关键词： 版权保护   NFT技术   区块链   智能合约   机制设计  

摘要： 随着网络技术的普及和相关安全技术的发展,原创文章的非法复制传播等侵权行为愈发猖獗,对文章创作者的版权保护带来了严峻挑战。此外,现有的版权流通交易机制往往侧重于创作者版权转让的一次性收益而忽视了文章能够给创作者带来的长期传播收益。针对以上创作者所面临的版权保护及流通问题,本文提出了一种基于NFT(非同质化代币,Non-Fungible Token)技术的版权文章保护流通系统,将版权文章的权益分为著作权和所有权,通过著作权的分割和交易激励著作权的流通,通过所有权的转让激励版权文章的传播流通并为著作权所有者带来稳定持久的文章收益,同时实现了文章版权的保护和不受侵犯。针对文章著作权及所有权的保护与流通,本文展开了以下研究: 首先,研究基于NFT技术的版权文章保护流通系统的系统架构、系统功能和版权保护及流通机制。提出基于以太坊和星际文件系统(Inter Planetary File System,IPFS)的系统架构,IPFS用于存储用户版权信息,有效保障版权信息的真实性和安全性。基于以太坊的ERC协议构建智能合约,利用区块链的防篡改特性将版权文章转化为数字资产并与唯一归属证明绑定,实现了文章著作权和所有权的NFT化。其中,对著作权NFT进行分割以实现在多个著作权所有者之间进行份额分配。针对现行版权流通交易机制容易忽视创作者长期收益的问题,设计了版权流通交易机制及文章收益分配机制。版权流通交易机制支持创作者以NFT的形式对文章著作权及所有权进行交易以获取首笔文章收益。文章收益分配机制使著作权所有者在后续文章流通过程中依据著作权持有份额参与文章收益分配,从而获取长期收益。 其次,考虑到系统内文章版权将以NFT的形式进行交易流通,而当前NFT市场极易出现价值泡沫,这一现象为系统用户带来了不可忽视的交易风险。针对这一问题,利用博弈论原理对文章所有权交易的买方出价策略和文章著作权交易的用户出价策略展开细致研究。其中,在文章所有权交易方面,设计了一种基于VCG(Vickrey-Clarke-Groves)机制的文章所有权拍卖方法并在此基础上构建相应的博弈模型,通过公式推导得到该拍卖场景下的优势出价策略,同时通过实验验证进一步增强了所得策略的有效性。在文章著作权交易方面,由创作者发起的文章著作权份额分配可参考文章所有权交易,因此将研究重心转向用户间的著作权份额交易(类似股权收购)。首先围绕著作权交易方案对博弈模型进行构建并在此基础上利用斯塔克尔伯格博弈(Stackelberg game)基本原理对买卖双方的最优出价策略进行细致研究,进而得到该博弈模型下的斯塔克尔伯格均衡和纳什均衡。最终实验围绕用户最优出价策略进行验证,所得结果表明买卖双方能够在实际交易中依据相应的出价策略获得最优收益。以上工作为版权文章保护流通系统构建了健康有序的版权交易环境,同时也为降低NFT交易风险提供了参考建议。 最后,本文针对基于NFT技术的版权文章保护流通系统进行了实现。对系统功能模块进行详细设计并编写对应的智能合约,使用Truffle对智能合约进行测试,使用***实现系统前后端交互,使用Ganache在本地模拟实现以太坊区块链网络,实现了系统关键功能,有效验证了所提出系统的可行性和有效性。

