关键词： 区块链   智能合约   身份认证   安全机制   完整性确认  

摘要： 随着互联网技术的蓬勃发展,网络实体的数量呈指数型增长,随之而来的安全问题成为困扰人们的一大难题。为了提高互联网的安全性,各种各样的安全措施不断被提出并应用,其中,身份认证是互联网安全防护的第一道关卡。现有的网络实体身份认证大都依赖于第三方信任机构,如密钥分发中心、证书授权机构等,易受到单点失效攻击。更糟糕的是,已通过认证的网络实体遭受攻击后难以发现,对网络安全造成了严重的威胁。为了解决这些问题,本文提出了基于区块链的身份认证方案和安全防护机制。在本文所提出的方案中,通过将网络实体的ID、公钥等身份信息存储至区块链中,完成在区块链上的身份信息注册。当实体A向实体B发送连接请求时,实体B通过智能合约查询账本信息,从而确定实体A的身份。同理,实体A亦需要确认实体B的身份,当实体间相互确认过身份之后,双方即完成了点对点的身份认证;将重要数据(如固件和配置信息)的哈希值存储至区块链中,通过周期性的校验数据的完整性,可以检测潜在的攻击和后门。最后,基于开源的区块链平台Hyperledger Fabric实现了原型系统来验证所提出的方案。实验结果表明,本文所提出的方案具有更高的安全性和灵活性,并且所提出的系统具有较高的吞吐量,支持高并发,可扩展性强,系统的代价较低,适应大多数计算设备。

关键词： 区块链   交易平台   智能合约  

摘要： 区块链技术正在飞速发展,区块链技术是目前最有潜力的互联网分布式技术,虚拟加密数字货币基于区块链技术生成,比特币等加密货币引起了数字货币领域的重大变革,区块链技术的应用场景由最初的金融领域慢慢延伸到各行各业。区块链技术目前处于发展的初期阶段,在各个场景被尝试应用,区块链应用的核心是体现在去中心的交互交易模式,解决分布式与去中心化系统中各个节点之间的信任问题,目前在在虚拟数字货币应用上,区块链技术取得较大的成功,而在其他应用场景,由于区块链技术与中心化结构是相悖的,区块链技术替代各个应用场景内中心化结构是区块链技术落地的主要途径,而区块链技术目前有着效率不高,功能繁重等缺点,导致很多场景在区块链技术应用方面属于探索阶段,但是随着技术的发展与智能设备效率的提高,效率较低与功能繁重等问题都将被解决。在能源方面,区块链技术与能源系统的耦合还需要很长的发展时间,而信息交互、交易作为区块链技术的最大特征,在能源应用场景上势必作为发展方向,实现电能的线上P2P区块链交易模式是区块链技术在能源交互场景的必经发展之路。能源互联网作为一种分布式的能源系统,与区块链的分布式架构有着相似之处。区块链解决去中心化的信任问题,提供一个分布式的共识的系统,能源互联网的中包含了各种主体,各主体间可以通过区块链网络进行可信的连接。区块链中的智能合约系统可以满足交易的智能化与能源互联网中强调的智能调度相互契合,区块链上的区块是随时序不可逆地进行递增,区块链信息的不可篡改性保证了信息的真实有效,区块链技术提供的透明,开放,可信的系统可以为能源互联网信息层应用提供保障。针对区块链在能源互联网中的应用场景,本文设计了基于区块链的能源交易平台,平台架构主要分为基础平台,区块链模块,以及交易平台Web应用。研究方向从以三个方面展开:(1)针对区块链交易平台的实现,底层为搭载区块链交易的硬件设备,是搭载区块链节点的基本单位,选用ARM平台并搭载Linux操作系统。为实现区块链应用环境配置了区块链虚拟容器,智能合约开发语言。能源场景下的区块链应用需要信息与采集系统,基与ARM平台设计SCADA系统。能源侧交易配置了GPIO串口通信,实现区块链交易平台硬件侧搭建。(2)以能源侧的区块链电能交易应用场景为目标,选取了合适的区块链架构,部署了区块链应用,并分析了交易中成员管理,身份认证,共识机制,共识流程,合约调用等区块链交易流程,在虚拟容器内配置节点,通道等区块链模块,使用智能合约在虚拟容器内实现P2P区块链交易。(3)设计能源区块链交易Web应用,使用NodeSDK作为区块链开发工具设计RPC远程调用模型,采用挂单买单的形式进行区块链交易,交易完成后使用智能合约发起电力调度,并通过调度仿真模块实现电力调度仿真。最后展示了区块链交易平台的应用,搭建了仿真沙盘,模拟了用户执行电力交易,整个电力交易通过区块链流程,在完成共识认证,写入区块等操作后,完成交易并执行调度,并使用沙盘平台中模拟整个交易流程,测试结果表明了区块链在能源交易应用场景的可行性。

