过程具有高匿名性,直接影响到合同效力的认定、违约救济以及违法犯罪活动的有效打击等方方面面。三是加密的交易内容,缺失了监管审查机制,或为违法犯罪活动提供了保护。四是事后救济缺乏,没有关于违约责任、损害赔偿等事后救济制度的安排。五是缺少合约技术人员的责任规定,现有规定中并没有将技术人员这一重要角色纳入监管范围。对于新技术、新产业,既要鼓励、促进其不断发展,也要划定底线,落实法律监管。尽管智能合约尚处于起步阶段,但法律有必要对其做出回应,将其纳入监管之中。在吸取域外经验并结合我国现实情况的基础上,对如何解决我国智能合约法律监管存在的问题有以下建议:一是完善智能合约的法律监管体系,考虑将智能合约纳入《民法典》所确定的法律框架之下进行监管,明确确立智能合约的法律地位;二是根据具体交易情况的不同,对匿名的交易主体进行不同程度的身份验证;三是建立转换和审查标准或是接入外部数据库,通过这些方式构建验证机制,对内容合法性予以控制;四是结合智能合约的技术特性构建事后救济制度,为智能合约的发展提供后续保障;五是增加关于合约技术人员的责任规定,明确将技术人员纳入监管范围,确定技术人员在何种情况下需要承担法律责任以及是否具有免责事由。

关键词： 智能合约   代码瑕疵   代码漏洞   法律风险  

摘要： 区块链技术被视为新时代变革的关键,特别是基于区块链衍生出的智能合约技术。区块链智能合约的特殊技术特征使其具有去中心化、自动执行、强制执行等特点。由于区块链智能合约的运行基础是代码,而代码与自然语言、法律语言存在根本不同,导致代码在编译中容易产生缺陷。目前,代码缺陷是导致区块链智能合约损失的主要原因之一,对代码缺陷引起的法律风险条分理析,才能进一步思考对应的解决路径,保护交易双方的合法利益,更好地将其适用于民事活动和商事交易等领域。代码缺陷主要体现为代码瑕疵和代码漏洞。代码瑕疵是由于第三方编译错误或智能合约的僵化导致当事人双方合同履行不能或履行出现错误。代码瑕疵无法完全适用传统合同法中规定的变更、解除或撤销等救济措施,因其面临当事人匿名、合同解释规则难以适用等问题。对此,可以将智能合约编译方作为请求承担违约责任的对象,原因在于双方之间成立以智能合约编译为内容的合同。代码漏洞则会带来第三人为窃取个人信息或财产而攻击智能合约的风险,这是目前智能合约面临的主要风险之一,大量的智能合约遭遇攻击并造成了金额庞大的损失。由于智能合约中去中心化组织的性质不明,主体的权利义务也无法明确。而中心主体的缺失也使监管弱化,无法有效保护当事人权利。智能合约因代码缺陷产生的法律风险仍需要从监管和法律两个层面进行解决。通过更新监管技术、从立法上承认智能合约的法律效力、对智能合约底层技术立法、政策引导、明确平台责任等,可以为智能合约用户创造一个相对安全的交易平台,减少由代码缺陷造成的法律风险。

关键词： 区块链   多服务器   访问控制   身份认证   随机预言模型   智能合约  

摘要： 在多服务器体系结构中，身份认证对整个系统的通信安全起着极为重要的作用。在传统的多服务器认证方案中，参与者之间相互认证的安全性基于注册中心私钥的安全性。这种集中式的体系结构会由于注册中心的私钥泄漏而遭受安全风险。区块链技术以其去中心化、防篡改和分布式的特点，为多服务器认证方案带来了一种新的解决方案。现有的几个基于区块链的多服务器认证方案缺少对用户的访问控制，用户一经注册便可以不受限制地访问所有服务器。在传统的多服务器认证方案中，用户的权限由注册中心（RegistrationCenter，简称RC）控制，但这种权限控制方法不能应用于去中心化的区块链系统。　　针对以上这些问题，本文研究并设计了一种基于区块链的多服务器身份认证和访问控制系统，以处理传统多服务器认证系统的中心化问题和基于区块链的多服务器认证系统的用户权限控制问题。本文的主要研究内容如下：　　1.本文提出了一种具有访问控制功能的基于区块链的多服务器认证协议，详细描述了协议中的各个过程。然后在随机预言模型下形式化地证明了该协议的安全性。安全性分析表明，该协议能够抵抗模仿攻击和中间人攻击等多种攻击并且满足多种安全性需求。　　2.本文使用MIRACL大数运算函数库实现了本文所提协议的一些关键函数，并测试了本文所提协议的计算和通信开销。以本文得到的计算开销和通信开销数据作为基准，与其他方案进行了性能对比，显示出本文所提协议在计算开销和安全性上具有明显优势。　　3.在本文所提协议的基础上，设计了一种基于Fabric的多权限分级多服务器系统。该系统借助智能合约，允许多个权限管理方分别管理相关的权限，实现了细粒度的权限管理。最后，基于Fabric搭建了区块链网络，编写了智能合约，模拟了该系统的主要过程，证明了所提系统的可行性和实用性。

