关键词： 电子投票   加密算法   区块链   智能合约  

摘要： 随着互联网应用的快速发展,电子投票作为一种互联网应用开始被人们所接受,其优点是投票方便快捷而且计票简单。但是,目前的电子投票方案由于采用传统的加密手段、数据传输和共享方式,很难满足既具有高安全性、又能大规模应用的要求。为了解决这一问题,本文拟应用区块链技术来克服传统安全手段的缺陷,提出一种基于区块链技术的电子投票协议和系统,它适合大规模应用、投票信息公开、能够防止作弊与合谋攻击。本文在分析传统投票协议的基础上将其与区块链技术相结合,设计出基于区块链的投票协议与系统,通过区块链地址隐去投票人身份进行投票,以区块链中账号的交易来实现投票过程,将整个投票过程及投票结果都记录在以太坊区块链中,可以实现投票的公开透明。本文主要贡献在于:设计了整个匿名投票协议的流程与系统模块,利用以太坊区块链中的符能合约代替可信的第三方,并由签名机构对投票用户的区块链地址盲签名后再进行公开投票,实现了投票的匿名性,提高了投票的安全性。

关键词： 边缘计算   分布式   众包   区块链   智能合约   容器  

摘要： 随着网络技术的发展,越来越多的移动设备可以从云中获取各种不同的服务,从而引发了应用的延迟变高、网络的拥塞等一系列问题。边缘计算试图通过将计算处理与数据下沉到更靠近用户的网络节点上,以解决云计算存在的上述问题。然而,当前的边缘计算的各种解决方案都依赖于服务的提供方自行选择并租用不同网络区域的计算设备,自行搭建并维护计算节点,从而使得维护成本相比于集中式的云计算大为增加;另一方面,不同的服务供应方难以对计算资源统一规划使用,导致计算资源的利用率也不尽如人意。本文提出了一个将计算任务使用众包的方式动态分配到边缘网络节点上的分布式计算平台。平台将动态选取临近用户的满足用户要求的计算节点,组建临时的计算集群并执行计算任务,服务的提供商将不需要自己维护计算节点,也不需要考虑节点选取的问题,不同的服务可以共用同样的计算设备,使得维护成本大幅降低、资源利用更为有效。同样的,众包的方式也引入了一些新的问题。一方面,计算资源提供方与消费方存在信任问题,如何避免欺骗是需要考虑的问题;另一方面,边缘网络上的计算设备不尽相同,运行环境、操作系统均有差异,如何在异构化的环境下整合计算资源是另一个必须解决的问题。为此本文分别引入区块链智能合约以及容器技术进行解决。本文主要研究工作包括以下两点:1.使用区块链智能合约建立计算任务与合约的关联,将分布式计算的整个过程使用智能合约进行跟踪、管理,实现可信交易。2.结合容器技术实现一个简单的Map-Reduce计算框架,并与上面的合约相配合,实现可信分布式计算。为此,本文在后续章节将平台分为众包任务发布模块、分布式计算模块以及边缘计算设备管理模块三个模块,分别对各模块的需求分析、设计方案、实现结果以及测试过程进行了详细介绍。从而证明了使用众包方式可以解决可信边缘计算问题。同时解决了在使用众包方式后新引入的众包双方互信问题以及计算环境异构化问题。

关键词： 区块链   以太坊   智能合约   物联网   溯源防伪  

摘要： 溯源系统一直存在查询难度大、数据易造假等问题。区块链提供了一种分布式、去中心化的计算与存储架构,物联网技术令物体间更紧密相连、信息交互更迅速,二者结合在解决问题时更具备明显的优势。将介绍区块链的技术与架构,基于以太坊技术设计的溯源防伪DAPP,对于实现步骤详细说明。

