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： 区块链   反洗钱   智能合约   联盟链   私有链  

摘要： 洗钱作为一种危害极大的犯罪行为,已严重危害着国家政治稳定、社会公共安全以及经济稳定运行。根据IMF统计,全球每年洗钱的总数约有10000-30000亿美元之多,其数额约占全球总GDP的4%左右。面对日趋严峻的洗钱形势,很多国家都出台了相应法律法规,加大对洗钱行为的监管和处罚力度;国际社会也成立了多个反洗钱组织如FATF,以求加强国际间合作,共同打击跨国洗钱犯罪。而从当前形势来看,作为洗钱的重灾区,银行、证券、保险等金融行业在反洗钱工作上付出了巨大的监管成本,并在反洗钱工作上取得了一定的成果,但从目前各金融机构反洗钱机制来看,仍然存在着客户身份识别效率低、反洗钱工作信息化程度低、反洗钱监管成本高以及金融机构间相关数据不同步不共享等问题。本文通过研究相关文献,分析了当前社会的洗钱形势和反洗钱工作的发展现状,并详细指出金融机构在反洗钱领域现存的诸多问题;同时通过分析区块链技术的特点,研究其在金融领域的相关应用场景,深入挖掘区块链技术应用于反洗钱领域以解决当前金融机构反洗钱现存问题,提升金融机构反洗钱效果的可行性。最终提出在金融和监管机构间创建区块链联盟,将区块链技术引入到金融机构日常身份登记验证、金融交易及检测审计环节中,从而解决金融机构在反洗钱工作中暴露的诸多问题,通过技术手段进一步完善金融机构反洗钱事前预防、事中监控及事后处置流程,提升金融机构和监管部门的反洗钱水平。本文方案的创新之处在于首次提出将区块链的私有链与联盟链两种模式相结合,充分利用两种模式的特点,结合区块链技术去中心化、去信任化、数据透明不可篡改及分布式可靠存储等特点,在金融和监管机构间构建基于区块链技术的联盟链,在金融机构内部构建基于区块链技术的私有链,并将联盟链与私有链组合共同构建基于区块链技术的金融和监管机构反洗钱系统架构,从技术上有效解决当前金融机构在反洗钱工作上暴露出来的问题,以求实现在反洗钱领域的技术突破和创新,同时实现跨金融机构甚至跨行业领域间的数据共享,并以此为契机进一步推动各产业间深入合作,促进区块链技术、大数据、云计算等技术的发展;而本文方案将区块链技术理论与反洗钱理论相结合的设计思路,也丰富了当前区块链技术和反洗钱领域相关理论的研究内容,对后续业界相关研究的深入开展具有一定的借鉴意义。