关键词： 智能合约   知识蒸馏   深度学习   图注意力网络   漏洞检测  

摘要： 近年来,区块链技术在数字经济领域的影响力日益增强,其中,智能合约作为区块链的核心组成部分,尤其在以太坊等主流公有链平台中,发挥着不可或缺的作用。然而,随着智能合约应用的广泛推广,其安全性问题逐渐凸显,可能导致重大的经济损失,这无疑对其广泛应用构成了严重挑战。因此,有效检测智能合约的漏洞已经成为了当前重要的研究课题。 现有的智能合约漏洞检测方法,无论是基于源码或操作码的传统技术,还是基于机器学习和深度学习的现代方法,都存在局限性。例如,前者可能面临误报率高、漏洞类型检测范围有限、检测耗时等问题,而后者则受制于大部分合约未公开源码的情况,这使得漏洞检测工作面临着巨大的挑战。为了应对这些挑战,本文采用了深度学习的策略,针对以太坊中的五种主要漏洞进行检测,包括代码重入、整数上溢、整数下溢、时间戳依赖以及未检查的返回值。通过大量的实验验证,本研究的方法在准确性方面展现出了显著的优势。本文的研究内容如下: (1)本文提出了一种结合BERT-BiLSTM和Attention机制的智能合约漏洞检测策略。首先,对反汇编后的操作码进行抽象化处理以降低其特征的维度。然后,利用BERT模型实现操作码的向量化表示,以捕获深层语义信息。接着,将向量化的操作码输入BiLSTM网络以提取全局依赖关系。最后,通过引入注意力机制,使模型更关注对漏洞检测有重要影响的操作码特征,从而提升检测能力。 (2)本文提出了一种基于知识蒸馏的漏洞检测方法,该方法结合了源码和字节码的信息,通过构建语义图和使用图注意力网络进行特征提取,以解决源码不可访问和序列化信息忽略代码逻辑关系的问题。在软损失和硬损失的基础上加入字节码-源码损失,使得学生网络能够获取到源码中间表示的特征,从而提高漏洞检测的准确率。 本文对27893个智能合约进行实验,结果表明,本文所提出的基于知识蒸馏的智能合约漏洞检测方案在不同合约类别的准确率和平均召回率上均表现出色。具体来说,该方案在五种合约漏洞检测上平均准确率86.08%,在知识蒸馏中加入源码-字节码损失后,模型的F1-score提升了2.25%。这些结果充分证明了我们提出的方案在智能合约漏洞检测方面的有效性和优越性。

关键词： 智能合约   司法区块链   司法应用  

摘要： 伴随着区块链技术的不断发展,智能合约实现了从概念构想到落地实践的发展过程。在智慧法院建设背景下,智能合约开始在民事司法应用中崭露头角,对提升司法效能、构建信用社会等有促进意义。但智能合约参与民事司法实践仍处于初步阶段,新兴技术与传统司法的融合还不够成熟,存在诸多问题。 除去绪论和结论部分,本文主要通过四个章节对智能合约在民事司法中的应用问题进行梳理。 第一章节,对智能合约的基本理论进行介绍。智能合约的应用发展建立在区块链的技术变革基础之上,因此在对智能合约进行论述时,要先了解区块链的基本构造。同时智能合约作为运行在区块链上的核心技术,既有区块链去中心化、不可篡改性的一般特征,也有智能合约特有的自动化执行的典型特征。智能合约从生成到发布再到执行的运行机制,也始终与区块链息息相关。 第二章节,阐述智能合约在国内外民事司法中的应用实践现状和应用意义。国内部分以最高人民法院统一搭建的司法区块链平台为底层设计,详细介绍了杭州互联网法院基于智能合约的区块链存证与信用惩戒应用,北京互联网法院立足智能合约的民事调解执行。域外部分选取美国、英国和意大利,对智能合约的法律规制和司法应用现状展开具体介绍。 第三章节,重点分析了智能合约在民事司法应用中所面临的困境和风险。具体可以划分为两个方面,即对智能合约的法律规制困境和其本身存在的技术风险。法律规制困境包含智能合约尚不明确的法律属性争议、缺少与智能合约相关的法律规范、智能合约会消解审判主体性地位以及对当事人权利救济的桎梏。智能合约的技术优势有利于推进民事司法程序的现代化、数字化发展,但其技术特征也会对司法应用产生负面影响,引发执行有效性风险、侵害个人信息权以及存在算法黑箱问题。 第四章节,围绕智能合约的法律规制困境和技术风险提出可行性的优化方案。一方面对智能合约进行适当的法律调适,在厘清智能合约法律属性的基础上,完善区块链和智能合约的法律规范,限定智能合约的适用范围时也要预留出应用拓展空间。坚持审判主体性地位,积极行使释明权。通过在智能合约内引入ODR机制来拓宽权利救济渠道。另一方面为促进智能合约更好地融入民事司法业务流程而进行技术优化,即规范法律文本代码化、完善个人信息保护体系以及建立智能合约的合规审查监管机制。

