关键词： 移动边缘计算   计算卸载   区块链   智能合约   零知识证明  

摘要： 移动边缘计算是指在移动网络边缘部署存储和计算资源,为移动网络供应云计算能力和IT服务环境,从而为移动用户提出高带宽和超低时延的网络服务解决方案。计算卸载在移动边缘计算中是一项关键技术,可以为资源受限设备运行计算密集型应用提供计算资源,加快计算速度,节省能源。移动边缘计算中的计算卸载是将移动用户终端的计算密集型任务卸载到边缘环境中,弥补了终端设备在计算性能、资源存储以及能效等方面存在的不足。移动用户对于计算卸载的计算结果普遍认为是可信的,但是实际上边缘服务器存在不诚实的行为,这会造成计算可靠性问题。目前已有研究提出基于密码学的非交互式的解决方法,但是需要可信的第三方进行计算验证,并没有完全的去信任化进行计算验证。针对计算卸载中的计算可靠性问题,本文提出将区块链代替第三方验证机构并结合零知识证明来实现可信的可靠的计算卸载结果的验证,其中根据区块链的智能合约可以执行完全可信计算结果的验证。本文实验搭建了框架的简易原型,验证了框架的可行性并实验分析了框架的计算消耗和时间消耗。为降低引入区块链后计算卸载的时间延迟并且保证计算的可靠性,联合计算卸载可靠性和延迟的移动边缘计算卸载问题被提出。已有研究提出了一个优化问题以最小化延迟和最大化计算卸载可靠性。但是其中计算卸载可靠性只是将计算卸载时通信阶段的传输可靠性考虑在内,实际上计算卸载过程中还会出现计算阶段超时和计算结果不可靠的情况。本文在计算可靠性框架基础上提出可靠性和延迟感知计算卸载优化问题,其中可靠性包括通信阶段的传输可靠性、计算阶段的计算时间可靠性和计算阶段的结果可靠性。针对该优化问题本文提出启发式算法进行求解,并实验验证了提出的启发式算法相较于传统算法具有更低的时间和更高的可靠性以及更低的联合成本。

关键词： 智能合约   部署模型   区块链   不可篡改  

摘要： 区块链技术是以一种巧妙综合了多个领域技术的一种新型系统架构,具有去中心化,不可篡改,透明可追踪等特点。智能合约是一种可以自动化执行交易的计算机协议,其被提出的初衷是为了自动化交易过程,但由于缺乏可信的执行环境,智能合约发展一直止步不前。借助区块链技术所提供的可信环境,智能合约被引入区块链技术体系。用户通过把智能合约部署在区块链中,使得智能合约能够在区块链环境中执行。智能合约扩展了区块链系统的功能,为区块链技术的发展开创了崭新的局面,同时自身也获得了发展。区块链并非原生支持智能合约的技术架构,目前也仅是主流及新兴的公共区块链开发平台实现了对智能合约的支持,自研区块链系统能够提供智能合约支持的十分少见。因而,目前业界提供智能合约支持的应用,大都受限于几个主流区块链公共平台进行开发。对一个不基于公共开发平台的自研区块链系统来说,目前能够对智能合约提供的支持为将智能合约代码直接部署到区块链上,即链上部署。然而链上部署的适用范围较窄,且直接将智能合约代码存储在区块链上存在较多问题,比如为原始区块链平台上的所有节点带来更多的存储压力和更多的计算资源耗费,将少数节点所达成的智能合约暴露给区块链所有参与用户,更重要的是,对于智能合约的攻击还会为原始区块链系统带来更多的攻击风险。为了更好的解决上述存在的问题,研究一个面向自研区块链系统的通用智能合约部署模型势在必行。本文借助子链技术,提出一种基于子链的新型智能合约部署模型,该模型将智能合约的部署与原始区块链平台分离,将一份智能合约部署在一条依附于原始区块链的子链上,该子链只针对参与子链上智能合约的用户开放。更进一步,本文为部署智能合约的子链设计了专属的记录和区块通用结构。同时,本文设计并初步实现了一个区块链自研系统,该系统面向全国高校提供学生成绩与学历的可信存证。本文采用新型智能合约部署模型,为该自研系统设计了一个扩展功能,以证实所提出模型的实用性。该自研系统利用区块链不可篡改的特性,通过将学生的成绩和学历信息上传到区块链,保证了学生成绩和学历信息的真实可信,同时对外提供区块信息和学生成绩与学历信息的简单查询。综上所述,本文给出了所提出的新型智能合约部署模型的设计分析和具体模型设计方案,其次介绍了自研区块链系统的需求分析,概要设计,详细设计以及相关模块的实现,最后给出了详细的系统测试。测试表明,该系统原型能够较好的完成系统的核心功能,并在一定程度上解决同类型系统所存在的部分问题。

