关键词： 区块链   数字化资产交易   联盟链   共识机制   智能合约  

摘要： 传统的数字化资产交易系统主要由单一的第三方平台来管理和维护,用户对持有资产的交易和存储活动均由第三方平台完成,源于技术原因或某种利益驱使,第三方平台存储的交易数据和交易规则存在被篡改的危险。联盟链具有可控性、规则透明、不可篡改、去信任和集体维护等特点,故使用联盟链技术可以解决数字化资产交易可信度低的问题。然而,传统单链结构下的联盟链在容量、隔离性、隐私安全性和可扩展性方面存在瓶颈,许多联盟链应用需要对业务功能进行切分才能达到数据隔离的安全要求,这在单链结构下是无法实现的,因此需要构建联盟链多链结构;在现有的联盟链多链结构中,数字化资产进行跨链交易时,存在交易速度慢、吞吐量低、难以保证跨链交易的数字资产全局一致性和资产交易活动可靠性等问题。针对这些问题,主要从联盟链结构、共识机制和智能合约等方面展开研究。1.针对跨链交易存在的交易速度慢、吞吐量低及数字资产不一致性问题,提出了一种联盟链多链共识机制。首先构建联盟链多链结构,通过使用组织区块链和全局区块链,保证交易数据不可篡改,实现交易的分流,提高交易的吞吐量。为了保证联盟链多链中数字化资产跨链交易的一致性问题,采用共识机制中的一致性验证机制对数字化资产进行验证,并利用全局区块生成协议对实用拜占庭容错共识算法进行改进,每轮选举出多个主节点共同构建区块,避免单一主节点为恶意节点时造成的全局区块构建速度变慢的问题。实验分析结果表明,该机制能够保证数字化资产在不同组织间的交易一致性,提高跨链交易的吞吐量和速度。2.针对跨链交易的资产交易活动不可靠性问题,利用智能合约技术对联盟链多链环境下数字化资产交易进行改进,提出了一套支持联盟链多链环境的数字化资产交易智能合约。为了解决多链环境中合约跨链执行带来的延迟问题,将智能合约代码与其运行系统分别部署于全局区块链与组织区块链中,并通过预设规则管理数字化资产交易活动;采用智能合约安全执行机制保证数字化资产交易智能合约在联盟链多链环境下的安全执行。通过实验测试表明,该方法能够有效保证跨链资产交易活动的可靠性。为了评估上述研究方案的可行性和正确性,本文基于超级账本联盟链的网络环境并且参考了它的多链(多通道)思想搭建了实验环境,对上述方案进行了实验分析和测试,结果证明了上述研究方案的可行性和有效性。

关键词： 云审计   区块链   智能合约   零知识证明  

摘要： 随着云计算技术的飞速发展,越来越多的企业和个人用户选择使用云服务商提供的各项服务,这不仅可以减轻用户本地存储压力,还可以为其提供强大的计算能力。当用户从各种云服务中受益时,安全问题和隐私问题也随之出现。云用户在使用云服务时会产生大量的日志并存储在云服务器中,或将本地文件上传到云服务器中进行存储。这些日志和文件由云服务商进行维护,并脱离用户的直接控制,用户无法决定其访问权限,可能会暴露用户的隐私。此外,存储在云服务器中的数据并非是安全的,服务器硬件损坏、遭受黑客攻击、云服务商为了自身利益修改或删除数据等行为都将使数据的完整性遭到破坏,为用户带来麻烦。为了保护用户的利益,进行日志审计变得至关重要。传统的云审计方案由云服务商提供被审计数据,第三方审计机构进行审计工作并发布审计结果。然而,现实中很难建立真正公平可信的第三方审计机构,审计机构与云服务提供商合谋伪造或篡改数据很难避免,因此,审计结果的正确性值得商榷。此外,将数据交由第三方审计机构也可能会暴露用户隐私。为了解决上述问题,本文提出了一种基于云用户的隐私数据审计方案。在该方案中,使用区块链网络中的智能合约代替第三方审计机构来解决其信任问题。同时,为了在保护用户数据隐私的情况下进行有效的审计工作,得到可靠的审计结果,本文还使用了相关的加密算法和零知识证明技术。为了进一步减少系统的消耗,提高其实用性,本文还提出了一种基于云租户的隐私数据审计方案,该方案作为上述方案的补充,在保护用户数据隐私的基础上,通过云租户的密态审计达到安全快速的审计效果。