关键词： 身份认证   区块链   智能合约   设备   安全  

摘要： 传统面向物联网终端设备的身份认证方案依赖于某个可信第三方,这种中心化认证方式存在着易遭受内外攻击而引发单点故障或数据被篡改等安全问题。具备去中心化、数据防篡改和可追溯等特性的区块链技术为此提供了一种解决方案。尽管现已有学者将区块链技术引入物联网设备身份认证研究领域,提出了一些基于区块链的身份认证方案,但也存在着诸如不能抵抗伪装攻击、不具备不可否认性、只能单向认证等缺点。因此,为了解决以上问题,提出并实现了一种基于区块链技术的物联网设备身份认证机制。论文主要研究内容如下:1.研究了区块链技术的原理与特点,梳理了区块链应用于访问控制、数据保护、信任管理、设备标识和位置隐私的物联网设备安全领域研究现状,分析了物联网设备身份认证领域中基于区块链的研究方案不足之处。2.针对传统基于中心化的认证方案和现有基于区块链的认证方案所存在的问题和不足,设计了一种基于区块链的物联网设备身份认证机制。该机制构造了用于验证设备身份的区块链交易Transaction和信任凭证Ticket,同时运用Keccak哈希算法和ECDSA数字签名算法确保了设备与区块链节点之间交互消息的完整性与不可否认性。理论分析表明,该方案的身份认证过程对设备端至多需要2次ECDSA签名运算,98 Bytes的存储量,具有较低的计算和存储开销要求。安全性分析和比较分析表明,与传统基于中心化的认证方案相比,该方案解决了依赖可信第三方的问题,并实现了认证数据的一致性和防篡改性。而与现有基于区块链的认证方案相比,该方案弥补了诸如不能抵抗伪装攻击、不具备不可否认性等不足,并实现了设备之间的双向认证。3.设计了一种基于区块链的身份认证系统。运用了EthereumJS TestRPC模拟工具,在Linux环境下搭建了以太坊区块链网络环境,编写了所提方案各个阶段的对应智能合约算法和代码实现,并借助开源Keccak哈希算法和ECDSA数字签名算法在Qt开发框架下对系统的各个关键模块进行了前后端实现。最后,从系统功能测试角度,验证了方案中创建信任域、关联信任域和身份认证阶段的有效性。

关键词： 区块链   智能合约   电子投票   隐私保护  

摘要： 电子投票在社会活动尤其是经济和政治领域中发挥着重要的作用。在设计投票系统时,如何保证投票结果的可信性以及投票者的隐私始终是最重要的问题。目前,大多数电子投票协议都依赖于一个完全可信的公共公告板。然而,在现实的电子投票系统中,公共公告板所显示的信息往往会受到投票者和公众的质疑,甚至会被黑客或恶意的投票管理者篡改。区块链以及智能合约的兴起为电子投票协议的设计提供了新的思路。本文提出了一个半诚实模型下基于智能合约的去中心化安全电子投票协议。区块链以及其上运行的智能合约为电子投票系统提供了一个信息可信的公共公告板以及计算可信的运行环境。包含可链接环签名的选票可以保证投票结果的正确性,并避免一票多投的情况发生。此外,无可信中心的门限加密方案可保证在选票统计阶段之前,任何人都不能获得解密的私钥,从而保证所有投票者能够同时获得投票结果且在投票过程中没有人能够获得中间结果。投票结果的可信性不完全依赖于投票管理员,而由投票管理员和所有投票者共同保证。在协议中,部分恶意的投票者不会破坏投票的最终结果。若所有投票者都是恶意的,投票会被中止,而不会产生错误的结果。本文对协议的安全性进行了详细的分析。然而在本协议中,随着投票规模的增大、恶意选民的增加,恶意选民所造成的计算资源的浪费不断增大,系统健壮性不断减弱。本文提出了一个恶意模型下基于智能合约的去中心化安全电子投票协议。为增强投票协议的健壮性,本文提出了恶意模型下的无可信中心门限加密方案。恶意的参与者能够被及时检测出来并被禁止参与密钥生成,以保证恶意参与者不会造成的无效加密操作,避免了计算资源的浪费。通过在投票协议中引入选民代表角色,选民代表负责进行公钥的生成以及私钥的保存,有效的降低了选民的计算消耗。在此协议中,协议中止所造成的计算资源损失较小,整个协议的隐私性与公平性得到保证。经分析,本方案适合大规模投票活动。根据安全电子投票协议,本文完成了基于以太坊的安全电子投票智能合约的开发,并根据不同角色所需要的不同功能完成了去中心应用系统的开发。该系统通过太坊所提供的相应接口实现与以太坊上智能合约的交互。同时本文测试了不同规模投票所消耗的计算资源以及各项操作的运行时间,并对实验结果进行了分析。