关键词： 区块链技术   智能合约   强制执行  

摘要： 区块链技术作为一项新兴的的互联网技术正受到世界的瞩目,而"区块链"中的核心技术之一"智能合约"与司法领域的结合将会碰撞出不一样的火花。特别是在强制执行阶段,"智能合约"的特点使其在"强制执行"的适用中具有天然的优势。目前北京互联网法院的利用"天平链"平台在强制执行阶段运用智能合约技术已达成"一键立案",为当事人及法院工作提供了便利,但是这还远远不够,"智能合约"在司法强制执行的终极目标是"一键执行",将区块链技术与司法程序进行完美结合。

关键词： 区块链   供应链管理   智能合约   fabric  

摘要： 随着现代市场环境的变化,企业间的竞争尤其是制造业企业间的竞争,再也不是单一企业间的竞争,而是供应链与供应链间的竞争。供应链管理是现代供应链的重点,施展供应链管理可以降低链上企业的成本,提高供应链的运作效率。传统汽车供应链管理系统通常采用中心化的数据存储模式,供应链中核心企业管理效率低,上下游企业间的数据交互困难。链上信息的不透明、不对称、不可靠,更是引发了汽车供应链中的信任问题。在诸多不确定的内外因素的影响下,汽车供应链管理不可避免地产生发展瓶颈。区块链技术是分布式数据存储、点对点传输、多方共识机制、密码学等多种计算机技术相结合的新型应用模式。基于区块链去中心化、去信任、数据不可篡改等特性,将这项技术应用于传统汽车供应链管理上,具有很高的研究意义和实用价值。论文结合汽车供应链的交易环境,针对传统汽车供应链管理中存在的痛点问题,对结合区块链技术的可行性进行了深入分析。论文提出了一种基于区块链技术的汽车供应链管理新方案,实现链上数据透明可见,链上企业协同治理。论文的主要研究和工作内容如下:(1)构建了基于区块链技术的汽车供应链管理原型系统。系统的底层区块链网络采用联盟链开发平台hyperledger fabric搭建。系统应用层提供了操作页面,采用轻量级开发框架express实现了HTTP服务器。应用层和底层区块链网络之间使用Node SDK进行交互。(2)提出使用数字签名技术,对上链前的数据源进行验证的方法。企业重构零件标签内容,将零件信息和数字签名组合写入标签之中。通过数字签名验证和上链比对验证,确保上链前的数据的真实性与可追溯性。(3)结合汽车供应链的业务场景,对区块链网络进行设计与改进。论文设计了区块链网络内的多通道交易模型,利用通道对区块链交易进行隔离,保护企业的敏感数据;论文设计采用动态选举领导节点的方式改进fabric默认的数据同步过程,增强了整个网络的稳定性和弹性,减轻了排序节点的同步区块的负担;根据系统的业务功能需求,使用Golang语言开发智能合约,实现应用层对区块链账本状态的操作。在完成系统设计与实现后,论文对结合区块链技术搭建的汽车供应链管理系统的功能和性能进行了实验测试。结果表明了该系统能够提供良好的信息管理服务,具备一定的可行性。

