关键词： 联盟区块链   智能电网   智能合约   多维数据聚合   设备诊断  

摘要： 智能电网是集传统网络与现有通信技术于一体的新电网系统,它可实现电网运行商和用户之间的最佳传输和电能分配。智能电网具有良好的可控性、互动友好、资源优化等特性,解决传统电网交互率低、能源利用率有限及安全性分析困难等问题。智能电网通过频繁的用户电力数据聚合及分析来实现对整个电网的有效监控,但电网的数据聚合及处理过程存在泄漏用户隐私的安全风险。因此,隐私保护安全问题及如何实现灵活监控成为智能电网的主流研究趋势。针对智能电网的现存问题,论文采用联盟区块链技术,借助其去中心化、分布式存储、数据不可篡改和可追溯的特点,提出智能电网多维数据聚合及灵活监控方案。因为智能设备在智能电网中起到非常重要的作用,一旦设备出现故障或运行异常,将对电力系统的安全稳定运行产生重大影响,因此本文提出智能电网设备安全诊断方案。(1)论文提出一种基于联盟区块链的智能电网多维数据聚合及监控方案。设计了一种签密算法,可实现智能电网多维数据采集并发送给多接收者。在聚合过程中,智能电表将采集的电力多维数据签密后发送到联盟区块链中。在监控过程中,各接收方利用智能合约对电网制定相应调控政策。安全分析与性能比较表明,论文在满足机密性、数据完整性等安全需求的同时在计算复杂度和通信开销方面相较于以往方案更有优势。(2)论文设计了一种去中心化设备安全诊断竞价智能合约,根据响应节点的竞标价格及信誉值采用多维反向拍卖方法确定竞标成功节点及诊断价格。论文将该竞价机制与现有竞标方案进行比较,该竞价智能合约在保证安全性的同时在性能方面也具有明显优势。(3)论文提出一种基于联盟区块链的智能电网设备安全诊断方案。故障设备发出诊断请求后,由竞价智能合约确定诊断节点。论文将设备诊断划分为保修期内和保修期外两类模式,在信息交互过程中采用Paillier加密算法来保证诊断交互信息的安全性。论文对诊断方案进行了详细的安全性分析及性能评价,证明了该方案的安全性,并且开销有限。

关键词： 区块链   数据完整性   去中心化可信时间戳   智能合约  

摘要： 物联网应用给我们日常生活带来了很多便利,但大量的物联网设备导致物联网环境无法提供足够的数据安全保障。如何保证物联网环境中的数据完整性已经成为物联网应用中急需解决的问题。传统的基于网络服务器的对称密钥方法和公钥基础设施(PKI)的数据完整性方案,存在单点故障、运行性能和成本等方面问题,论文将研究基于区块链的去中心化的数据完整性验证技术。本文针对被验证数据的数据源真实性标识的问题,提出了基于数据源的真实性标识结构,并将该数据源的标识结构应用于数据完整性验证;针对基于区块链的、面向数据完整性验证的建模问题,提出了面向数据完整性验证的、基于区块链的数据模型;利用以太坊区块链平台的智能合约具有的存储数据变量的特性,设计了基于区块链的数据完整性验证的智能合约;基于以太坊区块链平台,设计并且仿真实现了基于区块链的数据完整性验证实验系统。在以太坊区块链平台上仿真运行了基于区块链的数据完整性实验系统,测试结果表明,基于区块链的数据完整性验证技术方案,可以在去中心化的应用环境下,并在数据分散存储以保护数据隐私的前提下,确保数据的完整性。

关键词： 区块链   以太坊   智能合约   安全   漏洞  

摘要： 区块链是通过去中心化、去信任化的方式维护的分布式账本,其发展可以划分为3个阶段:区块链1.0,2.0和3.0.区块链1.0以比特币为代表,提供了非图灵完备的脚本语言;区块链2.0以以太坊为代表,在比特币的基础上引入了智能合约的概念,提供了图灵完备的可编程语言Solidity,使得区块链的应用范围从单纯的货币领域拓展到其他领域;区块链3.0将会是可编程世界,社会各行各业都以自治的方式运转.智能合约作为区块链2.0最为显著的特点,在构建去中心化应用中发挥了重要的作用.但近年来,智能合约安全事件频发,给项目方和投资方带来了巨大损失,智能合约的安全问题逐渐引来多方的关注.首先介绍了区块链的基本概念,接着阐述了以太坊相关知识,然后对智能合约作了全面的介绍,包括运行环境、构成、部署流程和工作原理.主体对现存已知的智能合约漏洞进行分类总结,并且对每一类漏洞都给出解决方法.