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   分布式账本   非对称信息加密   智能合约   无车承运人  

摘要： 无车承运人作为物流市场新的经营模式应运而生,用以解决目前物流资源过度浪费,供求不平衡等问题.本文以安徽省无车承运人试点企业为例,采用文献分析、实地调查、专家咨询等方法进行研究.研究表明目前安徽省内无车承运人平台相对落后,不能达到物流资源的合理分配,存在诚信机制、无法溯源,无法全程监控等问题,无法充分发挥该模式整合物流信息,合理分配物流资源的功能.针对前述现象,本文结合区块链技术,主要从加密技术和分布式存储两方面对现有无车承运人平台进行创新,提出基于区块链技术的新平台建议.

关键词： 区块链   去中心化   智能合约   共识机制   社会生活  

摘要： 近年来,区块链技术得到了广泛的关注.区块链技术的关键特性在于去中心化,其次还具有防篡改、不可伪造、P2P交易、集体维护数据账本等特点.作为一项具有颠覆性科技创新的新型技术,区块链技术对当今的社会中各个领域的发展创新产生了重大的影响.本文将以高中所学知识,简单介绍区块链技术的概念与特点、技术架构和共识机制,并从金融领域、商品溯源、物联网、社会管理等社会生活中关系密切的领域来进行分析区块链技术对其发展的影响,最后进行总结,希望对相关研究起到参考作用.

关键词： 区块链   智能合约   事务并发控制   多版本事务排序  

摘要： 区块链智能合约为不可信的分布式环境提供了去中心化的可信一致存储服务。但是相比于传统中心化数据库,目前区块链平台的吞吐量的过于低下导致它在多数应用中无法替代传统数据库。该性能问题部分源于目前的区块链不支持区块交易的并发执行,因此通过设计并发控制算法来并发执行智能合约可以提升区块链平台处理能力。在区块链网络中,验证者需要按照生产者采用的交易顺序确定性地重新执行区块并产生一致的最终状态,因此传统DBMS中的并发控制算法由于其结果的不确定性而无法直接应用在区块链中。针对智能合约的确定性并发问题,本文通过引入多版本交易排序(MVTO)的方法,提出了一个适用于区块链上的智能合约并发执行的并发框架。在该框架中,矿工使用传统事务并发控制发现某冲突可串行化的调度,在执行中记录交易写集以及调度的等价串行交易顺序到新区块中。其后,验证节点在执行该区块前,利用区块中交易的写集和执行顺序为每个冲突的合约状态上预先构建一个有序的版本链,静态地定义冲突操作之间的优先级关系。最后验证节点在执行该区块时,基于上述版本链使用MVTO算法来实现以相同的等价串行交易顺序确定性地并发执行该区块中的交易,从而达成分布式网络中合约状态一致性的最终目的。实验结果表明,相比于顺序执行,MVTO可以用3个线程的线程池执行实验智能合约达到2.5倍左右的提升。