关键词： 区块链智能合约   全自动行政行为   法律风险   应用界限   正当行政程序  

摘要： 区块链作为被盛赞的未来社会治理新蓝图,智能合约在其中扮演了重要的角色。行政主体借助区块链智能合约实施行政行为,其行为的性质仍可定性为全自动行政行为。而且出于技术的两面性,区块链智能合约自身的去中心化、开放性、透明性、自治性、不可篡改性、自动执行性、可追溯性、匿名性、集体维护性等特点,在提高行政效率、增加透明性的同时,也可能会制造另外一个黑箱,造成行政权力滥用的法律风险,具体而言包括行政裁量共识标准难以统一、算法黑箱与算法歧视、程序性权利被架空、隐私安全保障仍存在隐患以及责任主体与救济方式缺失等五个方面的风险。由于区块链智能合约与行政程序之间存在相似的程序化、阶段化的执行过程,以及现代行政行为对全自动化行政行为的正当性行政的要求,其应用风险的控制应当以正当行政程序为原则,在初步明确全自动化的区块链智能合约代码更适合用来执行羁束性行政行为、授益性行政行为等行政行为,并且应当以链上法律代码化和不确定法律概念作为应用界限的基础上,构建专家评估、模拟测试、算法公开、个人自决、通知说明、介入保留、限时追踪执行、公众评论和报错申诉等具体的链上、链下风险防范与救济程序,从而防范区块链智能合约应用中行政权力滥用的法律风险,更有效实现区块链智能合约在行政行为与社会治理中的积极功能。

关键词： 区块链   供应链信息协同   去中心化   信用穿透   智能合约  

摘要： 随着“大数据”、“互联网+”时代的到来,供应链核心企业发现系统地优化供应链信息协同过程,发掘海量信息的经济价值,对降低供应链成本、提升企业收入起着巨大的影响。然而,从现存的供应链来看,信息处理协同系统普遍存在智能化能力弱、中心化管控等现象,在供应链各企业之间形成信息壁垒(从而导致企业之间筑起信息壁垒),无法实现跨界信息协同,引发协同效益差、企业间各自为战、供应链脆弱等问题。为解决上述问题,本文从供应链信息协同着手,通过利用区块链技术,尝试建立透明化、智能化、去中心化以及防篡改的信息协同系统,优化传统供应链信息协同流程,实现协同效益。首先,本文从供应链协同问题的研究现状出发,对学术界研究关于供应链协同方法以及区块链研究及落地现状进行梳理,总结传统供应链信息协同过程中运用的主要技术与其存在的缺陷,由此延伸出本文研究主题。其次,以传统供应链信息协同为基础,从四个方面对影响供应链信息协同的因素进行探讨,归纳和分析信息协同过程中存在的主要问题及其产生的原因。再次,针对传统供应链信息协同过程中的问题,全方位的考虑其影响因素后,提出以区块链技术为依托的供应链信息协同解决方案,利用区块链技术对其进行优化。从物流、采购和库存三方面着手,分析验证了供应链信息协同与区块链融合应用的优越性,此外通过构建Stackelberg博弈模型,以更直观的形式验证了以区块链技术为支撑的供应链信息协同系统所带来的协同效益要优于传统模式。最后,以制造商A和经销商B构成的二级供应链订单信息协同为例,通过利用区块链的智能化、P2P以及去中心化等技术特点,对信息协同过程优化,验证了区块链技术对于优化供应链信息协同的适用性及先进性,达到了对传统供应链降本增收的目的。基于上述研究,本文为后续开展供应链信息协同研究奠定理论基础,为核心企业改善供应链信息协同现状提供决策参考。

