基于多链融合的粮食供应链溯源系统

区块链因具有不可篡改、群体共识、全程可追溯等特点而广泛应用于存证确权、商品溯源、协同共享等应用场景。基于区块链的粮食溯源难点在于粮食从种植、收储、加工、物流所涉及的供应链条比较长，追溯困难，并且同一供应链上企业之间的企业资源计划（enterprise resource planning, ERP）系统并不互通，企业自治ERP系统难以与区块链对接。本文基于联盟链与私有链融合提出了一种多链粮食供应链溯源系统（multi-blockchain food supply chain traceability, MBFST），企业间通过联盟链开展业务协作，企业内部基于私有链记录信息流转；设计了私有链与联盟链的跨链交互协议，根据溯源ID实现联盟链与私有链的交互与映射；通过私有数据集合等数据隔离机制，确保供应链企业私有数据的隐私保护。通过对原型系统的设计与实现，结果显示，MBFST能够实现粮食供应链企业间的全链条精准溯源，确保链上链下溯源信息的全程可追溯；通过Hyperledger Fabric的Node-SDK对系统的性能和吞吐量进行测试，实验结果显示，MBFST在压力测试中查询每秒事务处理量（tr...     

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.     

一种基于权益代表的可扩展共识协议

区块链系统在去中心化、安全性和可扩展性达到动态平衡的难点在于高效共识机制的设计.为解决现有区块链系统中共识机制面临的安全与性能的瓶颈问题，提出了一种基于权益代表的可扩展共识协议（delegate-based scalable consensus protocol，DSCP）.首先，DSCP采用分区并行共识方式来构建高性能和可拓展的区块链，并通过代理机制生成全网认可的共识区块；其次，为了提高网络分区速度和分区内的共识性能，提出了基于可验证随机函数（verifiable random function，VRF）算法的网络节点快速分区机制，设计了基于投票的分区共识算法（voting-based consensus protocol，VCP）；最后，提出了新的激励和押金机制，以增强DSCP协议的安全性.实验分析表明：与现有的区块链共识协议相比，DSCP有着良好的性能优势.     

基于区块链的精准扶贫数据保护方案

针对目前数据管理中普遍存在的中心化存储、防篡改性弱、可追溯性差、缺乏安全有效的共享渠道等问题,借助区块链技术的去中心化、不可篡改等特性研究了一种基于区块链的精准扶贫数据保护方案。以个人档案的形式记录扶贫数据,依托智能合约和星际文件系统等技术使数据以数字档案形式进行新增、更新、验证、共享。将公有链和联盟链结合,以锚定数据快照信息的方式保障数据的安全性。在智能合约构建过程中,采用安全多方计算（secure multi-party computation,SMPC）技术增强合约的执行安全性,解决资金转账等敏感问题。改进Raft共识算法,将各节点的性能、可靠性、地区影响力等维度作为综合性能,设计基于节点综合性能的Raft共识算法,解决数据存储和数据处理效率的问题。利用Postman、JMeter等工具对系统的存证、吞吐量进行测试,所得结果能满足系统的需求。     

基于区块链的高校校际联盟图书资源共享系统

针对高校图书馆资源共享建设中存在的信息孤岛、重复建设、资源利用率低等问题，提出基于区块链技术构建校际联盟图书资源共享系统，通过智能合约定制校校双方、多方之间灵活多变的图书租借策略，周期性完成租借清算；通过API接口与校内图书管理系统进行无缝对接，实现链上租借流程的自动化和可追溯。该系统利用区块链技术的信任构建优势，完善高校图书馆之间的共享模式，提高了图书资源利用的边际效应，可有效激发高校图书共享的内生动力。     

基于区块链的物联网节点位置隐私保护模型

物联网正在改变消费者的行为和业务流程.针对物联网设备的信息隐私及安全问题，提出基于区块链技术的物联网设备位置信息保护模型.该模型首先借助区块链技术将记录设备标识，保证物联网设备信息不可篡改；然后基于白名单技术实现分布式哈希表网络，并对设备位置信息进行异或处理以隐藏物联网的网络拓扑，保护物联网设备的位置信息；最后根据k-匿名算法泛化数据的敏感属性为用户提供区域信息统计服务.实验结果证明该模型可以有效隐藏设备位置信息，同时能够提供定制的区域统计服务并且保护用户信息安全.     