关键词： 智能合约   支付联动条款   区块链   合同交互式系统  

摘要： 围绕合同法应当如何对智能合约支付联动条款进行规制这一主题,本文共分为五个部分展开。在初界定智能合约支付联动条款概念和类型后,主要讨论如何判断智能合约支付联动条款的合同效力、当智能合约支付联动条款无效后该如何予以救济?因事后救济成本过高时又该如何对智能合约支付联动条款进行有效的事前规制等三个具体问题。第一部分,智能合约支付联动条款合同法规制的基本理念。智能合约支付联动条款基于计算机程序“if-then”的语言逻辑使其他智能合约的执行作为预设条件,从而形成的一个合同交互式系统。智能合约支付联动条款可类型化为三种形式,包括附条件生效型、合同联立型、合同联结型,分别对应于合同法上的附条件生效条款、合同联立条款以及公司契约理论中的合同联结体。因此,对智能合约支付联动条款的合同法规制应当遵循类型化思维。另外,虽然能够与现有合同法规范相对应,但各种类型的智能合约支付联动条款仍存在一定差异,在建构具体规制时应结合智能合约技术特点予以特别关注。智能合同的此类特殊性要求提供特殊的合同法规范,包括特殊的理念与特殊的规则。这些特殊理念与特殊规则最终表现在国家意志对当事人设定权利义务关系自由进行的特殊限制,具体而言,就是特殊的效力判断规则、救济规则、合约条款控制规则、合同联结型智能合约支付联动条款的组织性治理规则,等等。第二部分,智能合约支付联动条款的效力判断规则。与传统合同相比,智能合约支付联动条款在有效要件的构造上并无太大区别,除合约代码能够被准确识别这一特殊要件外,仍应当具备相应民事行为能力、意思表示真实、不违反法律强制性规定等一般要件。当然,在适用于不同类型的智能合约支付联动条款时,相应要件应根据条款的特点进行特别限制。此外,鉴于智能合约支付联动条款是数个智能合约相互联结的纽带,其中任一智能合约的无效都将引起整个合同交互式系统效力变动,因此,从效率价值层面考虑,尽量避免整个条款的无效是司法判定中应秉持的态度。第三部分,智能合约支付联动条款无效的救济规则。智能合约条款无效的处理规则难以适用合同法的一般规定。因为在智能合约条款无效后,要求区块链交易数据的恢复不仅成本耗费巨大,还会减损区块链安全可信任的技术优势与去中心化监管的特点。折价返还也并非理性选择,因为条款的联动性导致其具有成本巨大的显著局限。可行的做法是,采取合约内部共识机制与司法外部干预相结合的方式。第四部分,智能合约支付联动条款的条款控制规则。根据格式条款的效力控制原理,智能合约支付联动条款也需要条款控制规则。但是,以事后救济为显著特征的合同法的相关制度因成本高企,并不事宜。为此,应将重心转移到事前。就具体规制措施而言,实践中已自发形成一定的习惯措施,如模板合约条款的强制订立、合约平台分类适用、引入第三方中介审查机构;本文也赞同理论界关于增加法律限制程序、将人为判断引入智能合约预言机系统的建议。作为市场交易规则的体现,合同法应当积极吸收借鉴这些规制措施。第五部分,合同联结型智能合约支付联动条款的组织治理规则。合同联结型智能合约支付联动条款所形成的合同交互式系统呈现出公司组织形态特征,包括法律人格、有限责任、股份自由转让、董事会结构下的经营管理及投资者共享所有权等公司核心特征。以公司法理论视角建立组织治理规则或将是一条可行路径。该路径规则不仅以公平价值为导向,强调对普通投资用户的保护,同时也以效率价值为导向,以期减少当事人缔约成本。

关键词： 区块链   智能合约   去中心化  

摘要： 随着区块链技术的发展,智能合约得到了更广泛的应用。但随之而来的法律问题也使实务界和理论界产生了颇多争议。本文将以The DAO事件为例,探讨区块链智能合约的法律属性以及事件中涉及的用户的相关法律权利保护问题,并从民法与刑法等角度提出对相关问题的思考与观点。