关键词： 区块链   溯源   共识算法   智能合约   访问控制  

摘要： 传统供应链服务的发展面临诸多痛点,包括造假风险、企业信息孤岛、核心企业信用不能跨级传递、违约风险高等。虽然区块链去中心化等特点适用于供应链,但共识算法存在吞吐量低、时延高、节点数不能动态变化等问题,影响了区块链系统的整体性能。因此,本文针对区块链共识算法性能低下和企业信息孤岛等问题,基于Hyperledger Fabric框架,研究共识机制和企业信息访问控制方法,并设计开发了一个基于区块链的果品质量溯源系统。本文主要内容包括:首先,针对区块链中共识算法存在吞吐量低、时延高、节点数不能动态变化的问题,本文设计了 一种基于积分的改进PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)共识算法,该算法引入积分选择协议,通过对一致性协议、视图转换协议以及垃圾回收机制的优化,提高诚实主节点的选择概率、减少通讯次数以提升共识效率。在运行垃圾回收机制时给所有节点重新分配积分,达到动态更改节点数量的目的。最后通过实验验证了本文方法具有提升吞吐量降低时延的良好性能。然后,针对供应链企业信息孤岛以及非法用户对网络资源的非授权访问问题,本文设计了基于智能合约和企业信用的访问控制模型。该模型将传统ABAC(Attribute-Based Access Control)模型和RBAC(Role-Based Access Control)模型结合,以智能合约作为底层技术引入信用值作为跨域访问的参考属性,利用主体属性与信用值作为决策依据实现域内与域间的访问控制过程,最后通过实验验证了访问控制模型的可用性。最后,在上述研究基础上,设计并开发了果品质量溯源系统,为不同企业用户提供了溯源信息管理等服务,并为消费者提供果品溯源信息查询服务。系统采用抽象编程思想进行设计与实现,基于Hyperledger Fabric区块链开发框架、Chaincode API提供平台资源访问支持。

关键词： 云存储   区块链   智能合约   流水线编码   访问控制  

摘要： 云存储技术的应用与实现为用户提供了新的数据处理模式,其便捷高效的特性吸引越来越多的个人及团体将数据存储于云存储系统中。目前,云存储技术存在着环境开放、处理过程中心化等问题,给数据及用户安全带来了很大的威胁。而区块链技术的兴起,为解决云存储技术中存在的安全问题,给出了新的思路。基于区块链的数据存储方案层出不穷,本文针对目前基于区块链的存储系统中存在的:存储编码方案与区块链技术相脱离、属性基访问控制机制存在隐私泄露两个问题展开研究,给出相应的解决方案,主要工作如下:1.针对基于区块链的数据存储方案中存储编码与区块链网络结合度低的问题,提出了一种基于区块链的流水线编码方案。该方案利用双层区块链链架构中虚拟链可塑性强的特点,实现区块链网络与流水线编码方案深度结合,利用公链安全性高的特点保护虚拟链的安全性,实现系统的去中心化、匿名化。方案在编码过程中充分发挥区块链去中心化的特点,提高存储编码的安全性与效率;同时将该编码方案与基于时间的副本存储机制相结合,平衡系统的存储开销与计算开销。2.针对基于区块链的数据存储方案中,属性基访问控制机制存在的泄露用户属性隐私、策略隐私的问题,提出了一种部署于智能合约上的基于密码学累加器的属性基访问控制机制。该机制利用密码学累加器对成员累加证明的特性,实现在访问控制过程中对用户隐私与策略隐私的保护。同时利用智能合约触发执行的特点,实现策略的自动执行;利用智能合约可撤销的特点,使机制支持用户属性撤销与策略更新。3.设计并实现了一个基于区块链的安全云存储原型系统,该系统实现了基本的数据上传、下载和共享功能。该系统实现了数据的去中心化存储,可根据用户需求调整数据存储的冗余程度,也可根据用户制定的访问控制策略,实现数据的细粒度访问控制。根据理论分析,可知系统具有较高的安全性。最后我们在实验平台上对系统进行仿真实验,测试了原型系统的各项性能。根据实验结果可知,本系统在效能上有较好的表现。