关键词： 区块链   分布式储能   去中心化   智能合约   储能控制权   共享经济  

摘要： 分布式储能作为能源互联网中的关键设备,除了参与系统运行调控外,还可借助峰谷电价差、辅助服务补偿等市场化机制,提升储能的经济收益。近年来,随着部分地区配电网可靠性的提高,储能提供应急备用而被调用的概率很低,且不同储能主体的用电行为具有一定的时间差异性与互补性,储能资产闲置和投资利用率低等问题较为严重。为此,本文利用区块链技术,针对分布式储能共享交易模式进行了研究。首先,针对集中式共享储能平台高运维成本、运营过程不透明等弊端,从区块链技术的角度,研究了分布式储能点对点共享场景下的区块链建模问题。在对区块链相关技术进行深入研究与分析的基础上,结合分布式储能共享场景与区块链技术进行了契合度分析,进而提出利用联盟链作为分布式储能点对点共享模式的底层技术支撑。然后,提出全节点与轻节点两类节点概念,对联盟链中的节点构成与权限进行了重新定义,并提出采用授权证明机制(Proof of Authority,PoA)作为联盟链的共识机制。最后,在实验室环境下利用以太坊平台对联盟链进行实现,通过转账、挖矿、智能合约的部署与调用等操作对联盟链的基本功能进行仿真测试,验证了本文所提出并构建的分布式储能共享联盟链的可用性与优越性。其次,针对集中式共享储能模式对电网已有储能资源利用率不高,现有文献将储能共享协议编写成智能合约造成的高昂的人力成本以及给区块链系统带来巨大存储负担等问题,提出一种基于以太坊智能合约的分布式储能点对点共享双层交易模式。首先,针对所提储能共享模式的相关基础概念进行了细致阐述,分析了以太坊与智能合约的特性,提出在区块链网络中将储能与合约对应,结合储能充放电特性构建分布式储能合约模型,并编写了储能合约。然后提出一种基于储能控制权的双层交易模式,在智能合约的支持下,控制权交易层完成储能控制权的转移之后,承租方才能在指令层对储能进行远程的充、放电操作。将上述合约在以太坊虚拟机中进行仿真测试,测试通过后将合约部署到第2章构建的分布式储能共享联盟链中,并通过一个共享案例模拟了分布式储能点对点共享流程,验证了所提共享模式的可行性与优越性。最后,将第2、3章设计并实现的分布式储能共享联盟链以及相关智能合约进行封装,开发了共享储能去中心化应用。参与到储能共享模式的用户通过访问该去中心化应用即可在去中心化条件下完成储能控制权的转移并对储能设备执行远程的充、放电操作。该应用具有便捷、友好的人机交互页面,避免了用户直接与区块链交互时的繁琐操作,具有一定的应用价值。

关键词： 票据   区块链   信用风险   智能合约   节约成本  

摘要： 随着中国票据市场逐渐完善,票据规模日益增长,票据的融资功能也逐渐受到了市场的重视。越来越多的企业运用票据融资,票据市场整体上发展迅速。但我国中小微企业利用票据融资仍然存在许多桎梏,如中小微企业持有的很多小金额、短期限、由中小银行承兑的票据一直以来融资都比较困难。传统金融机构因风险和成本等因素一直对具有类似融资需求的中小微企业缺乏足够的支持与服务。与此同时,票据市场中违法违规行为屡禁不止,一些心术不正之人专门利用目前票据监管的模糊之处进行违规操作,票据的真实性问题与信用风险问题突出,严重影响了我国票据市场的发展进程。区块链技术或将解决目前票据市场中存在的一些问题。区块链技术可实现分布式记账,并且以非对称加密算法确保交易安全,以共识机制使参与者之间达成信任,用时间戳标记交易顺序,交易数据无法被篡改。银行及其他票据交易参与主体借助区块链的可编程性以及数据透明性,可以更好地降低票据业务领域中的风险,使票据业务流程更加简单便捷,每笔业务所耗费的时间更短。本文通过文献分析法,系统地梳理了区块链技术的概念、特征、发展历程,并对目前区块链技术在票据及其它行业应用的现状及意义做了总结分析,详细阐述了区块链技术运用在票据行业的理论基础:分布式账户、智能合约、非对称加密、支付结算。结合区块链技术在票据行业运用的现状,以目前票据业务中存在的问题、风险为出发点,通过案例分析,研究区块链技术应用在票据业务能实际解决的相关问题,分析出区块链技术应用在票据行业的优劣势以及目前所存在的问题,并提出相应的对策建议。这对于我国商业银行及其他票据中介票据业务的创新和健康发展具有一定的指导意义。本文提出,将区块链技术应用于票据业务可以降低票据业务信用风险,提高清算效率,使得票据业务更加安全便捷。区块链的特性赋予区块链票据更多优势:安全便捷、成本低、融资期限灵活。将区块链技术应用于票据业务,除了能提高银行的经济效益外,还给银行带来了许多非经济层面的收益,如使银行获得大量高收益可投资资产,吸引更多客户等。目前技术发展、安全、成本、监管问题是制约区块链技术进一步推广的因素,监管部门、银行、企业等应给予这些方面更多关注,实施相应的对策。

