关键词： 区块链   智能合约   去中心化  

摘要： 2016年12月,在微软纽约总部举行了"首届智能合约专题研讨会",来自区块链领域的企业和专家聚在一起讨论了智能合约在2017年以及更远的未来颠覆现状的各种方式,并正式发布智能合约白皮书。然而智能合约技术是否真的已然成熟,在我国现有背景下可以完全的去中心化自动执行,以及能否实现智能合约的自洽,让我们通过对智能合约的介绍以进一步讨论。

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： 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： 区块链   国际贸易   模式创新   智能合约  

摘要： 区块链去中心化、 去信任、 不可篡改等特性为国际贸易业务的革新提供了新的理念.首先介绍了区块链的发展现状和在智能合约与数字资产中的应用;从信息流、 货物流、 资金流角度分析了传统国际贸易业务中存在的问题;设计了基于区块链的国际贸易业务模式创新框架;就国际贸易履约、 监管、 货物信息、 物权转移和支付结算等方面提出了具体的创新模式;最后总结了区块链应用于国际贸易业务中将会带来的影响和面临的挑战.

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： 网络互助平台   区块链   相互保险   智能合约  

摘要： 在“互联网+”的快速发展进程中,2016年网络互助遍地开花,受到越来越多专家学者和普通百姓的关注和期待。而区块链技术,被认为具有颠覆性的最新技术,其去中心化、不可篡改、公开透明等技术特性,与网络互助的发展需求天然匹配,二者的结合将会促进网络互助更好地发展壮大,推动区块链技术更快地落地实施。本文基于目前网络互助平台能产生积极社会效应、但是目前自身发展遇到较大瓶颈,而且外部面临较大的监管压力,提出基于区块链技术来构建网络互助平台,即发展“区块链+”网络互助平台,以解决自身发展瓶颈,积极应对监管问题,更好地发挥网络互助的积极社会效应。文章还对“区块链+”网络互助模式的平台的发展模式的可行性进行了全面的论证,并构建了“区块链+”网络互助的实现方案,希望为未来网络互助平台的发展提供新的思路和借鉴。因此本文的研究可以为网络互助平台内部优化,以及发展路径选择做参考。同时为更多的中低收入群体谋求风险分散和损失减少的路径,完善和丰富我国保险业的广度和深度,同时也为我国社会保障事业的发展提供新思路。本文首先对网络互助平台进行了概述。从网络互助平台的特征、目前的发展模式、以及相对对传统相互保险的优势和已经产生的积极社会效应;随后分析网络互助平台目前发展遇到的发展瓶颈和外部监管压力。接着详细介绍了区块链技术的应用。从区块链的概念、技术特点,以及区块链技术应用于金融和保险领域的设想和区块链的成功应用案例----以太坊。再接下来全面分析了区块链应用到网络互助平台的可行性。从理论和技术的角度分析“区块链+”网络互助是有效并可实现的。最后构建了“区块链+”网络互助平台的实现方案。植入区块链技术后的网络互助更加专业、透明、可信赖。从而验证了基于区块链的网络互助平台可以解决当前的问题获得更好地发展。

关键词： 区块链技术   金融领域   去中心化   智能合约  

摘要： 区块链技术是一种颠覆性的技术创新,依托数学和密码学的分布式算法,建立无需任何第三方中心介入即可使各交易方达成共识的信任机制,以较低的成本保证了价值和信任的可靠传递。目前区块链技术作为传统金融的颠覆者广泛渗透入金融业。本文首先描述了区块链技术发展的背景和国内外发展规模,然后从概念和特点两个方面研究了区块链技术的内涵,之后分析了区块链技术在金融领域的应用主要从银行业、保险业和证券业三个角度应用案例进行研究,最后提出了区块链技术发展到目前所处阶段存在的问题以及未来发展的建议。