关键词： 首次代币发行   金融科技   监管   区块链   智能合约  

摘要： 首次代币发行(ICO)是采用区块链技术通过发行通证为企业筹集资金的一种金融科技创新模式。2017年通过ICO所筹集的资金超过了传统的风险投资。发起者在ICO过程中销售通证,购买者使用法币或比特币、以太币等虚拟货币购买通证。发行之后通证能够在通证交易所进行再销售。ICO的过程通常包括发布白皮书、预先销售通证、进行项目开发以及启动网络。从2013年起经历了原型阶段、早期初创阶段、后期初创阶段、早期成长阶段、后期成长阶段等发展阶段。ICO发行的通证从功能角度划分可以分为支付通证、效用通证、资产通证。从证券法律角度可以分为证券通证和非证券通证。我国监管机构将通证分为代币票券通证、证券通证和其他通证。本文讨论的重点是证券通证的监管。各国对于ICO采取了不同的监管政策,包括不进行监管、事前选择性监管、事前完全监管和完全禁止。事前选择性监管可能是最适合促进创新和融资的模式。美国即采取的这种监管方式。我国采取的是完全禁止的监管方式。2017年7月美国证券交易委员会(SEC)发布了DAO调查报告,在该报告中,SEC应用美国最高法院确定的Howey检验准则对DAO通证是否属于投资合同进行了法律分析,认为证券法的基本原则适用于DAO这种虚拟组织,DAO的投资者投入的虚拟货币构成金钱投资,投资者具有合理的获利预期,这种预期来源于其他人的努力,因为DAO启动之前其创始人进行营销,在DAO启动之后创始人决定项目、积极监管,且DAO通证持有人不足以对企业施加控制。因此DAO通证属于投资合同类证券,因此其发行应当受到证券法律的监管。对于发起人表示或者促进通证在二级市场进行销售是否构成来自于其他人的努力并未予以明确。SEC在随后的Munchee案的行政裁决中明确,发行人创建支持二级市场的商业生态系统的表示不仅构成购买者的获利预期,而且构成购买者依赖来自于其他人的努力。因此,尽管Munchee公司发行的通证并未被赋予财产性的权利,但是在考虑到Munchee公司对于该通证能升值并在二级市场进行交易的表示,这种通证也被认为属于投资合同类证券。SEC还针对未登记的通证发行以及ICO中的欺诈和虚假陈述发起了多起司法诉讼,以加强对投资者的保护。我国并未将ICO纳入证券法的监管范围。对于虚拟货币,我国认为其属性为虚拟商品,美国认可其经济学货币的属性。我国现行证券法规定的证券不包括投资合同,Howey案中Howey公司的行为会构成我国法律规定的非法吸收公众存款,而我国部分非法吸收公众存款案件的投资安排属于美国证券法下的投资合同,发行DAO通证在我国法律下构成非法吸收公众存款而非发行证券。我国不允许发行证券通证,而美国允许发行符合其法律规定的证券通证,实践中***公司、魔声公司、Protocol Labs、Praetorian Group等公司根据美国证券法的规定申请发行或申请豁免,并已经或正在生效的过程中。两国的监管方式产生出明显差异,2018年前五个月美国的ICO项目筹集的资金仍然排全球第五,虽然不及2017年全球第一的排名,但仍然占有一席之地。而我国已经没有相关统计数据,不在排名之列。以此为指标,我国的监管策略对金融科技创新产生了负面的影响。因此,为平衡防范金融风险与鼓励金融创新的监管目标,建议对我国的监管政策进行调整,结合我国证券发行的注册制改革及证券法修订,通过将通证发行纳入投资性合同的范畴,允许符合法律规定的证券通证进行首次代币发行。对于二级市场,允许证券通证在合法持有牌照的交易机构进行交易。与此同时,为保护投资者利益,应当强化首次代币发行中的信息披露,除了传统的需要披露的信息之外,需要对于软件代码的技术缺陷引入独立第三方审计并披露审计结果,同时也需要对智能合约的实现进行第三方审计并披露审计结果,以确保智能合约中实现了发行人所承诺的有利于保护投资人利益的功能。

关键词： 默克尔树   工作量证明   区块链   哈希函数   智能合约   公钥证书  

摘要： 随着信息技术的快速发展,网络安全、隐私保护等问题越来越受到人们的重视。传统的解决这些问题的方式是设计复杂的密码学协议强化安全性,但传统的解决方式都是基于中心化的系统,系统中心机构的掌控力越强,就越容易受到攻击者的攻击。而近几年来兴起的区块链技术却革命性的采用了去中心化的解决思路。比特币是最早的区块链技术应用,创始人中本聪设计了一种工作量证明机制来保障去中心化系统的资产转移的安全性。在不可信的网络环境中,采用工作量证明机制的区块链系统能够在存在不可信节点的情况下完成数字资产的发行及转移。不同的区块链基于不同的经济激励和惩罚机制,可以获得不同的安全性。其中,工作量证明目前仍然是区块链中最安全的共识机制,在此基础上采用的不同挖矿算法是保障新区块链免受51%攻击的必要手段。为了保障区块链的安全性,防止算力过于集中到某几个节点,免受51%的算力攻击,则需要尽量将算力分散到普通用户。这就要求提高普通用户的挖矿比例,降低挖矿的准入门槛。每个用户都有CPU和GPU资源,如果挖矿算法对CPU和GPU友好,那么就能在一定程度上增加普通用户挖矿的比例。ASIC矿机虽然挖矿效率高,但是普通用户挖矿有一定的准入门槛。为了抑制ASIC矿机的加入,需要在算法设计上提高对内存资源的利用要求。因为在ASIC矿机中,对于内存的访问有一定的限制,硬件电路访问内存资源的速度严格受限,所以对内存资源要求较高的算法不适合设计专业的ASIC矿机。这就给挖矿算法的设计提供了一个思路,那就是将挖矿算法的内存资源要求提高,则就可以在一定程度上将算力分散化,从而降低51%攻击的可能性,保障区块链的安全。与此同时,以太坊智能合约又在保障系统安全稳定的基础上为区块链提供了一个可扩展的应用平台,在以太坊智能合约上运行的去中心化应用可以在不信任网络环境下达到安全稳定运行目的。去中心化应用的高度安全性使得人们越来越关注其巨大的发展潜力。基于以上几点,本文主要介绍以下贡献:1.基于传统的默克尔树,提出了一种基于默克尔树的工作量证明挖矿算法。本算法首先按照一定的规则生成一个随机数集合并生成默克尔树,之后在默克尔树的每层任意选择一个节点,最后连接所有的节点做哈希运算。整个算法过程需要消耗大量的内存资源,这符合区块链中挖矿算法需要占用计算机资源的要求。并且,因为挖矿算法占用系统内存较多,可以在一定程度上增加ASIC矿机的设计难度,缓解挖矿算力的中心化问题。2.基于传统的布隆过滤器,提出了一种基于布隆过滤器的工作量证明挖矿算法。本算法首先按照一定的规则生成一个随机数集合并依次通过布隆过滤器的散列函数计算填充到布隆过滤器的数组中。然后计算出第一个数组元素和一个其他数组元素的值之和。该方案在计算布隆过滤器的过程中需要消耗大量的内存资源,符合区块链挖矿算法需要占用计算机资源的要求。3.基于以太坊智能合约提出了一种公钥证书发放方案。传统的公钥证书发放总是伴随着攻击者对信道、证书发放机构的攻击。而利用以太坊智能合约发放公钥证书,用户和证书发放机构都可以绕过传统的信道。同时,以太坊高度安全的共识机制又可以保证攻击成本非常高。