关键词： 区块链技术   容量优化   智能合约   数据存储   数据分享  

摘要： 近年来,区块链技术因其具有去中心化特性迅速发展,成为缓解单点服务的关键技术。然而,对于高冗余存储的区块链,怎样在保证安全的前提下扩展存储空间,如何改善工作性能以及怎样将其灵活地应用在实际场景是值得深究的课题。本文从区块链的存储容量、运行性能等角度出发展开研究,提出了容量优化算法、数据存储与分享框架以及在版权认证中心的应用。具体工作内容如下:(1)针对区块链存储空间迅速膨胀问题,提出了存储容量优化算法,将整条区块链分组并在节点中存储一定比例的数据副本。从数据篡改的角度出发,建立区块高度防数据篡改模型得出每组的区块数量,在不同区块的高度中存储不等的数据副本量。将全网存储节点分为全节点和轻节点,全节点存储完整的链保证了数据的溯源操作。设置验证节点对存储节点能力进行检测,防止节点本身存在的信誉、安全等问题。最后,实验得出容量优化算法和Fabric相比节约了存储空间。(2)针对区块链在不同数据处理应用场景中的问题,提出基于区块链的数据存储与分享框架。框架中部署了4个智能合约以提高运行效率。引入IPFS存储系统存储加密文件,使得区块链中仅仅存储文件的哈希值和附属信息,节约了区块链的容量并达到双重安全保障的效果。框架中将部分安全传输置于链下,使得链上链下相结合,节约了交易成本和时间。另外,框架中增加了对已存储数据的更新功能,更符合实际的应用场景。最后,实验得出数据存储与分享框架节约了运行成本,具有可行性和高效性。(3)为了验证容量优化算法和数据存储与分享框架的实用性,将两者结合应用到版权认证中心系统中并对系统进行了实现。实验表明基于区块链的版权认证中心系统和传统数据库系统相比更加安全。

关键词： 区块链   共识机制   智能合约   证券发行  

摘要： 随着互联网行业新兴科技的到来,证券行业迅猛发展,对于传统的证券发行审核系统既是机遇也是挑战。由于传统证券发行审核系统采用中心化的服务,如果遭遇外界恶意攻击,项目数据存储安全性将会明显降低,且涉及的部门众多,审核过程人为干预等是传统的审核系统在企业中面临的主要问题。目前传统的证券发行审核系统主要面临的问题有两个方面:首先,数据存储安全性存在一定风险,对于外来非人为造成的恶意攻击,可能导致用户隐私和项目数据信息暴露或丢失;其次,传统证券发行审核系统,信息核对时间长,重复审批流程多,导致审批效率低下。本文针对传统的证券发行审核系统数据面临的数据存储安全性、审批流程多、审批效率低的问题,分析了目前证券发行审核系统的研究现状,在研究现状基础上对系统需求进行了比较详细的分析,在此基础上设计并实现了基于区块链的证券发行审核系统。本系统根据功能特性将证券发行审核系统划分为发行收件管理、发行承揽管理、发行立项管理、发行审核管理、发行信息中心管理模块。本文实现的证券发行审核系统,区块链作为底层支撑技术支撑着整个系统的运行,底层区块链使用Solidity语言完成开发,系统前端使用Vue框架进行开发,服务端使用Java和***语言完成开发,后端主要使用的框架为SSH框架,数据库使用My SQL数据库和区块链进行开发,底层区块链接口通过web3j提供的调用接口实现。由于系统开发过程采用前后端分离模式,所以使用Nginx代理服务器来实现负载均衡。底层使用了智能合约技术,将重复性审批流程固化在智能合约代码中,并利用区块链的分布式存储和共识节点技术,在数据写入区块时,进行全网广播验证。最后,通过对系统进行功能测试和性能测试,测试结果表明,系统能够满足审核管理的业务需求。