关键词： 云存储   行为审计   日志   区块链   智能合约  

摘要： 通过使用云存储服务,用户可以远程存储他们的数据,并可以从可配置的共享资源池中获取高质量的服务,且不需要本地数据存储和维护。然而,数据外包给用户带来便利的同时也使得数据不再受用户控制,用户和不受信任的云服务提供商之间的关系限制了云存储技术的发展,因此,对云存储服务的公开审计显得至关重要,用户可以在有需求时请求对云数据进行审计,这样即便云服务提供方是不完全可信的也不必再担心数据的安全。结合区块链去中心化和去信任化的特点提出了一种新的基于区块链的行为日志审计模型,通过将日志记录保存在区块链而不是云存储端,保证了日志记录的安全性和不可被篡改性,同时针对用户和云存储提供方的交互设计了一种安全的数据访问协议,该协议可以保证用户和云存储双方会将日志完整地记录在区块链网络上,且他们不可对日志记录进行否认和篡改。最后基于这种模型设计了云操作行为日志审计系统并对其进行了实现,可以在该系统上完成完整的协议流程,并且提供了三个公开审计接口,该接口可以提供给任意用户使用,可以分别进行非法用户的检测,即列出所有有过非法操作行为的用户;文件完整性的审计,可以得知文件的完整性是否被破坏;以及文件生命周期的追踪,能够获取到当前时间为止对一个文件的所有操作行为。通过测试可以发现审计操作的时间开销随着数据量的增大,在整个数据访问时间开销中的比重是逐渐减小的。

关键词： 能源互联网   区块链   混合式拓扑   点对点电能交易   智能合约  

摘要： 能源互联网的内涵是将分布式可再生能源与信息技术全方位融合,从而推动分布式可再生能源的大规模利用,最终改变当前极度依赖化石能源的格局。随着大量电能消费者安装分布式电源,能源互联网中能源供应者和能源消费者的角色和权责可相互转换。这种能源供求关系的转变,将不可避免的引起能源互联网交易模式的变革。目前电力系统对于分布式发电资源采用集中调度、余电上网或者全额并网的方式进行管理,随着售电侧市场的放开,由电力调度、交易机构采取集中化的方式管控所有的机组、负荷及交易信息,将导致分布式发电主体和能源消费者获取信息难度大、成本高。而区块链技术由于具有去中心化、强隐私保护和公开透明的优点,在解决分布式电能交易的信息共享、交易结算等问题方面具有天然的优势。因此,研究分布式发电资源的交易模式和基于区块链的去中心化电能交易具有非常重要的现实意义。论文首先针对能源互联网设计过程中需要解决的数据保护、主体信任、智能控制、优化决策和协调调度五个层面的问题,分析了通过区块链技术的数据层、网络层、共识层、激励层和合约层等各个层次中所用到的技术和算法来解决以上五个问题的可行性。由此构建了能源互联网和区块链技术深度融合的能源区块链网络,并对能源互联网电能交易可能出现的新的交易主体、交易模式进行了分析和总结。其次,为了实现分布式电源主体与电能消费者之间的一对一、一对多或者多对多的点对点电能交易,分布式发电主体需要将发电设备所产生的运行数据和并网信息进行实时共享。通过分布式发电主体、电能消费者之间的信息交互引导能量交换,使能量的生产、传输、利用过程和交易过程互相协调、互相制约。为此构建了基于区块链的混合式P2P结构以实现去中心化的能源信息共享,并设计了点对点电能交易的区块链双链式结构。分别就电能链和交易链的功能和运作过程进行了详细阐述,并结合点对点电能交易过程,分析了电能链在运行过程中所应满足的电力系统物理约束,与电能链协调运行的交易链的运行特征。结合区块链的不对称加密技术、共识机制和智能合约分析了双链式结构的科学性、可行性和安全性方面的优势。通过算例仿真验证了所提拓扑结构的优良网络特性和高扩展性,以及区块链技术带来的去中心化优势和安全特性。最后,考虑到拍卖是一种协商机制,协商中介并不需要是真正的代理人,可以是一套自动执行的规则,提出了基于区块链智能合约和连续双向拍卖机制的点对点电能交易模式和报价策略。分布式发电主体和电能消费者以多对多形式存在的情况下,买卖双方可以在交易周期内随时向智能合约提交报价,并根据智能合约披露的交易结果对报价不断调整,一旦价格匹配即可成交,并通过区块链智能合约实现交易结算。以IEEE13节点配电系统为例进行算例仿真,在以太坊开发平台上部署电能双向拍卖智能合约。通过对1000次电能双向拍卖进行分析,表明通过区块链智能合约完成点对点电能交易的双向拍卖不仅具有可行性,而且效率高、无需人工干预,验证了所提方法的有效性和可行性。