关键词： 云存储   完整性验证   区块链   智能合约  

摘要： 云计算系统中数据的所有权和管理权分离,导致用户数据隐私泄露、完整性破坏等一系列安全问题。一方面,云服务提供商可能私自删除用户很少使用的数据,或者为了自身声誉,刻意隐瞒意外的数据破坏、篡改;另一方面,云数据中心可能遭到恶意攻击,导致数据破坏、敏感数据丢失。现今,大多数云数据的完整性机制采用“挑战-应答”的模式进行概率性验证,为了减少用户端的计算代价和通信开销,依赖于第三方审计机构,这增加了数据泄漏给第三方的威胁,亦无法避免云服务提供商和第三方机构合谋的威胁。本文重点对云存储数据监控和完整性验证问题进行了研究,具体工作如下:(1)本文利用移动Agent技术在云端部署分布式虚拟机代理模型,通过虚拟机代理使得多租户间能够相互协作保证数据可信验证,通过虚拟机代理机制来完成可靠的数据存储、监控和验证等任务,这也是搭建区块链完整性保护机制的必要条件。(2)本文通过虚拟机代理模型构建基于区块链的完整性保护框架,使用默克尔哈希树生成文件对应的唯一散列哈希值,借助区块链上的智能合约监控数据变化,及时向数据拥有者发出数据篡改的警告信息;另外,利用“挑战-应答”模式构造基于区块链的云数据完整性验证方案。(3)本文构建和实现了一个基于区块链的云数据完整性保护原型系统,并应用了基于虚拟机代理的完整性监控方案和基于区块链的完整性验证方案,该系统包括智能合约的部署、云数据的监控和完整性验证等功能模块,具有对云端数据完整性进行监控和验证等功能,保护用户数据的完整性。经过安全性证明分析,此机制能防御云提供商的三种攻击,并与现有的方案进行对比实验,从而证明该机制拥有较优的性能。

关键词： 信息资源目录   元数据   区块链技术   共识机制   智能合约  

摘要： 政务信息资源目录体系是管理信息资源、实现信息资源共享和交换服务的一种重要工具,是我国政务信息资源共享交换平台的核心组成部分,也是政务信息化建设的核心部分。如何建设更为高效、智能、安全的信息资源目录体系是我国电子政务发展的关键问题之一。当前,政务信息资源目录体系多级目录自底而上的构建方式与实际工作中各级目录同时编制产生矛盾,使得部门间业务关系复杂难以梳理;基于目录服务的资源共享交换服务仍使用人工审核制度,未实现自动化、智能化;数据的社会化应用受限于体制机制不健全、技术不支持而发展缓慢,数据权属也难以有效地界定。同时,现行目录系统平台构建技术已趋于成熟,以上问题在当前技术架构下难以得到有效解决。为解决以上问题,基于区块链技术,研究设计了针对政务信息管理的区块链系统共识协议,构建了基于智能合约技术的元数据体系,在此基础上提出了基于区块链技术的信息资源目录体系架构,并对其进行了部分原型实现。主要工作包括:(1)研究了国内外各类区块链系统的架构方式及共识协议算法;分析比较了政务信息资源管理的需求,在此基础上构建并实现了面向政务网络的区块链系统共识协议方法。(2)研究了中文政务信息资源目录元数据采集模式;构建了基于智能合约技术的元数据采集、编制、存储、发布方法;设计并实现了基于元数据的数据智能共享、智能交易、智能确权等方法。(3)研究比较了国内外信息资源目录体系的构建方法与构建技术;提出了基于区块链技术的政务信息资源目录体系业务架构、技术架构和系统平台总体架构。(4)基于开源区块链系统,结合北京市信息资源管理中心共享交换平台实际业务,构建了基于区块链技术的政务信息资源目录原型系统,实现了元数据的采集、编制、存储与发布,实现并验证了基于元数据的数据共享交换、交易和确权等功能。综上所述,本文设计实现了适用政务网络的区块链共识机制,为政务区块链网络构建提供了理论基础,设计实现了基于智能合约技术的元数据体系,在此基础上,提出了基于区块链技术的信息资源目录体系业务架构、技术架构及系统平台总体架构,并对其核心部分进行了原型实现。

