基于区块链的数据溯源可信查询方法

针对区块链数据溯源系统中轻节点验证溯源信息时面临的存储问题,引入一种优化Merkle树动态追加性能的数据结构Merkle山脉(Merkle mountain range,MMR),将区块链上完整的区块头存入MMR;提出一种溯源数据高效可信的验证方法,降低了区块包含证明所需信息的大小.在此基础上,设计了一种基于区块链的数...     

一种面向区块链溯源的高效查询方法

针对现有区块链溯源系统查询效率较低以及引入外部数据库会面临数据篡改的风险问题，提出了一种面向区块链溯源的高效查询方法。首先结合布隆过滤器与Merkle树提出BMerkle树，进而形成一种新的区块结构，以便快速检索交易是否存在，同时查找存在交易的具体内容。然后在区块链外部添加索引构建一种优化的跳表结构hot_skiplist，可实现区块的快速定位；基于区块访问次数动态调整索引层级，进一步提高访问次数频繁区块的查询效率。最后通过实验验证了该方法能在保证区块链数据不可篡改的情况下有效提高溯源查询效率。     

基于联盟链的微电网身份认证协议

目前，微电网电力交易存在着身份认证协议不安全、交易中心化、数据无法追踪溯源、节点之间缺乏共识等问题，而区块链具有分布式存储、去中心化、数据不可篡改等优势.为此，基于联盟链的微电网身份认证协议，将区块链应用于微电网的身份认证以解决上述问题.首先，使用零知识证明解决了新节点的身份认证问题.其次，将其ID写入Merkle树并在整个联盟链中广播，利用区块链可以保证数据不被篡改的原理确保了数据的安全性和可追溯性，解决了传统电力交易的中心化、数据存储不安全、电力交易无法追踪溯源等问题.最后，凭借着瑞波共识协议所具有的安全高效的优势有效地解决了节点之间的共识问题.通过方案对比可知：该方案采用的零知识证明在身份认证中具有计算开销小及瑞波共识机制算法具备共识速率快的优点.经过安全性分析及性能分析可知：该方案在解决微电网的身份认证安全性问题的同时又能保证节点的运行性能最优.     

基于区块链的消息中间件技术研究

消息中间件是实现信息系统信息共享的基础设施,传统的消息中间件通常采用集中服务的方式实现,依赖于可信的消息中心。区块链可以实现去中心化的数据一致性,并确保信息不可篡改。由此,本文基于区块链设计了一种消息中间件架构,可以实现去中心化的信息共享,保护用户的数据隐私。     

牌类游戏可信存证链系统

目前，市面上棋牌类游戏的信任问题一直得不到有效解决，外挂等作弊手段层出不穷.为此，基于当下区块链去中心化、防篡改的特点提出了一种牌类游戏防作弊方法.通过API接入玩家的牌面信息，使用Huffman Merkle Hash tree （HuffMHT）算法对牌面信息进行数据压缩，采用多种加密算法对压缩后的数据进行加密，并编写智能合约将加密信息锚定在区块链上.任何人只需对比区块链上的发牌信息和出牌信息即可发现是否作弊.实验结果表明，该方法能有效解决牌类游戏的信任问题，确保牌类游戏的安全.     

匿名可追溯的区块链数据交易方案

为解决区块链数据交易中用户身份等隐私数据泄露问题,提出一种基于联盟链和群签名的数据资产交易方案。采用联盟链节点准入机制实现注册用户的身份认证,引入可链接群签名技术实现用户交易的匿名性和交易记录的可追溯性,通过智能合约正确执行链上数据公平交换策略。最后对所提出的方案进行理论分析和仿真实验,表明该方案可以实现更加安全高效的去中心化数据交易。     

异构联盟系统中基于二层区块链的用户信任协商模型

为打破传统孤立、分散的系统形成的"信息孤岛"效应,确保异构联盟系统中用户相关信息的可信性和安全性,针对异构联盟系统中提出了一种基于二层区块链的用户信任协商模型.该模型借助区块链技术对用户行为数据进行防篡改保护,形成用户行为数据区块链(第1层区块链);以这些行为数据为基础,计算出用户的信任值,形成用户信任区块链(第2层区块链).通过仿真实验及安全性分析可知,区块链的特征能够识别出恶意用户和恶意联盟系统.表明该模型能实现用户行为、信任值不可篡改及信任信息在联盟系统成员间协商.     

