关键词： 区块链   共享经济   智能合约   分布式记账  

摘要： 针对共享平台现有局面,本文旨在创建一款服务于全国人民,链接人与人即时互助的平台.平台采用去中心化的区块链技术,实现用户点对点直接交流,用户通过平台发起各种'帮助'需求,经过即时精准匹配,在短时间内解决自己的一些难题.平台上双方达成共识,实现交易,系统自动执行智能合约和分布式记账.项目颠覆传统共享经济模式,实现互利互助,为共享经济发展提供新机遇.

关键词： 区块链   智能合约   分组   并行化   Actor   集群  

摘要： 区块链的本质是一个所有参与节点共同维护,公开透明的分布式账本,但并非某个单独的用户可以对它随意修改,只有通过共识机制选出的区块链节点才可对其更改。具有去中心化,不可篡改,数据加密等特性的区块链为智能合约提供了一个良好的运行环境。目前智能合约的执行效率严重阻碍了它在许多领域的应用。智能合约是通过区块链交易来实现调用的,因而提升智能合约的执行效率也即提高区块链交易的处理速度。为了提升交易的处理效率,论文提出了交易分组并行化策略,将非冲突交易并行处理。策略中的智能合约平台是基于AElf的,它的智能合约是支持元数据的。在处理交易时,根据元数据对智能合约函数占用的资源进行标记,之后根据资源标记的结果构建资源的并查集,再通过函数（交易）占用的某个资源查询交易所在的并查集子集,根据所在子集的ID将交易放入对应分组中,实现所有交易的分组,然后再根据并发度将交易分组结果进行合并,最终将结果交由***实现的Actor模型执行。实验证明,通过使用交易分组并行化策略,交易的处理速度得到了很大提升。交易分组并行化策略对计算机性能有一定的要求,因为单机的并发度太低,在一定程度上会限制策略的效率,为此,论文在交易分组并行化策略基础上引入集群,这样便可以提高策略的并发度,减少交易分组合并的机率,使得Actor处理更少的交易,提高策略的效率。经实验证明,基于Actor集群的交易分组并行化策略,交易的处理速度再度得到了提升。

关键词： 区块链合同   智能合约   供应链   金融托付   登记制度  

摘要： 区块链合同是基于区块链技术的新兴金融方式,在供应链金融中应用区块链合同可以消除资金支付方的违约风险和解决交易链条中信息不对称问题,从而大幅度降低交易成本。然而,区块链合同和智能合约的概念在实践中被大量混用,其概念边界亟须厘清。同时,区块链合同本身的法律属性尚不清晰,这使得实践中的创新者感到困惑。区块链合同会造成公司资产在资产负债表中虚高,侵害债权人利益,因而应当立法使其显示在资产负债表中。

关键词： 区块链   智能合约   缔约能力   合同形式   合同救济  

摘要： 本文主要围绕智能合约进行阐述。首先,背景知识介绍,即智能合约的定义、特征;其次,介绍了学者关于智能合约性质的不同观点以及智能合约和传统合同的区别;最后,从当事人的缔约能力、合同的表现形式和合同的救济三个方面探讨了智能合约可能对传统合同法提出的挑战。