关键词： “区块链+税收”   税收征管   智能合约  

摘要： 区块链的分布式记账、去中心化、不可篡改性、智能合约的自动执行,能够解决税收征收管理中存在的诸多问题,能够进一步提升税收征管现代化。目前我国区块链在税收征收管理的应用场景逐渐增多,但是区块链作为一种新的技术,在与法律的融合中还存在许多缺陷,且对征纳双方的行为还需要规制。

关键词： 区块链   茶叶追溯   共识机制   dBFT算法   智能合约  

摘要： 由于近年来食品安全事故频发,导致广大消费者对整个食品产业的安全状况产生诸多质疑。茶叶作为中国的第一大饮品,在走进世界贸易市场的过程中,存在茶叶信息缺失、农药残留、拼配作假等问题,对消费者的利益造成极大的危害。同时,在传统的茶叶产业链追溯体系中,存在着信息中心化管理、数据易受篡改、不透明等现象,导致茶叶的质量安全问题无法得到有效解决。区块链技术去中心化、防篡改等特点能很好地弥补传统追溯系统中的缺陷。本文利用区块链技术将茶叶产业链中的各个环节结合,优化各方遵守的共识策略,设计了一套公正公开的茶叶追溯方案。本文的主要工作如下:1)对传统的茶叶产业链进行调研分析,结合研究生阶段对农产品质量追溯课题的研究,提出将区块链技术应用到实际茶叶追溯项目中所产生的共识问题以及组织节点加入问题,分析列举了主流区块链平台的优劣,选择Ethereum作为本文的实验平台,为后面的研究工作提供理论依据和基础环境。2)结合茶叶追溯特点,对传统共识机制进行分析,针对其存在计算力浪费,投票不积极等缺陷,对dBFT算法进行改进,通过在投票机制中加入信用奖惩策略,激励茶叶追溯环节各节点投票,平衡节点选举公正性;在节点选择阶段,利用层次分析法建模将指标量化,更好地选出共识节点中的主节点和备份节点,使得茶叶追溯共识效率更高。3)分析节点新增步骤流程,结合茶叶追溯体系中节点变更情况,通过对Smart Contract智能合约的改进,实现节点动态添加,将新增配置信息写进合约交易中,通过主节点提交合约交易并达成共识,将配置信息进行更新,使新加入的节点在不影响平台总体性能的情况下,更高效地加入茶叶追溯体系,更好地参与区块共识。4)为了降低在茶叶产业链不透明情况下消费者所处的劣势,同时为了保证茶叶的品质,本文利用区块链技术对茶叶产业链中的信息进行跟踪记录。茶叶数据从源头追溯,将茶叶从种植采摘到包装销售中所涉及到的信息进行区块打包存储,同时引入政府监管部门监督,根据实际的茶叶产业链各环节的特点设计出基于区块链技术的茶叶追溯方案,极大程度保证追溯信息的准确性。