基于可编辑区块链的指纹识别系统

指纹识别系统已广泛应用于门禁、支付、公安等领域。现有系统一般将原始指纹图像或特征存储于数据库,以此对用户的身份进行识别或认证。数据库中的指纹数据存在被盗取或篡改的风险。为解决这一问题,本文提出一种基于可编辑区块链的指纹识别系统。首先搭建私有链环境,实现多节点集群互连,然后计算指纹哈希并将其存储于区块链。为了方便管理员对指纹识别系统中的用户进行更新,本文利用变色龙哈希算法对所构建的私有链区块体中数据计算哈希。拥有变色龙哈希私钥的管理员可对区块体中的信息进行编辑,从而在不改变区块链结构的基础上实现对用户指纹数据的删除或修改。实验表明,所提出的系统具有良好的实时性,且指纹识别准确率高。     

基于区块链的云存储数据完整性验证方案

针对云存储服务数据完整性存在的问题,借鉴目前远程数据完整性验证方案,提出基于区块链的云存储数据完整性验证方案。首先,将完整性证明存储在具有防篡改特性的区块链上,构建了可问责的数据完整性证明;同时以区块链上的智能合约代替第3方审计者对数据进行完整性验证。在验证阶段加入了对数据副本的完整性验证,并强制要求云存储服务存储至少一份数据副本。此外,首次引入第3方仲裁机构,利用可问责的数据完整性证明对恶意的云存储提供商和用户的非法请求进行完整性仲裁。最后经过分析和实验证明该方案是安全的,可行的。     

双共识混合链跨异构域身份认证方案

针对目前基于区块链的身份认证方案存在节点性能损耗严重的问题,提出一种基于双共识混合链的跨异构域身份认证方案。采用多因子分析方法对基于综合性能的Raft共识算法进行优化,实现了对节点综合性能的合理评估;选出综合性能优异的节点作为跨域节点,可避免因跨域节点性能不佳而引起的系统故障。该方案结合实用拜占庭容错共识机制并引入监督节点,增强了认证系统的拜占庭容错能力,解决了因恶意节点导致的域内错误认证问题。利用SM9广播密码算法对认证过程中的通信数据进行加密,实现了系统的双向认证和保密通信,确保了系统的安全性。实验表明：该方案的双共识认证机制相较于单一共识认证机制,具有较强的拜占庭容错能力和较高的吞吐量,不但能使系统更加安全稳定,而且减少了单对单加解密计算操作,降低了系统的计算开销和时间开销。     

多域物联网中基于区块链和权能的访问控制机制

物联网中的数据通常包含大量的隐私信息,为了防止设备协同过程中因越权访问造成隐私数据泄露的问题,针对多域物联网设备协同场景提出了一套访问控制机制.将分布式的基于权能的访问控制(capability-based access control,CapAC)与区块链技术相结合,设计了存储于区块链的权能令牌以及基于智能合约实现的...     

区块链节点存储优化方案

随着区块链技术的不断发展，区块链中的区块也在不断增加，区块链新节点面临越来越大的区块存储以及较长的区块同步时间等问题.为了解决该问题，提出一种区块链节点存储优化方案.首先分析区块链恶意节点概率并计算每个分片中区块的数量；然后获取区块链节点数量以及分片中编号最大区块被恶意节点攻击的概率，计算出每个分片需要存储的副本数量.经实验分析得到：该优化方案减少了区块链节点约50%的区块存储，并减少节点约22%的同步区块时间.因此，该优化方案不仅减少了区块链的节点存储，还提高了新节点加入区块链的效率.     

基于区块链的综合能源管理系统身份验证方法

为了提高综合能源管理系统的利用率,同时保证用户在能源交易过程中访问账户时不泄露身份信息,提出了一种基于区块链技术的综合能源管理系统框架,并设计了一种特殊的零知识证明的身份验证方法.首先介绍了区块链技术在综合能源管理系统的适用性;然后分析了用户与负荷聚合器进行数据交互的隐私泄露问题,讨论了区块链技术在综合能源管理系统中以...     

基于区块链的图书侵权记录存证平台

针对越来越频繁的音频阅读图书内容对图书构成侵权行为而未能及时有效存证的困境，提出一种以区块链技术对图书版权侵权记录进行自动存证的方案.首先，将网络爬取的音频信息进行处理，与图书内容查重比对后将结果存入私有区块链结构；其次，在基于工作量证明共识的基础上设计实现了复杂度可行的共识算法；最后，结合密码学的摘要信息认证与数字签名验证机制对区块数据进行安全性检查.系统测试结果验证了平台的效率和可靠性.     

基于区块链的河长制水质信息存证系统

针对传统技术面临的数据管理中心化、不公开透明等问题，将区块链技术应用于河长制水质信息管理领域.使用企业级开源框架超级账本技术搭建的河长制水质信息系统将核心水质信息上传至区块链，以实现用户链上信息存证的功能.对于系统中已被非法篡改的水质信息，以验证还原的方式进一步保证数据的安全性和可靠性.实验结果表明：水质信息上链和查询的平均吞吐量达到200 tps以上，最高可达500 tps，符合预期的系统性能要求.