关键词： 区块链   电子投票   智能合约   同态签密   同态加密  

摘要： 2013年以来,比特币受到全世界的关注,作为其底层技术的区块链也被重视起来。区块链具有去中心化、不可篡改和可追溯等安全特性,既适用于金融领域,还能满足电子投票所需的去中心、可验证性和不可篡改的安全要求。在多方无需互信的情况下,区块链利用密码学技术让系统中所有参与方共同协作,共同记录和维护链上的数据日志。目前许多的电子投票方案需要受第三方机构来监督投票和计票,增加选票被篡改和隐私泄露的风险,降低电子投票安全性。针对电子投票存在的问题,本文将区块链技术与同态签密技术相结合提出一种安全的电子投票方案,确保整个投票的安全性和投票结果可验证且不可篡改。本文主要内容包括:(1)详细介绍国内外电子投票方案研究的发展历程,深入研究区块链和密码学的相关理论与技术,介绍基于区块链的电子投票方案的研究现状;(2)提出基于区块链和同态签密的电子投票方案,该方案能实现去中心的多候选人电子投票,具有自计票功能。方案利用同态签密技术所具有的签密属性、同态属性和聚合属性来保证选票内容安全正确的传输,满足电子投票所需的匿名性、隐私性与可验证性。通过性能分析,本文方案可以满足电子投票的安全要求,最大程度上保护选民的隐私;(3)设计并实现基于区块链和同态签密的电子投票系统,介绍电子投票系统的需求分析、系统架构设计以及各个模块的设计方案。然后通过以太坊对系统性能进行测试分析。结果显示,本文研究设计的采用区块链和同态签密技术的电子投票系统的性能良好,同时也表明本文提出的方案具有应用价值。本文设计的方案对解决电子投票的安全性问题进行了有意义的探索,区块链作为公共公告板使投票过程公开化和透明化,智能合约可以取代传统的受信任的第三方机构实现系统的自计票。通过同态加密和签密算法对选票进行加密和签名,利用其聚合属性实现密文状态下的同态计票。这不仅满足电子投票的安全要求,而且保证投票的正确性和隐私性,提高投票效率。

关键词： 区块链   IPFS   智能合约   档案管理  

摘要： 随着计算机技术的广泛应用和互联网技术的飞速发展,数字档案系统建设和使用已经成为档案工作的必然发展趋势,档案文件的存储方式也逐渐由纸质、光盘存储转变为电子文件存储。然而当前的电子档案数据通常存储在中心化的数据库和文件系统中,面临着被窃取、篡改、删除等风险。因此,构建一种面向数字档案系统的安全管理方法与机制已成为一个亟待解决的现实课题。目前档案管理面临的问题为档案数据不安全、管理能力弱。传统的中心化和分布式档案管理方法存在着数据被篡改和不一致等问题,通过引入区块链技术能够有效的保障和管理档案数据。同时,现有的区块链系统并不能有效的存储和管理异构的电子文件,通过结合IPFS(Inter Planetary File System,星际文件系统)和智能合约技术能够保障异构档案文件的安全存储和访问控制。因此,本文基于区块链、IPFS和智能合约技术,对档案安全管理进行研究,主要研究内容包括以下几个方面:1.提出了基于区块链的异构档案数据安全存储模型:针对现有异构档案数据存储方案安全性低等问题,提出了一种基于区块链和IPFS的异构档案数据安全存储模型,针对结构型和非结构型档案数据设计不同的存储方案,实现分结构、分粒度的档案数据安全存储。2.提出了基于智能合约的档案文件访问控制方法:为了实现更安全、透明、灵活的档案文件的访问控制策略,结合智能合约技术提出了基于角色的分级动态访问控制和基于m-n多重签名的访问控制方法,实现档案文件在多种需求场景下的安全访问。3.研发面向档案信息系统区块链支撑平台:设计开发了档案区块链中间件系统,通过与区块链和IPFS系统进行集成,实现档案系统数据和文件的安全存储和访问控制。本文针对当前档案数据面临的威胁及现有档案管理系统无法有效保障档案数据的不足,通过结合区块链、IPFS和智能合约的去中心化、不可篡改、可信任等特性,切实保障了档案数据的安全。