关键词： 区块链技术   智能合约   秘密共享算法   全同态加密算法   雾计算  

摘要： 区块链因其不可篡改和去中心化的特性,对数字经济发展至关重要。全球各国正积极推进区块链技术与传统行业的融合。然而,数据隐私和安全面临严峻挑战。黑客频繁攻击区块链和加密钱包,导致经济损失,暴露了安全性和可靠性问题。因此,需加强区块链安全保护,建立严密的监管和防御机制,确保其稳健发展,为数字经济作出更大贡献。 在区块链技术中,私钥是访问区块链的唯一身份凭证。然而,现有的私钥存储方案存在记忆负担和缺乏恢复机制的问题。此外,区块链的公开透明性导致交易数据隐私泄漏。本文以区块链隐私为切入点,结合安全多方计算理论,提出了一套完整的私钥保护与恢复方案,并探讨了链上数据的保护方法。以下是本文的主要研究成果和创新点的概要介绍: (1)针对区块链私钥管理中存在的安全性和可靠性问题,本文提出了一种基于多重认证和秘密共享的区块链私钥保护与恢复方案,该方案综合运用了用户口令、秘密问题和答案、声纹信息多种安全措施,以加强私钥的加密和保护,通过多重认证和秘密共享机制,确保私钥的安全存储和可靠恢复。本方案引入多方参与机制,通过多个实体的合作与验证,降低了单点失效的风险,并通过具体实验数据对该方案分析,包括参数的设置对秘密共享和秘密恢复时间的影响,并将其与社交恢复和口令等方案进行比较。 (2)针对区块链交易过程的隐私安全问题,提出了一种雾计算模式下基于全同态加密算法的链上数据保护方案。该方案利用全同态加密对用户身份和交易金额进行加密,并支持全同态运算。为节省用户资源,耗时的计算操作委托给雾节点。同时设计了一种交易数据验证方案,确保交易正确性和平衡性。 (3)针对传统加权电子投票存在的易造假和易泄露等安全性问题,提出了一种基于全同态加密算法和区块链技术的加权电子投票系统实现方案。该系统方案根据选民的权威性赋予不同的权重,利用全同态加密算法实现密文计票,有效抵抗内部恶意篡改等行为。该方案引入区块链技术,重新定义区块结构以更好地适应选票数据特性,保存选票记录和结果,确保选票的可溯源性和可靠性。

关键词： 以太坊   智能合约   欺诈检测   迁移学习   增量学习  

摘要： 近年来,以太坊作为一种可编程的区块链平台,吸引了众多开发者投身于开发基于智能合约的去中心化应用。部分应用为用户提供了更具创意和乐趣的使用体验,然而部分应用也被不法分子用来实施欺诈以谋取非法利益。鉴于此,本文聚焦于对去中心化应用中的智能合约进行欺诈检测,从而更好地保障用户的资金财产安全。 本文首先利用网络爬虫技术构建了一个包含大量涉及欺诈的智能合约数据集,其中样本不仅来自现有的公开数据集,还包括作者通过人工调查获得的未出现在现有数据集中的内容。接着,提出了三种智能合约欺诈检测方案和一个动态权重分配算法。本文的核心贡献概述如下: (1)提出了一种基于智能合约字节码的欺诈检测方案,该方案利用自然语言处理技术分析智能合约字节码中的语义信息并判断该合约是否属于欺诈合约。该方案包含一个基于深度神经网络的分类器,分类器的网络结构适用于迁移学习。实验结果显示,通过应用迁移学习来扩展该模型,能够显著缩短训练时间。相较于现有检测方案,本方案具有更好的检测性能和可扩展性。 (2)提出了一种基于智能合约交易特征的欺诈检测方案,该方案根据交易特征判断待检测智能合约是否属于欺诈类型。为了选择合适的交易特征,本文深入分析了4种常见的欺诈模式,并根据它们的资金流水特点总结出了16个具有代表性的交易特征。实验结果表明,本文提出的16个交易特征具有良好的质量。相较于现有方案,本方案同时支持迁移学习和增量学习,具备更好的检测性能、可扩展性和持续更新的能力。 (3)基于上述两方案,本文提出了一种基于智能合约字节码和交易特征的混合式检测方案,该方案将上述两方案的输出结果进行整合,并将整合后的结果作为最终输出。在方案内部,本文设计了一个动态权重分配算法,该算法能够根据待检测合约的交易数量为上述两方案的输出结果动态分配权重,并将加权后的结果作为算法输出。实验结果证明了该算法的有效性。相较于上述两方案,本方案拥有更好的检测性能。