关键词： 区块链技术   电力交易   以太坊   智能合约  

摘要： 近年来,区块链技术发展迅速,越来越受到人们的关注。区块链技术的去中心化、可追溯性、交易数据公开透明等特点,使其在金融相关领域有了很好的应用。事实上,区块链作为一个底层的安全数据技术,在金融之外的其他领域也有着广阔的应用前景。随着国家新一轮的电力改革的推进,高效透明的电力交易市场正在逐步完善中。以“放开两头,管住中间”的改革路线,将逐步调整发电企业、电网、用户之间的利益,培育多样化的交易主体,形成多买多卖的格局。在这种形式下,传统的单一的集中式的电力交易模式很难完全适应市场化的需求,既不利于市场竞争,也不利于充分保障各方的利益。发电企业、电网公司、售电公司以及用电单位或个人等构成了电力交易市场的不同实体,各方既存在合作也存在竞争,因此基于信任评估与验证的交易是良性市场的可靠保证。使用区块链技术来支撑电力交易,构建安全可靠的电子信息交易平台,是未来发展的必然趋势。基于此,本课题研究和设计了基于区块链技术的电力交易系统,具体工作如下:首先,介绍了区块链的基本技术知识和应用案例,包括区块链技术、区块链的工作原理、区块头、区块体、Merkle树等基础结构,以及密码学、共识算法、对等网络等区块链底层技术。着重分析了区块链技术对于能源互联网的适用性。以以太坊和智能合约相关技术为基础,介绍借助以太坊智能合约技术,实现能源电力交易便捷化和智能化操作;提出了系统架构,交易流程等基于区块链技术的能源电力交易方案。其次,结合当前电力改革思路,对传统电力交易模式存在的一些问题进行分析。针对这些问题,尝试以区块链技术为核心出发设计新型电力交易方案。通过搭建以太坊私有链平台,研究了将智能合约转化应用于对能源电力的交易新方式。受限于实际电力系统尝试的高成本和复杂性,本研究通过部署、维护和运行智能合约的形式在链上模拟发电用户、用电用户的电力交易行为,并由区块链技术完成结算等相关操作。最后,模拟实现运行一个能源电力交易过程。实验模拟了购电、售电用户的电力执行和交易结算。整个实验基于以太坊平台智能合约区块链技术,通过对信息流动的分析,该实验成功完成电能转移、资金结算等操作。交易信息被记录到区块链中,并查询对应信息。该实验系统表现出智能电力交易合约可以满足新型电力交易应用的需求。