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   电力余量交易   公平性  

摘要： 区块链技术发展十分迅速,作为去中心化的分布式技术,已成为目前最有潜力的互联网应用之一,区块链技术在能源互联网中的应用也受到广泛关注。在电力网络交易模式中,各个分布式电源加入区块链网络,去中心化分布式的网络架构中传递交易信息,通过智能合约完成交易逻辑决策;并且电力余量交易平台强调信息交互、快速决策,这可以借助区块链技术保证各个主体之间相互信任、信息交互安全。因此研究基于区块链的电力交易平台具有重要研究价值。本文以电力余量交易为研究背景,主要研究区块链技术在能源互联网中的应用,设计了基于区块链的电力交易平台,利用以太坊智能合约实现电力交易业务设计了基于区块链的电力安全余量交易机制,主要开展了以下工作:(1)本文以以太坊架构为基础,设计了基于区块链的电力余量交易平台。首先研究了以太坊智能合约的整个运行原理,以太坊中区块结构、数据信息传递过程以及共识机制,分析了以太坊智能合约的部署和交互机制。然后描述了余量电力的具体交易模式,对电力余量的市场交易周期进行深入分析,设计了单笔电力交易具体流程;最后利用智能合约技术,根据电力交易流程提出了电力余量交易业务合约。(2)基于设计的电力交易平台,针对在电力余量交易平台中交易中心与余量交易用户之间存在信息不对称,难以保证交易的公平性,影响生产型消费者的实际收益的问题,本文利用区块链构建了一个电力余量公平交易机制。首先分析了电力余量市场的交易机制,然后设计了基于区块链技术的多方投标竞价电能资源的智能合约,完成了去中心化的电力交易决策,确保电能交易过程中信息对称、公平公开。同时通过分析用户近期的交易记录建立了信誉度模型,设计了相应的惩罚机制,加强了对线下点对点电力交易执行的约束。最后对基于区块链智能合约的电力余量公平交易机制进行了仿真测试,性能达到了设计效果。

关键词： 数据发布   区块链   智能合约   近似重复检测   计数型布隆过滤器  

摘要： 随着数字社会的不断发展,数据以指数级的速度增长,数据发布已成为一种十分重要的数据基础服务。然而,传统的数据发布方案面临着数据安全和数据去重方面的新挑战。一方面,数据发布一般依赖可信第三方并且采用中心化的服务器存储数据。可信第三方存在单点故障或遭受内/外部攻击等问题,同时中心化服务器易出现软硬件故障或系统管理员有意或无意地操作而使数据易被篡改甚至删除,使数据的安全性受到威胁。另一方面,传统的数据发布方案均不支持近似重复数据检测机制,易将近似重复的数据进行多次存储,这将增大数据的存储负担。因此,如何在两方或多方之间可信且安全的进行数据发布是一个亟待解决的问题。针对数据发布面临的数据安全与数据去重问题,区块链作为一种去中心化的分布式账本技术,利用其去中心化、数据防篡改以及可追溯的性质可以为数据发布提供新的技术途径。本论文主要解决数据发布中的数据安全与数据去重问题,基于区块链技术和收敛加密技术,我们提出了一个基于区块链的可信数据发布方案。主要研究成果已被国际学术期刊Journal of Internet Technology(SCI源刊,影响因子:1.930)录用。本论文的主要贡献如下:(1)我们提出了一个基于区块链的可信数据发布方案。该方案具有以下优势:首先,利用区块链网络存储元数据信息,可以防篡改和删除,永久保存数据发布记录。利用收敛加密技术可以保护发布数据的机密性,并且方案中单个数据加密的密钥被泄露而不会影响其他数据的安全性。其次,为了解决发布数据时的数据去重问题,本方案构造了一个两层近似重复数据检测算法。其中利用基于非对称极值的分块技术将数据分块,然后利用布隆过滤器生成数据标签,最后根据数据标签相似度检测近似重复的数据,使得我们的方案可以节约存储开销,避免近似重复数据被多次存储。(2)根据本论文提出的基于区块链的可信数据发布方案,我们设计并实现了一个基于区块链的学术平台服务系统。基于PyCrypto库和EthereumJS TestRPC客户端,在Linux环境下搭建了一套基于以太坊的私有区块链网络。并利用MongoDB搭建数据存储中心来模拟云服务网络。我们对该系统进行了前端和后端的实现,提供Web界面供用户操作,其实现的功能如下:首先,该系统可以实现元数据的永久性存储与全文数据的完整性验证。其次,利用智能合约设计了一种学术积分机制,实现了对学术发布行为的公平奖惩制度,有效处理学术不端行为。最后,提供对数据进行发布、查询、下载等功能。本系统的建立及其设计方法已申请发明专利。