关键词： 区块链   数据共享   智能合约   可信认证   信誉评价  

摘要： 数据共享作为一种释放数据价值的良好方式备受关注和研究。云计算技术的发展为数据共享来了弹性的数据存储和管理能力,共享数据的存储和访问效率得到了极大的提升,本文以云环境下的数据共享为背景展开研究。目前,绝大多数研究基于假定的集中式可信机构设计数据共享方案,但往往忽略了集中式信任存在的根信任和数据安全问题而导致系统整体可信性不高。区块链作为一种基于密码学和分布式技术的去中心化信任、透明和防篡改的分布式记账技术,为现有根信任和单点故障问题提供了解决方案。目前许多研究基于区块链和CP-ABE技术探讨数据共享问题,但普遍都依赖于集中式的密钥管理机构,存在较大的认证安全和数据泄露的风险。此外,针对数据共享的研究缺乏对用户行为要素的考量忽略了信誉对于数据共享的影响,本学位论文针对现有可信数据共享所存在的问题提出了两种解决方案,本研究主要工作如下: (1)针对云环境下数据共享存在存储服务商和权威机构的根信任问题,提出了一种基于区块链结合PKI认证支持的可信数据共享方案。通过对传统的PKI模型改进,结合区块链设计了符合数据共享场景的可信方案,为数据共享实体提供可信认证。本文在智能合约中实现了支持实体可信认证和可靠访问控制的数字证书,还设计了数据读写摘要块实现数据的完整性和访问审计,同时通过安全的密码算法保证数据交互的安全性,最后通过方案和实验分析证明了所提方案的安全性和可信性。 (2)针对数据共享缺乏用户行为要素分析和实体信誉评价机制,使得数据共享面临用户和数据信任风险等问题,本文提出了一种基于以太坊智能合约的可信数据共享信誉评价方案。在原有方案上进行拓展,优化了原数字证书结构,并采用IPFS链下存储方式降低了证书的管理开销。以ERC-1329代币作为信誉载体构建了规范的数据共享信誉评价机制,并提出了公证权威选择算法保证公证权威的公平性。通过对数据共享事务和行为要素的解构,设计了细粒度的信誉评价模型,保证系统实体和数据的整体可信。 综上所述,本文提出了一种基于区块链的可信认证数据共享方案,解决了数据共享中心化信任依赖和缺乏用户可信认证和数据访问控制的问题,保证了数据共享系统的可信性和数据安全性。然后提出了一种基于区块链的数据共享信誉评价方案,解决了数据共享缺乏行为要素分析和信誉评价机制导致的用户和数据不可信的问题。