关键词： 区块链   智能合约   安全电子投票   零知识证明   去中心化   多候选人投票  

摘要： 随着社会的进步,很多的应用场景都需要投票表决。在互联网时代下,电子投票以成本低、工作效率高、失误少的优势取代了传统的纸质投票形式,由于电子投票系统的数据存放在中心数据库,存在如下问题:投票数据不够公开透明且容易被篡改伪造;用户的私密信息存在被泄露的风险;选民无法验证投票结果。而区块链技术来源于比特币的,其本质是一个基于共识机制、无中心化的数据库,具有去中心化、可溯源、不可篡改性和准匿名性等特点。区块链技术可以弥补目前投票系统中的不足,使投票过程公开透明,防止欺诈选票,增强投票数据的安全性,实现投票结果可验证。因此,研究结合区块链的应用具有非常重要的意义和前景。本文主要的研究工作包括以下几个方面:1、本文详细介绍了安全高效的电子投票系统在国内外的发展历程,深入研究了以以太坊为代表的区块链的相关技术与理论,详细介绍了结合区块链的电子投票系统的发展状况。2、本文提出了基于分布式EIGamal加密体制和零知识证明协议的电子投票方案。该方案能实现多候选人的投票方式,具备自我计票功能,无需第三方计票机构,具有较好的实用性。方案中利用分布式EIGamal加密体制保证了选票内容的安全传输,同时根据EIGamal体制的乘法同态性可以实现加密选票的统计,保护了选票的隐私性。另外,方案采用零知识证明协议,能够保证投票者及选票内容的合法性,防止重复投票。通过安全性分析,本文方案在满足电子投票协议的基本要求下,对投票者的隐私信息做到最大化的保护。3、本文设计及实现了基于本文提出的安全投票方案的智能合约。该合约分为三部分:主合约,通过合约的地址和应用程序二进制接口文件调用另外两个智能合约的功能;投票协议合约,控制投票过程中的关键环节;加密合约,负责创建离散对数知识证明协议和合法性知识证明协议的验证参数及选票加密的方法。4、本文开发实现了基于以太坊平台的区块链投票系统。采用***技术和Electron技术实现投票系统的投票者和投票发起人两个客户端,通过以太坊***库开发了一套调用投票方案智能合约相关方法的接口,用于投票系统完整地执行投票协议的业务逻辑。然后在以太坊私的链上进行系统性能测试,记录关键方法的计算成本和Gas消耗。测试结果表明,本文设计的基于区块链的投票系统具有良好的性能,同时也证明了本文的投票方案的可行性和正确性。

关键词： 秘密共享   云外包   可验证   智能合约   承诺  

摘要： 秘密共享是密码学领域的重要组成部分之一,在密钥管理、属性加密、数字签名等方面具有广泛的应用。(t,n)门限秘密共享的思想是将秘密s分成n份,并为每个参与者分配一个秘密子份额。只有大于或等于t个参与者合作才能恢复秘密,而少于t个参与者无法获得秘密的任何有用信息。然而,现有的秘密共享方案不适用于计算能力较弱的设备,且不能有效保证参与者之间的公平性。针对以上问题,本文分别基于同态加密和智能合约提出两种新的秘密共享方案。针对现有门限秘密共享方案存在秘密共享算法效率低下且不适用于计算能力较弱的设备等问题,提出一种基于同态加密的云外包秘密共享方案。在方案中,每个参与者只需进行少量解密和验证操作,而将秘密重构和验证过程中复杂耗时的计算外包给具有强大计算能力的云服务商(CSP)。该方案不需要复杂的交互论证或零知识证明,且参与者和云服务商(CSP)的恶意行为可以被及时发现。此外,使用半同态加密算法对秘密子份额进行加密,云服务提供商(CSP)不能获得关于秘密的任何有效信息。最终,每个参与者能够公平的获得秘密。针对现有分等级秘密共享方案存在数据隐私泄漏及不能有效保证参与者之间公平性等问题,利用区块链技术分布式去中心化、透明可追踪等特点,提出一种基于智能合约的公平分等级秘密共享(HTSS)方案。在方案中,秘密子份额被分配给不同级别的参与者,任何授权的参与者子集都能够恢复秘密。此外,该方案构造了一个适用于HTSS的秘密共享智能合约。方案要求参与者(承诺方)初步设置一定数额的以太币来担保其承诺,一旦参与者在某一时限内诚实地完成了协议,这些以太币将返还给他们。否则,该以太币被划分给其他参与者(接受方),即对他们进行一定的补偿。也就是说,一旦参与者不诚实地遵守协议,他们将会受到经济处罚。最终,参与者可以公平地重构出秘密而不依赖任何可信第三方。最终分析本文方案的安全性,并给出相应的形式化证明。同时,在性能分析方面与现有秘密共享方案进行对比并对方案进行测试。分析结果表明,方案是安全且高效的。