关键词： 区块链   以太坊   IPFS   代理重加密   智能合约   数据共享  

摘要： 在互联网迅速发展的时代背景下,共享经济逐渐成为经济增长的重要推动力,成为社会经济发展的又一主流商业模式,并创造了一些成长迅速的独角兽。但因为共享经济是全新的经济模式,它在我国的发展仍然面临诸多挑战,如公共数据获取难、统计监测体系亟待建立等共性问题依然存在,用户权益保护难题更是进一步凸显,在安全、信用、税收、监管等多方面存在问题和隐患。共享经济的快速发展对社会信用体系建设提出了新的更高要求,也将为信用体系建设进一步提供数据和技术支撑。目前的共享经济等领域的互联网服务商的盈利模式都是基于为交易双方提供信用背书并赚取一定交易佣金的模式,数据交易双方的商业关系的建立仍依靠这些第三方服务商,商业成本也因为中介佣金的存在而相对较高,同时还存在隐私保护不足、繁琐的注册流程以及用户在多平台间的重复注册、交易过程不透明等诸多问题。这种传统的商业模式正在被区块链进行改革。未来商业模式将会构建一种弱中心化的范式,第三方服务商对整个平台生态的影响力将降低,服务商逐渐由综合性服务商转变为技术性服务商,平台各参与方在整个平台生态中的主导能力将不断提高,并演变为各个微型综合服务商。本文提出使用基于以太坊平台的智能合约来取代传统中介,并实现了基于区块链、IPFS等多个技术的数据共享平台。智能合约是实现弱中心化商业模式的基础,所有商业规则都可以用编程语言来表达,可实现交易过程中的业务逻辑,形成软定义规则,链上各参与方可按照智能合约上的这些规则完成一系列经济活动。为了保证交易过程中数据的安全性,本文利用代理重加密技术对数据进行加密保护,并将交易过程中的密文数据保存在IPFS分布式存储中,实现数据的安全可靠存储,从而保证了在分布式区块链网络上进行数据交易活动的安全性。同时,得益于区块链技术的优良特性,本文的数据共享平台具有易于监管、交易费用低、信任度高以及隐私保护性好等诸多优点,为共享平台提供了在新技术支持下的新商业模式的探索提供了参考。

关键词： 区块链   智能合约   电力交易   电费结算   电力市场  

摘要： 本文针对未来"放开两端"的电力交易市场多主体、多模式、多规则的特点,设计了电力市场交易结算智能合约,同时分析了关键技术难点,并有针对性的给出了解决方案.利用运行在区块链上的智能合约降低电力市场交易的信任成本,提高清结算效率,同时推动能源零售市场的智能化.通过在由4000个节点构成的P2P网络中运行一个购售电合同的智能合约实例,验证了本文方法的成功率约为99.38%,每笔交易的平均确认时间约为16秒.如果本文方法得到应用,将帮助能源交易双方共同制定因需求而动态变化的能源价格,保证不同能源市场的互联互通,促进智慧能源价值互联.

关键词： 区块链   农产品供应链金融   信用体系   智能合约  

摘要： 在农产品供应链发展过程中,如何让更多参与者放心去经营自己的主业,这是供应链参与者的共同愿望。本文从农产品供应链金融信用的演变与区块链技术入手,分析农产品供应链金融信用的演变过程和区块链技术的特征,提出基于区块链技术的农产品供应链金融信用体系框架,并依据此框架给出了解决信用问题的方法。

关键词： 区块链   去中心化   数字出版   智能合约  

摘要： 在如今集中心化的数字出版模式下,由强势环节挤压弱势环节所导致的种种问题日益成为互联网文化产业的尖锐痛点。本文旨在将区块链技术作为去中心化数字出版模式的技术突破口,以区块链技术在时间戳、数字签名机制、智能合约等方面对数字出版平台建设的技术支撑为基础,从内容生产与存储、版权登记与维护、作品发布与交易等环节入手探讨去中心化数字出版平台的架构分层与功能分布,并对其所面临的局限性作出讨论,从而在新的技术视角下为数字出版产业的可持续发展提供多向度的研发空间。