关键词： 智能合约   代码   法律   区块链  

摘要： 智能合约是在区块链平台上以软件代码形式存在的协议,具有自治性和自动执行性、不可篡改性、去信任等特征。由于其是在与法律领域“平行”的计算机领域中创建和发展的,智能合约会呈现技术和法律两个方面交叉的性质,按照现行合同法的规定,仍可将智能合约的发布及其代码执行行为认定为法律意义上的协议。但由于计算机领域不涉及合法性、公平性、保护弱者等基本法律原则,智能合约遵守计算机领域下的原则执行就会产生与现行合同法的冲突,给现行合同法带来挑战。因此,应将智能合约理解为合同法中的新型合同,而非替代传统合同。为了解决与现有合同法条款的矛盾,有必要处理好技术与法律领域的关系,可考虑将法律规则编入代码中,以法律规制代码的自由。

关键词： 形式化验证   定理证明   EOS   智能合约   形式化符号执行虚拟机  

摘要： 随着区块链技术的发展,区块链安全问题愈发受到各方重视。智能合约作为区块链2.0的核心,其安全性受到更多的关注。形式化符号执行虚拟机FSPVM构建的形式化验证系统能够保障智能合约的安全性,但目前仅有支持验证Solidity编写的以太坊智能合约的形式化验证系统FSPVM-E,且其解释器FEther-E无法支持验证C++编写的EOS智能合约。如何扩展原有的解释器模型结构,使得其支持对EOS智能合约的形式化验证是一个值得研究的问题。本论文以形式化符号执行虚拟机中的解释器FEther为研究目标,将支持Ethereum的实例化FEther在本文中命名为FEther-E,并在原有的解释器模型上做出扩展,提出一种针对EOS智能合约的解释器模型FEther-C++。新模型在中间语言解析器中新增状态分流器模块,使扩展后的模型支持对作用域异常退出操作的形式化;在FEther-E定义的三层语义结构上新增变量语义层,使扩展后的模型支持对变量语法特性的形式化;整合了FEther-E中的各类异常检测代码,通过将异常检测操作分类并制订相应的编写规范,新增了异常检测模块,并细化了异常检测操作;修改了解释器环境变量的结构,新增局部变量作用域表栈和全局变量作用域表,扩展了内存状态寄存器结构,使其支持对作用域变化特性的形式化。本论文给出了两种C++特有的语法特性形式化方案。首先,FEther-C++通过定义变量声明、变量读写和变量销毁操作,以及实现对这三类操作的调用控制流逻辑,完成了对C++变量语法特性的形式化。在第一种语法特性形式化方案基础上,FEther-C++通过构造局部变量和全局变量的形式化定义、实现变量类别的判别逻辑和两种变量访问方式,完成对变量作用域特性的形式化。论文的实验部分给出了两个包含C++语言特性的智能合约代码片段。这两个实验代码片段中包含了变量声明、变量赋值、作用域异常退出、函数参数传递等C++语法特性。该部分实验结果表明通过构造针对EOS智能合约的解释器模型,形式化符号执行虚拟机可以支持验证C++编写的EOS智能合约。同样的由于EOS智能合约语言特性也在其他主流语言如JAVA、Python等中出现,论文提出的框架除了适用于C++编写的EOS智能合约,也可以推广到其他语言编写程序的形式化验证中。