关键词： 区块链   智能合约   仓单交易   以太坊虚拟机   PBFT共识算法  

摘要： 2008年,中本聪发表题为“比特币:一种点对点的电子现金系统”的白皮书,比特币的问世,宣告了区块链技术的诞生。区块链技术具有去中心化、可追溯、不可篡改等特性,迅速引起了各行各业的关注,尤其是银行、证券、互联网金融等行业。区块链技术的出现,触发了智能合约的应用,为智能合约提供了可信的执行环境。智能合约是存储在区块链中的可自动执行的代码,能够直接控制数字资产的交易,合约失效前任何参与方都无法控制和篡改。因此,将区块链和智能合约技术应用于场外仓单交易业务中,具有较高的研究意义和实用价值。本文对以太坊区块链平台进行研究,针对以太坊中不符合场外仓单交易业务的机制进行改进,利用智能合约实现仓单交易业务,最终实现基于区块链智能合约的仓单交易系统。本文的主要研究内容有:(1)以以太坊架构为基础,深入研究区块链相关技术。对以太坊中交易、区块等数据结构以及目前流行的共识机制进行深入研究,探讨了以太坊智能合约的部署和交互机制。(2)研究场外仓单交易业务规则和流程,利用智能合约技术设计实现仓单交易业务合约。结合实际业务场景,实现角色权限控制、节点准入准出等具有特定功能的系统合约。最后对业务合约进行安全性验证。(3)对以太坊中不符合仓单交易业务的模块进行改进和优化。场外交易系统中,仓单交易数据只允许少量节点有记账权,而以太坊POW共识机制为防止51%攻击,需要大量节点参与且消耗大量算力。因此,本文使用PBFT共识算法替换以太坊POW共识算法。另外,PBFT共识算法不需要挖矿就能保证全网安全运行,天然适用于仓单交易系统,但是由于以太坊虚拟机的特殊性,以太坊中任何可编程资源必须消耗Gas。因此,对以太坊进行改进,去掉以太币,保留gas机制。(4)在上述研究基础上,实现基于区块链智能合约的仓单交易业务系统。首先,对改进后的以太坊区块链进行总体设计;其次,根据总体设计对系统中关键模块进行详细设计并实现;最后,实现业务合约,并对区块链节点和业务合约进行部署,实现仓单交易系统并对系统进行测试。实验表明利用智能合约实现的仓单业务具有较高的安全性和可行性,仓单交易执行结果具有较高的一致性。

关键词： 可信网络   网络身份管理   身份基密码   区块链   密钥撤销   智能合约  

摘要： 现有互联网因最初缺乏安全性设计而易遭受攻击,要实现网络可信,最根本是要实现网络实体身份持有和使用的可信追责。也即网络身份和所进行的网络行为能够真正追责到其所有者,才能避免各种欺骗攻击,保证网络实体可信和网络行为可信。可信网络依赖于网络身份的可信管理,它首先为每个网络身份赋予公钥,通过密码认证加密等手段,为所有身份的分配、认证、授权和使用等网络行为附加可信证明,实现通信与服务的可认证性、完整性和机密性,最终实现网络实体与行为的可信可追责。当前现有的网络身份可信管理多依赖传统的公钥基础设施PKI,身份持有者被分配身份标识的同时,需要利用第三方CA为其签署证书。它在网络控制层面和网络应用层面都存在一些问题:(1)相对分散的网络应用层面服务实体身份管理中,CA的安全可信问题突出,证书的签发和撤销易被恶意利用,难以监管;(2)而依赖集中式信任机构的安全身份管理方案往往不透明,缺乏审计,中央集权存在职权滥用的弊端;(3)证书管理复杂导致在网络控制层面的可布署性降低,复杂的证书查询和验证给网络带来了很大速度时延和性能损耗;带外安全加固的方式使得原有协议更加复杂。针对上述问题,本文首先将新型信任体制——区块链引入到网络实体身份管理当中,分别在服务证书和互联网编号管理方面,设计有效安全的管理机制和基础设施,其次将新型密码体制——身份基密码应用到网络身份管理中,重点研究密钥撤销问题,进一步为域间路由安全设计新的基于身份基密码的路由认证授机制。本文的主要研究工作和贡献包括:1、提出一个基于公开区块链的可扩展撤销和证书透明方法BRT来增强SSL PKI的安全性,从而有效地处理诸如证书撤销和更新、证书监管、证书透明性证明。通过一个链上审计机制和链下存储/计算机制,BRT不需要直接在区块链上记录证书,仅在链下记录附加的、可审计的公共日志和撤销信息。BRT能够抵御恶意操纵,DDos和镜像世界等攻击,通过受激励的日志监控和行为异常报告机制,实现经济有效的证书签发透明和撤销更新。2、针对集中式信任机构互联网资源实体编号管理缺乏审计的问题,提出了一个值得信赖的基于区块链的互联网编号管理基础设施BGPCoin。它通过分散的基础设施记录互联网号码分配和授权,并通过跟踪号码资产的所有权和使用权的变化,支持BGP路由器用以匹配源路由通告,检测和丢弃前缀劫持。BGPCoin满足透明性,可审计性和安全性,并可增量部署。3、对网络身份基密码的撤销管理问题进行深入研究,提出了两种可撤销身份基加密方案,匿名可撤销身份基加密方案ARIBE和层次不受限的可撤销层次身份基加密方案U-RHIBE。针对ARIBE的设计,我们克服了在指数逆构造在添加可撤销功能的困难,提出通过拉格朗日系数方法实现构造,并利用完全子树方法实现O(log N)量级的密钥更新。接着我们提出首个具有自适应身份安全的层次不受限的可撤销层次加密方案U-RHIBE,并具有抗解密密钥泄露和短公共系统参数的特性。通过仔细的形式化证明,U-RHIBE覆盖了6种优势属性:自适应身份安全,层次不受限的密钥分发,高效撤销,无状态的密钥更新,抗密钥泄露和抗内部入侵。4、针对BGPsec证书管理复杂,部署动力不足等缺陷,提出一种基于身份基密码的网络路由自认证授权通告与聚合认证机制SIRAA,不需要使用由可信第三方维护的CA机构所签发的数字证书对BGP实体的身份和公钥进行绑定,从而避免建立管理PKI的负担以及管理和认证公钥证书带来的开销,因此可减少路由器的计算和存储开销。我们设计一个可部分聚合的前向安全的层次身份聚合签名HIBPAS,并基于HIBPAS提出SIRAA用于BGP路径通告与授权的证明与认证。SIRAA能够很好保持经典BGP安全方案所能达到的安全性,并相比其他改进的BGP安全通告方案,能够在存储效率、计算开销等方面取得很好的平衡,具有良好的可行性。