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据溯源系统的方案,将数据溯源所需的通用模块封装起来,通过接口开放给溯源应用调用。该方案只需轻节点存储一个最新区块的信息,就可以有效地验证溯源信息是否存在于区块链上。     

物联网中区块链技术的应用与挑战

随着物联网技术的快速发展和广泛应用，分布式网络环境下的身份验证、数据隐私、网络安全等问题变得更加重要，而这些问题可以通过引入区块链技术来得到有效解决.该文简述了区块链的基本概念，介绍了区块链在物联网中的应用场景，并对当前一些相关工作的成果进行了综述；介绍了针对物联网场景下区块链底层技术的研究以及区块链物联网所面临的问题与挑战，希望能对未来区块链物联网的研究有一定的参考价值.     

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.     

区块链在科技保险中的创新应用

【目的】为推动科技保险业务流程和商业模式转变，根据区块链的技术特点，研究探讨区块链在科技保险领域中的创新场景应用。【方法】搭建基于区块链的保险平台架构，借助区块链的去中心化、公开透明、非对称加密、不可篡改的技术特性，协同连接政府、金融机构、保险公司、科技企业等市场主体，切入科技保险的各应用场景。【结果】区块链将推进科技保险各节点数据多维度交叉验证，提升保险信任，促进定制化保险产品开发，自动化理赔流程，提高监管效率。【结论】区块链将对保险价值链的分销、定价、承销、风险模型、理赔和再保险等诸多环节产生深远的影响，但是目前区块链技术与保险行业的渗透结合仍处于探索阶段，社会级别的大规模应用实践仍然不足。     

交易数据全生命周期区块链隐私保护评估方法

针对区块链与传统信息系统之间的差异,提出一种面向区块链交易数据全生命周期的隐私保护评估方法,从交易数据的发布、共识、存储和应用等方面分析区块链隐私泄露风险和隐私保护方法,建立区块链隐私保护评估指标体系;使用层次分析法与成对比较法相结合的动态指标权重分配方法进行指标相对重要性决策与权重计算;综合隐私保护强度、交易数据可用性和隐私保护技术性能3个维度来计算区块链隐私保护相关能力得分。经分析表明该方法能够实现对区块链隐私保护水平的综合性评估。     

基于区块链的电子仓单可信存储技术

电子仓单是供应链物流流转过程中的重要凭证，电子仓单及其背后的仓储过程信息必须是可信且不可修改的，而传统数据库技术无法有效解决这一问题.针对仓储物流中物联网的特点，利用区块链技术设计了区块链系统以存储电子仓单及相关物联网信息的总体框架，并设计了基于信誉度的共识算法.基于Bitcoin源码设计了可以存储各种信息以及适合交易运算的底层区块存储系统，并且设计了可以交易电子仓单以及存储仓储信息的交易算法.实验证明了该系统的有效性和可行性.     

基于承诺方案的去中心化可信众包平台设计与实现

为去除传统众包对第三方中心机构的依赖，同时保障众包任务的公平分配和结果的可信提交，提出了一种基于区块链智能合约的可信众包平台设计方案。首先提出了一种基于承诺的两阶段提交机制，并将其运用至接包者的数据提交过程中，以解决区块链上的数据透明度问题，使接包者之间无法相互窃取数据；其次设计了一种无偏随机选择算法，从分散的接包者池中选择相对独立的接包者，杜绝了接包者之间可能的串谋；最后通过模拟选人实验和以太坊上原型系统的实现，验证了选人算法的随机性和整体方案的可行性。     

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。     

基于信誉投票的PBFT改进方案

区块链作为一种去中心化、防篡改的分布式账本,其性能从根本上受共识机制效率的影响。实用拜占庭容错算法以视图切换随机选取主节点的方式会导致安全问题,且在节点较多时共识效率变低。针对这两个问题,提出了基于信誉投票的PBFT改进方案。根据节点划分机制评估节点的可靠性,动态地选取高信誉值节点来参与共识,降低恶意节点成为共识节点的概率,增加系统的安全性;根据节点状态转移机制转换节点的角色,维持系统的正确运行,提高系统的稳定性。将所提方案与PBFT方案进行对比实验的结果表明：在系统长期运行中,所提方案能减少共识过程中的拜占庭节点和通信开销,提高容错率和吞吐量。     

可审计且可追踪的区块链匿名交易方案

近年来随着对区块链交易隐私保护的加强,审计区块链交易和追踪非法交易者身份变得更加困难。为此,提出可审计且可追踪的区块链匿名交易方案。利用Elgamal加密、数字签名和改进的隐地址等技术来实现交易内容、交易发送方身份和交易接收方身份三方面的隐私保护。引入审计方和监管方两个角色以实现权力分配,当审计方审计到交易双方存在非法交易时,向监管方发送带有签名的追踪身份请求。签名验证通过后,监管方可利用收到的追踪密钥和个人的监管密钥追踪到交易双方的身份。该方案实现了交易的匿名性、可审计性和身份的可追踪性。仿真实验结果表明该方案的审计效率较高。