关键词： 智能合约   区块链   争议解决机制  

摘要： 基于区块链技术的智能合约由以太坊于2015年首次引入,即满足特定条件时能够自动执行合约条款的计算机程序。智能合约可应用于金融交易、供应链等诸多领域,因其具有去中心化、不可篡改、自动执行、不可撤销等特点,能够降低交易成本、提高交易效率,为国际贸易提供更加安全的环境。目前,智能合约的法律性质尚不明晰,学术界有自助救济、计算机程序、合同三种观点,各司法管辖区将智能合约认定为合同或计算机程序。智能合约交易应当适用的规则体系尚不明确,各司法管辖区或将其纳入反洗钱和反恐融资法等现有法律框架下,或进行专门立法,目前尚不存在专门适用于智能合约的国际法规则。智能合约交易的自动执行能够减少争议的存在但不会消除争议。当智能合约未真实反映当事方意图、存在代码漏洞、预言机出现错误以及当事方意图终止交易时,易引发争议。智能合约争议具有跨司法管辖区、主体匿名性、责任主体难以确定、补救措施有限等特点,若通过国际诉讼或者国际仲裁的途径解决争议,将面临管辖权和法律适用难以确定、裁决执行困难等问题。各司法管辖区对智能合约交易的监管在一定程度上突破了主体匿名性,缓解了争议解决时确定管辖权和法律适用的难度,但依然无法突破智能合约一旦自动执行即无法改变结果的困境。为解决这一问题,智能合约争议解决机制应运而生。智能合约争议解决机制的运作方式是在智能合约中嵌入一定的程序,争议发生时可“冻结”智能合约的执行,再根据争议处理结果更改、终止或继续智能合约的执行。其实质是在区块链上实现协商、调解、仲裁或诉讼程序以解决与智能合约交易有关的争议。智能合约争议解决机制的优势是能够快速、灵活、高效、低成本地解决争议,其不足是缺失规则,区块链仲裁的法律适用以及区块链仲裁裁决的可执行性等问题尚不明确。随着智能合约和区块链技术的逐步发展以及各国立法的逐渐完善,智能合约能否满足书面形式要求、区块链数字签名能否构成电子签名、区块链存储的数据能否认定为证据、区块链仲裁裁决能否被申请承认与执行等相关问题的答案也会逐渐明晰。

关键词： 区块链   资产管理   代币合约   资产交易  

摘要： 随着互联网的发展,资产的范畴从只包括以实物为主体的实体性资产,例如房屋等有形资产扩展到了包括不以实物为主体的无形资产,例如数据、数字资产等。传统的资产管理系统在管理复杂类型的资产方面,存在着资产数据存储安全性差、资产确权过程繁琐、资产流通效率低下等方面的问题待解决。而区块链具有去中心化、隐私保护、不可篡改、可溯源性的特性,可提供一种数据存储安全、资产确权方便、资产流通效率高的管理数字资产的方案。本文基于区块链技术,提出了一种具有隐私保护、资产数字化、支持跨资产种类交易、密钥分层管理特性的资产管理方案,设计并实现了一个面向资产管理的智能合约系统。论文的主要工作包括三个方面。首先是资产管理方案的设计,包括设计了一种支持隐私保护的数据存储方案,让资产数据归属用户;设计了一种智能合约安全、合约发布安全的资产发行方案,用于实现资产数字化,方便资产确权;设计了一种可跨代币种类交易的资产交易方案,用于提高资产流通效率;设计了一种密钥管理友好的账户管理方案和数据访问权限管理方案,用于提升资产管理的数据安全性。在资产管理方案设计完成之后,基于此方案实现了面向资产管理的智能合约系统原型。最后,对实现的原型系统进行功能测评与安全性分析,并提出了后续可改进的方向。