关键词： 区块链   以太坊   智能合约   智能电网   Hash算法  

摘要： 近年来,区块链技术得到越来越多的关注,有人认为区块链技术是继蒸汽机、电力、互联网之后的又一次社会性的工业革命。区块链技术以其去中心、去信任、数据不可篡改和可追溯等特点,在数字货币方面已经展现出了特别的优势,传统金融机构纷纷开始研究如何应用区块链技术。同时,随着国家“放开两头,管住中间”电力体制改革思路的提出,出现了大量分布式电源,这些分布式电源的并网会导致电网运行不稳定,管理难度大大增加,迫切需要一种能够实现分布式电源直接就近交易的解决方案。本文通过深入研究区块链技术,建立了基于区块链智能合约技术的智能电网系统,解决了分布式电源直接交易中双方互不信任的问题,促进了电力交易市场化,同时还能够强化政府在电网、输配电环节的管理作用。首先,对区块链技术做了深入的分析,研究了 hash算法、非对称加密算法、对等网络、共识机制、Merkle树等区块链的底层技术,并研究了以太坊以及智能合约技术。通过以太坊提供的智能合约技术,实现电力交易计量自动化和智能化。建立区块链私有链,将合约部署到私有链中,借助区块链去中心、数据不可篡改和可追溯的特点,使电力数据的存储更加安全,电力交易更加可信,电力调度更加透明。其次,通过编写智能合约,实现了电能交易合约化,最后搭建了用户侧和管理员侧的分布式应用平台。具体地,为用户建立分布式数据查询和交易平台,方便发电和用电用户实时查询自己的电力数据,用电用户通过平台选择发电用户购买电能,发电用户通过平台向购电用户售卖电能,分布式的应用平台完美实现了用户和区块链之间的交互。另一方面,为电力管理机构建立电力管理平台,管理机构可以通过平台管理用户,管理员在用户注册界面给用户授权,在查询界面实时查询用户数据,管理员还可根据电网实时运行情况,通过电力调度界面,向用户发送调度信息,用户收到调度信息后,做出相应处理。本文最终设计并实现了一套基于区块链智能合约技术的智能电网系统,本系统不仅可以用于智能电网系统,其他能源交易也适用于本系统,为区块链技术在其他领域的应用做出了尝试。

关键词： 区块链   智能合约   成本分析  

摘要： 区块链作为跨组织环境中工程应用的一种技术,其重要性日益提高,避免了对中央受信任的第三方的依赖.智能合约做为区块链技术的延申,已经有着非常广泛的应用场景.在基于智能合约的系统中,计算成本是非常重要的一项因素,本文以使用广泛的区块链以太坊为例,探究了智能合约执行逻辑和成本模型,为实际软件开发中的智能合约成本计算提供理论指引.