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。     

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。     

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.     

基于区块链和人脸识别的双因子身份认证模型

区块链的核心特征就是去中心化和非实名化,因此区块链技术很适合应用于身份认证的场景.首先,阐述了身份认证和区块链的发展历史和原理;其次,指出了传统身份认证机制中由于中心化存储而存在的安全性问题,并针对问题提出了基于区块链和人脸识别的双因子身份认证模型,对模型的参与方和组件进行了定义及描述,详细介绍了该模型涉及的各操作的具体流程;最后,通过模拟攻击与抵抗分析证明了模型的安全性,通过效率及存储分析证明了模型的可用性.     

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。     

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.     

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...     

基于区块链的防电话骚扰欺诈模型

为了防止电话骚扰和诈骗现象的发生,提出了基于区块链的防电话骚扰欺诈模型.该模型具有中心化、透明性、信息不可篡改性、匿名性、历史可追溯性等特点,它将参与者在区块链上进行分工,并用联盟链和混合共识机制算法实现了安全而高效的数据存储和共享.此外,通过对比现有防电话骚扰诈骗研究存在的问题,分析了本模型的优势和影响.     

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。     

基于联盟链的医疗数据安全共享方案

基于区块链的医疗数据共享方案并未从时间维度进行访问控制。为解决这一问题，提出了一个基于联盟链的具有时间维度的医疗数据安全共享方案。首先，用云存储器存储医疗数据密文，以联盟链存储元数据，能实现医疗数据的安全存储与共享；其次，将智能合约和密文策略属性加密（ciphertext-policy attribute-based encryption，CP-ABE）技术相结合，设计数据安全共享协议，实现具有时间维度的细粒度访问控制。安全性分析及实验结果表明，该方案可以在安全存储医疗数据的同时实现具有时间维度的细粒度访问控制。     

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。     

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其特有的优势——可追溯性、开放性、匿名性等解决信任问题,用区块记录所有交互信息;最后根据零知识证明方法建立用户生物信息和用户存储信息之间的联系,实现了自动、安全、可信的身份验证模式。     

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.     

智能生态网络:知识驱动的未来价值互联网基础设施

未来互联网内容知识化、知识价值化、价值网络化、网络生态化、生态智能化的发展趋势已经越来越显著.针对传统IP互联网架构僵化、内容感知能力弱、多构架/多网络融合能力差、控制调度灵活性低、内生安全与信任维护机制缺失、服务质量模式单一、评价指标及方法落后等不足，创新性地提出智能生态网络（intelligent eco networking，IEN）.IEN基于虚拟化、可编程设备、软硬结合的技术路线，改进信息中心网络构架构，综合分布式人工智能分析决策与区块链共识计算技术，考量存储、计算与带宽网络资源成本/效益指标，构建层次化、智能化、语义化的新型智联网络构架.IEN向后兼容IP协议，向前演进面向跨域、边缘重点场景的命名（或标识）与IP融合异质计算寻址的多模态网络协议，叠加内容、身份鉴授权与多方可信激励机制，增强网络资源分配模型和优化评价体系.通过内容语义检测与身份可信鉴授权，IEN能坚持安全可控与开放包容并重，旨在形成一个高扩展、动态适应、多目标优化的网络基础设施，砥砺探索新一代产业化、经济化、生态化未来互联网，奠定一个开放与共享、协同互惠的智能生态网络.