关键词： 智能合约   符号执行   漏洞检测   强化学习   并行  

摘要： 近些年智能合约安全性事件频发,给其用户造成了巨大的的经济损失。针对智能合约面临的安全问题,研究人员提出了很多智能合约安全检测的软件工具,但由于智能合约发展历史较短,部分工具仍存在准确率低和效率不高等缺点。符号执行作为智能合约漏洞检测的重要手段之一,却存在着搜索策略简单、路径爆炸和约束求解困难等问题。另外,现有的符号执行并行化方法效率不高,且不能很好地适用于智能合约。本文针对上述问题进行研究,主要工作内容和贡献如下: (1)针对符号执行的搜索策略简单、路径爆炸和约束求解困难等难题,提出了一种强化学习引导的符号执行方法。首先,为了更快地引导符号执行找到易受攻击的路径,采用了强化学习算法Q-learning作为路径搜索策略。此外,为了进一步提高检测效率,还使用了一种激励式路径剪枝策略,以删除与找到漏洞无关的路径。最后,针对路径约束求解的超时问题,通过预测约束的求解时间以决定是否求解该约束。本文基于上述方法构建了工具Mythril QL,并在包含四个公开可用的智能合约数据集和5个超过800行代码的大规模合约的基准上进行了评估。实验结果表明,Mythril QL的检测效率是现有符号执行工具Mythril的3.02倍,是Mpro的1.80倍。尤其是在检测大规模智能合约方面,Mythril QL在超时时间为800秒的条件下检测出的平均漏洞数量比其他两个工具多2到3倍。 (2)针对符号执行并行化方法效率不高等问题,提出了一种基于异步求解的并行符号执行方法。该方法使用基于进程池的并行符号执行策略对符号执行进行了并行化。然后使用异步的约束求解策略解决了符号执行在等待约束求解时的资源浪费问题。并且针对并行符号执行系统的特性,设计了一种自适应负载均衡策略。最后采用了全局变量重构策略解决了一些漏洞需要获得符号执行树的整体视图而造成的漏报问题。本文基于该方法构建了工具P-Mythril QL且在第三方智能合约数据集上进行评估,实验结果表明,使用P-Mythril QL在多核情况下检测速度相较于Mythril QL提升了2到3倍。

关键词： 长安链   招投标   授权访问   智能合约  

摘要： 在政府采购及企业事业单位采购中,招投标作为一种关键的商业活动,对激发市场竞争力及维护交易公正性发挥着至关重要的作用。加强招投标流程的监管,不仅可以优化营商环境,还是确保企业间公正竞争的核心手段。目前招投标平台大多数采用中心化架构,数据易被篡改,不可追溯,导致招投标领域面临信息不对称、腐败和舞弊、资格审查不严格等问题,从而使得中标结果可信性不足。随着招投标数据的不断增加,区块链技术在多模态数据大规模存储和可信验证查询速率上存在瓶颈。针对招投标行业的现状及挑战,本文开发了基于长安链(Chain Maker)的可信招投标管理系统,并对区块链网络的存储模式及可信验证查询做出优化,有效提高系统的存储规模与查询性能。主要研究内容概述如下: (1)设计并实现了数据分布式存储、数据可追溯、防篡改的招投标管理系统。首先,以实际的招投标业务开展为背景,从现实中遇到的问题出发,进行了系统的需求分析,确立了整体架构,并设计了业务流程。其次,按照功能模块对系统进行了细致的设计和开发,实现了从投标准备到最终评标的全流程数字化记录,提高了数据的可追溯性。最后,对系统进行了全面的功能测试和性能测试。测试结果表明,系统不仅在功能上满足了预期目标,而且在性能上也表现出色,能够处理大量的数据并保持高效的响应速度,满足招投标业务管理的需要。 (2)提出了PB级多模态数据存储方案。为了更好地留痕招标过程中的数据,对账本的存储方式进行了优化。将大容量数据分成多个小块存储在云存储服务器上,计算分片的哈希值并形成根哈希,最后将根哈希和其他元数据(如文件类型、存储时间、版本等)提交到区块链上进行存储和验证,实现了文本、图片、视频、文件等PB级多模态数据的链上存储。 (3)提出了高效的可信验证查询方案。采用数据库与默克尔树(Merkle Tree)相结合的方法来增强区块链招投标管理系统的数据验证能力。Merkle Tree的根节点,作为一种可信因子,被包含在区块的元数据中。这种设计使得每次查询都可以通过默克尔树根(Merkle Tree Roots)进行验证,从而确保了交易记录的准确性和可靠性。通过将Merkle Tree Roots作为验证查询的可信因子,系统能够快速地验证查询结果的正确性,而无需检查整个数据集,这大大提高了查询和验证的效率。