摘要： 企业本质上不需要岗位，也不需要绩效考核，只需要完成任务。

关键词： 区块链   Hyperledger Fabric   智能合约   物联网   交易平台  

摘要： 2009年诞生了以区块链技术作为底层技术的比特币这一虚拟数字货币,随着后续区块链技术的不断发展,区块链技术已经具备更加强大的功能。区块链具有在非一致安全环境下达成安全的特点,正因为具备上述特点,区块链颠覆了传统理念中数据安全传递必须依靠中心节点背书的前提,达成了在完全分布式环境中实现数据安全、不可篡改传递的目的。区块链是当前信息产业最热门的技术之一,在全球范围内引起了广泛的关注,具有巨大的应用前景,普遍应用于金融、医疗、政府工作、自动化生产等领域。随着技术的大跨步式发展,越来越多拥有计算、存储和通讯能力的中小型电子设备将接入到物联网中,使得物联网数据量急速增长,数据共享与交易是大势所趋。大数据交易自2008年发展至今已近十年,然而传统的第三方数据交易平台仍处于起步阶段。本文为解决传统大数据交易平台存在的问题,将大数据交易与区块链技术相结合,利用区块链技术的优势,设计并实现了一种基于区块链技术的物联网数据感知与自动交易系统。本文的主要内容总结如下:(1)以超级账本Fabric区块链架构为基础,对区块链的相关技术原理、共识机制、智能合约进行深入研究,对Fabric的账本、区块等底层数据结构进行分析,探讨了Fabric链码的设计与部署。(2)深入分析了目前大数据交易平台存在的问题,在Fabric区块链平台的基础上,针对个体用户传感器数据自动交易展开研究,在物联网之上引入基于区块链技术、智能合约技术以及交易对象匹配算法的数据交易模型,提出一种个体用户传感器数据的控制逻辑以及具备自主交易能力的数据交易体系。(3)分析阐述了超级账本Fabric平台区别于其他区块链平台的优势,完成了在多台云服务器上搭建区块链平台的工作,配置了Docker虚拟容器以及用于智能合约开发的go语言。(4)深入分析了用户对物联网大数据交易平台的需求,设计并实现了数据共享模块、数据交易模块和交易对象匹配算法模块,完成了智能合约的设计、部署及测试。最后通过搭建的测试沙盘场景,使用该系统模拟了用户执行完整区块链数据交易的过程,根据测试结果验证了交易匹配算法的有效性和可行性。

关键词： 区块链   链下扩容   智能合约   仓单交易   资产确权  

摘要： 仓单的本质是一种有价证券,仓单交易为仓单提供了一定的流动性,是仓单相关业务中非常重要的组成部分。当前,仓单交易系统一般是采用中心化的服务模式,且存在以下问题:第一,数据存在被篡改的风险,降低了数据的可信程度;第二,确权难,由于数据的可信程度低,即使用户实际拥有一张仓单,也难以得到其他机构的认可。针对现有仓单交易系统所存在的问题,本文提出了基于区块链构建仓单交易系统的解决方案。区块链是一种集成型创新技术,通过数据的多方维护和链式存储,实现了数据的多方可信、难以篡改和可追溯等特性。本文基于区块链构建的仓单交易系统具有以下特点:第一,针对区块链和业务结合时遇到的性能问题,基于链下扩容的思想,设计了“链下交易、链上结算”的系统架构,使得系统既满足业务性能需求,又不影响区块链的价值特性;第二,结合链上可信数据与SPV技术,设计实现了数字资产及相关操作数据的离线存储和公开验证功能,解决了仓单等数据的确权和追溯问题。本文的主要研究与设计内容如下:(1)研究分析区块链技术的原理和价值,对FISCO-BCOS联盟链平台进行修改,与公有链的SPV技术进行结合,使其支持链上数据的获取和验证;(2)基于修改之后的FISCO-BCOS平台,根据“链下交易、链上结算”的设计,将交易行情的维护、成交的达成等性能要求较高的部分放在链下处理,将交易的结算以及数字资产的管理维护过程放在链上处理。同时,在智能合约的设计过程中,采用“数据”和“逻辑”分离的方式,解决了智能合约的升级问题;(3)基于“核心机构维护数据、用户本地存储自身数据、公众监督数据”的思想,借助区块链的数据可信特性,设计了权益数据的离线存储和公开验证,解决了仓单数据的确权和追溯问题。