关键词： 去中心化分布式应用   隐私保护   环签名   智能合约   隐身地址  

摘要： 去中心化分布式应用(DApps)被誉为互联网的未来。但由于它的底层技术——区块链公开透明的特点,造成了隐私保护上的问题。本文构建了一种更安全、抵抗双花攻击的轻量级环签名(LwRS),并将其与改进的双密钥隐形地址协议(DkSAP-IoT)相结合,并集成了数据可用性和安全性的理念。通过构建新的强化承诺方案来实现安全的LwRS,该方案利用签名人的整个私钥,然后使用加密哈希函数来计算更强的密钥镜像,而DkSAP-IoT的改进是使用加密和星际文件系统(IPFS)。这些改进的方案随后用于开发区块链平台的通用隐私保护框架。框架中内置了一个新颖的、基于零知识的安全智能合约,以及一个用于公钥聚合的DApp,从而作为以隐私为中心的DApp基础。实验结果表明,使用该框架的用户仅耗费214731gas(相当于0.16美元),比现有基于智能合约的框架少60%以上。

关键词： 证券市场   智能合约   风险管理   法律监管  

摘要： 最初作为技术概念出现的智能合约，从技术领域跨界进入法学研究的视野。围绕着智能合约是否具有合同属性的核心争议点，学界对智能合约的法律定位展开了讨论。尽管具有区别于传统合同的合同形式与履约方式，但智能合约并未突破自身的合同属性，体现出交易双方的有效磋商与充分合意，并通过技术加持的方式坚定贯彻了契约自由、契约严守、诚实信用等契约精神。对于智能合约的法律定位，不能局限于对其自身的探讨，而应将其置于数字时代网络治理的大背景下，智能合约的法律讨论是“代码即法律”浪潮的延伸，反映出网络环境下法律治理与技术治理双轨制的时代印记。　　凭借自身自治、自足、去中心、条件触发、自动执行等技术特性，智能合约与证券市场追求高效率、低成本、交易安全等价值取向天然契合，能够带来证券市场结构与证券交易流程的全面优化，在证券市场中具有广阔的应用前景。从国内外的应用实践来看，在交易、清结算、基础设施搭建等证券市场细分领域内，智能合约的表现均可圈可点，相关探索实践不仅验证了智能合约在证券领域的应用可行性，也为智能合约在证券市场内的后续部署和推广积累了经验。　　然而，智能合约的技术应用方案并不能改变证券业务的实质与证券市场的风险本质，尤其是智能合约的技术方案目前还存在进步空间，其高度的开放性和高科技含量所带来的技术门槛，使得市场风险更为隐蔽，技术风险与操作风险更为突出，系统性风险更为复杂，法律风险依然不可小觑。证券业务流程大体可划分为证券发行、交易、登记结算、救济四个环节，智能合约应用背景下证券发行环节的法律风险主要体现为发行合规性问题，证券交易环节则聚焦与交易运行和交易安全相关的法律风险，证券资产安全是证券登记结算环节的法律风险控制重心，而针对证券投资者的保护与救济，是证券救济环节的永恒主题。　　关于智能合约在证券市场中的应用前景与未来发展，除了技术方案的不成熟有赖于科学技术的不断进步之外，更多的风险还在于技术应用与现有法律和监管之间的不匹配、不适应，需要通过相关法律制度的配套跟进与监管体系的调整完善加以解决。具体来看，智能合约在证券市场的应用风险对策，可从证券法律制度与证券监管制度两个维度展开，在证券法律制度方面，根据证券业务的不同环节特征，力求推动以市场准入为基础的证券发行法律制度更新，以保障交易运行为目标的证券交易法律制度完善，以证券资产安全为宗旨的证券登记结算法律制度革新，以及以投资者保护为核心的证券救济法律制度健全;在证券监管制度方面，监管部门应当贯彻金融创新与风险防范并重的证券监管理念，秉承业务实质与社会共治的证券监管原则，并引入“监管沙盒”、监管科技等创新监管方式，实施多头并举，为智能合约在证券领域的推广应用落实制度安排。