关键词： 区块链   智能合约   合同法  

摘要： 数字经济背景下,作为去中心化信任工具的区块链技术如火如茶。智能合约是区块链技术最具潜力的应用场景之一,是以区块链网络为媒介、以代码形式存在、其合同条款在满足预先设定的条件下即可通过计算机自动履行的数字化合同。智能合约并未跳脱出既有合同法框架,其形式和实质都可纳入传统合同法理论予以审视。但作为一项新生事物,智能合约对我国合同法也造成冲击,亟需现有私法规范予以回应。本文在综合运用文献研究法、比较分析法、案例分析法的基础上,将内容分为四个部分予以阐述:第一部分先澄清智能合约的两个认识误区,并在对其进行历史溯源的基础上,阐述本文对智能合约基本内涵的认识。第二部分将智能合约纳入既有合同法框架予以审视,从合同形式和合同实质两个方面厘清智能合约的合同法属性,并从智能合约新型权利客体、生效和履约具有一致性、智能合约漏洞问题三个方面分析其对传统合同法提出的风险和挑战。第三部分论述了智能合约的域外相关立法与实践经验,总结归纳了美国、俄罗斯和欧盟就智能合约问题的立法现状与规制路径。第四部分在立足本土需要、借鉴国外经验的基础上,从建构数字权利、坚持以政策为导向的制度安排以及加强智能合约审计三个方面回应智能合约的法律困境。

关键词： 智能合约   现代逻辑   法律合同  

摘要： 比特币的出现和火热,使得支撑其得以运行的底层技术区块链开始进入到人们的视野之中。而随着区块链技术的不断发展和完善,加上以太坊等区块链平台的构建,区块链开始由数字货币转向智能合约领域。这种转向不仅拓展了区块链技术的发展前景,同时也给传统的法律体系带来了一定冲击。基于区块链的底层技术架构,使得智能合约能够在一种去中心化的环境下运行,在这个过程中,合约代码能够自动执行预设的指令,并在符合条件时确保合约目的的实现。智能合约具有的这种完全由合约代码来支配履行过程的特性,在技术领域内引起了一场“代码即法律”的讨论。然而这种含有“代码替代法律”意思的命题在法律人士看来却是一个伪命题。在智能合约中,虽然合约的内容是由代码所编写,合约的运行是由代码来支配,但是从智能合约的性质上来说,其本质上仍然是一种合同,仍然没有超出法律的管控范围。本文除引论和结语外,主要由五个部分组成。第一部分介绍了作为智能合约基础的区块链技术,以及其与智能合约之间的关系。智能合约的概念诞生于上个世纪末,但是囿于当时的技术条件无法实现。而区块链技术的出现为智能合约提供了充分的技术支持,同时其具有的去中心化、不可篡改性、透明性等诸多特征也为智能合约的运行提供了可靠的外部环境。第二部分对智能合约所引起的这场“代码即法律”的讨论进行了分析。由于智能合约的编写和运行过程完全由代码进行控制,法律无法进行干涉,因而技术人士提出了一种“代码即法律”的论断。虽然在逻辑的层面上,此命题确实存在一定的合理性,即代码的运行和法律的适用过程都是逻辑在发挥作用。但是,法律并不是只有逻辑。经由对法律现实主义的视角可以得知,代码与法律在逻辑上的契合性并不能让代码取代法律,“代码即法律”的命题得以被证伪。第三部分明确了智能合约在法律上的定位。智能合约的订立过程需要经过合约的制定、部署等步骤,而这一过程的核心部分与法律合同的订立过程是类似的。尽管智能合约在履行过程中自动执行的特性使其有别于传统的电子合同,但是从智能合约的本质属性上说,它仍然未超过传统合同的定义。第四部分分析了智能合约的相关优势以及存在的问题。由于智能合约由代码语言所编写,因而在一定程度上能够回避传统合同中的协商成本和语义争议;同时,智能合约的自动执行特性也能够有效地提升履行的效率,并从根源上杜绝“老赖”。但是,智能合约仍然存在着一定的问题,一方面,代码语言的确定性无法同法律语言的模糊性要求相适应,另一方面,自动执行的智能合约代码面临着代码漏洞的巨大风险。第五部分对智能合约带来的这些风险和问题进行法律上的回应。主要的措施包括构建智能合约的规范体系、明确智能合约的适用范围、创新智能合约的治理方式等。最后,在结语部分对本文的内容作了总结,并对智能合约的发展前景进行了简短的预测。随着人工智能技术的进一步发展,智能合约将会与人工智能技术进行更加深入的融合。在可见的未来,将是更加智能的时代。