关键词： 访问控制   工业互联网   区块链   智能合约   工作流  

摘要： 工业互联网是新型网络、人工智能、大数据等新一代信息通信技术在工业中的深度融合和创新应用。在工业互联网中,数据是工业领域各类信息的核心载体,通过数据共享可以实现工业互联网供应链中各类信息资源互联互通,进而进行智能化的管理和控制决策,实现企业间的高效协同。然而,工业数据通常具有机密性,数据共享时需要对内容进行受控访问。为此,本论文从工业互联网供应链中的数据共享场景出发,设计基于区块链的工业互联网数据访问控制框架,以保证供应链各环节中企业间数据的受控共享。工业数据通常存储在企业本地以保证安全性,此时进行数据共享需要借助集中式的第三方平台完成访问控制决策。然而,第三方平台仍存在被攻击的风险,导致错误的访问控制结果,从而威胁数据安全性。除此之外,供应链等工业互联网应用通常以工作流的形式执行,其数据访问任务之间存在依赖关系,但现阶段针对复杂流程的访问控制机制的研究还比较少,缺乏适用于工业互联网供应链环境下的访问控制应用。为此,本文针对工业互联网供应链场景下数据共享的访问控制需求,利用区块链提供可信存储、智能合约提供可信计算、工作流模型提供多方协同能力,实现了基于区块链的工业互联网数据访问控制原型系统。主要包括以下方面:(1)针对企业间数据共享中的分布式访问控制问题,本文设计了基于区块链的工业互联网数据访问控制机制。利用区块链平台为访问控制属性和策略等信息提供可信存储,利用智能合约技术保证访问控制判决的可信计算。(2)针对供应链数据共享中的复杂流程访问控制问题,本文设计了面向工业互联网工作流的访问控制机制。利用工作流建模多方之间的数据共享流程,并借助工作流任务状态信息辅助此时的访问控制判决。(3)设计并实现了基于区块链的工业互联网数据访问控制原型系统,具体实现了两个模块,其中数据管理模块以数据统一接口的方式对工业互联网数据进行管理,区块链模块基于Hyper Ledger Fabric框架实现,负责在数据共享时提供访问控制服务。综上,本论文对工业互联网供应链场景下保证数据受控共享的访问控制机制进行了探索,并在此基础上设计与实现了基于区块链的工业互联网数据访问控制原型系统。本研究将有助于构建面向工业互联网供应链的数据共享系统,可进一步应用于工业互联网其它领域。

关键词： 个人健康记录   数据共享   区块链   数据安全   隐私保护   访问控制   智能合约  

摘要： 随着信息技术的快速发展和人们对个人健康的关注,个人医疗数据被广泛收集和存储为个人电子健康记录(Personal Health Records,PHRs)。PHRs的共享对提高疾病诊断精确度和疾病研究科学性具有重要的意义。由于医疗数据的隐私敏感性,其共享过程中的隐私和安全问题受到学术界和工业界广泛关注。近年来,基于云的PHRs共享方案给人们带来了诸多便利,但云的中心化问题不可避免地给数据安全和隐私保护带来威胁。区块链技术是一种很有前景的分布式技术,其具有去中心化、透明性、匿名性和不可篡改等特性,能够为医疗数据共享带来很多便利。基于此,本课题开展基于区块链的具有隐私保护的医疗数据安全共享研究,具体工作如下:1)提出一种云协助下基于区块链的具有隐私保护的医疗数据安全共享方案。在该方案中,数据请求者在联盟区块链上查询数据提供者上传的关键词,获得匹配结果后得到PHRs的相关信息。数据请求者向数据所有者发起访问请求,在获得数据所有者授权后得到云服务器发送的重加密密文,解密后获得原始医疗数据。该方案采用可搜索加密和条件代理重加密来实现数据安全、隐私保护和访问控制。此外,设计基于授权证明的机制作为联盟区块链共识机制,以保证系统的可用性。对该方案进行的安全性分析表明,提出的协议能够达到数据机密性与完整性、访问控制、认证、安全搜索和隐私保护等安全目标。在以太坊平台上对本方案进行性能评估显示,本方案具有较高的计算效率。2)提出一种支持细粒度访问控制的基于联盟链的安全和隐私保护的PHR管理与共享方案。该方案采用星际文件系统(Inter Planetary File System,IPFS)存储PHR密文,使用零知识证明验证联盟链上关键词索引的真实性。该方案将改进的基于属性加密算法写入制定的智能合约中,实现了PHR共享的安全搜索、隐私保护和个性化访问控制。对该方案的安全性证明和分析表明,所设计的协议能够满足数据安全、安全搜索、抗共谋的隐私保护和个性化的访问控制等安全目标。本方案使用真实的数据集在Hyperledger Fabric区块链平台上进行性能评估,结果表明该方案的性能优于现有的医疗数据共享模型。本课题研究了实际应用场景中医疗数据共享问题,并结合区块链技术和密码学算法实现了医疗数据的安全共享、患者的隐私保护和访问控制。本研究有效实现了基于区块链的医疗数据安全存储和共享,推动了区块链技术在医疗行业的落地应用。