关键词： 数据共享   区块链   智能合约   软件事务内存   并发  

摘要： 随着信息技术的高速发展,人们意识到利用海量共享数据可以帮助人们挖掘海量数据中的潜在价值,这具有很重要的经济利益与研究价值。然而在数据共享过程中不愿、不敢、不能三个难题仍需解决,其中不愿共享的两个影响因素在于互信关系的形成与用户共享数据的经济效用。随着区块链技术的出现,分布式环境下的信任问题得到了更好的解决。本文就不愿共享的问题,并结合区块链技术,挖掘基于区块链中的智能合约的数据共享激励方法,同时通过对区块链中智能合约以及其调度管理技术进行研究,优化面向数据共享的区块链性能。首先,针对用户在数据共享过程中不愿共享的问题,提出了基于演化博弈论的数据共享激励模型(Evolutionary Game Incentive,简称EGI),并通过演化稳定策略与复制动态动力学进行分析,确定了激励参数与初始参与数据共享的用户比例对演化稳定策略的影响。最后在现有区块链架构基础上,提出了基于EGI模型的智能合约的模板机制,并且通过仿真实验验证了基于EGI激励模型的智能合约机制可以激励更多的用户参与数据共享。其次,针对现有区块链架构中智能合约的串行执行方式无法利用当今的并发多核和集群架构,限制系统吞吐量的问题,提出一种基于事务冲突检测的智能合约并发调度模型(Smart Contract Concurrency Scheduling Model Based on Transaction Conflict Detection,简称SCCM-TCD)。并针对矿工节点与验证节点给出了基于Transactional Locking II(简称TL2)算法改进的软件事务内存(Software Transaction Memory Based on RETL2,简称RETL2-STM)系统与事务执行时序(Transaction Execution Timing Graph,简称TETG)图的并发调度算法。最后通过对比实验,表明使用该并发调度模型能够有效降低执行智能合约交易的时间,从而提高系统吞吐量以及共识速率,可以提高智能合约调度管理性能。

关键词： 以太坊   电子投票   智能合约   区块链  

摘要： 区块链本质上是链式数据结构,其中数据块以时间序列顺序方式连接。在此基础上,加密方法用于保证无法修改的分布式帐簿。针对线下投票效率低下、浪费资源,线上网络投票刷票、欺诈选票以及投票系统安全性、公平性、匿名性等问题,本文以区块链技术为基础,设计并实现了基于以太坊的电子投票系统,以确保完整投票数据的安全性。可靠性,真实性和完整性。投票结果可验证且不可篡改,提升公众信任度。本文介绍了以太坊开发的关键技术,分析了区块链技术在投票系统中的优势和可行性。在此基础上,给出了基于以太坊的电子投票系统的需求分析、系统架构设计,包括区块链层和智能合约的设计,以及各个模块和数据库的详细设计方案,实现了公开网络投票、加权投票、代表投票、大规模投票等主要功能,解决了电子投票系统中的信任问题,实现了分散化。最后,给出了以太坊电子投票系统的可行性结论和展望。

关键词： 区块链   数据分析   共识机制   智能合约   数据加密  

摘要： 随着数据时代的到来,数据已经成为制造企业的战略资产,挖掘数据价值成为当下制造企业迫切的业务需求。目前,制造企业的数据分析系统存在数据分析链条断裂、中心化的服务节点易遭篡改的问题,系统不能及时地、安全可靠地指导制造企业的智能运营与生产。基于区块链技术的数据集成与分析平台可以解决上述问题。本文主要做了以下研究工作。本文对基于区块链技术的数据集成与分析平台进行了研究,分析了区块链技术解决数据集成的方案。利用区块链的去中心化、不可篡改等固有特性,确保数据的安全存储和共享,解决了数据分析链条断裂、数据被篡改的问题。借助区块链架构Fabric详细设计了数据集成与分析平台的总体架构以及相关管理模块,相关模块包括节点管理模块、账簿查看管理模块、智能合约管理模块、元数据管理模块、业务数据上传模块、业务数据查询模块。为了提高基于区块链技术的数据集成与分析平台对请求信息的处理效率,本文设计了一种新的共识机制。在实用拜占庭(PBFT)共识算法的基础上对其一致性协议做出改进,增加了客户端反馈机制,并对网络中各节点增加信誉积分属性,减轻主节点负荷压力,减少主节点出错的概率,从而提升数据集成与分析平台处理性能。通过与PBFT共识算法的比较,验证了本算法的可行性。最后,本文结合上述各模块设计与改进后的共识算法对基于区块链技术数据集成与分析平台进行实现,将数据分析的各阶段的数据在区块链的共享账簿中进行统一存储与共享,借助共识机制快速处理请求信息,从而实现安全、可靠、高效的数据集成与分析平台。图47幅,表7个,参考文献60篇。