智能合约设计模式

针对以太坊Solidity语言智能合约设计问题,在研究开源合约程序的基础之上识别了面向智能合约的六种设计模式,包括访问约束、状态机、前置条件、后置条件、紧急制动和代理。面向智能合约的设计模式有益于提升合约代码可读性,降低合约语言学习难度,也是提高区块链合约代码审计效率的途径。     

基于深度学习的智能合约漏洞检测方法

以太坊是当下最流行的区块链平台之一,目前已部署数千万个智能合约,控制了价值数千亿美元的以太坊加密货币。由智能合约漏洞引起的安全事件层出不穷,资金损失尤为严重。针对当前智能合约漏洞检测率较低、检测性能不足的问题,提出了基于深度学习的智能合约漏洞检测方法。编译以太坊智能合约源码,解析其对应的字节码得到操作码数据流,根据以太坊黄皮书中操作码与16进制数的对应关系构建字典,将操作码数据流转化为用16进制数表示的操作码序列。通过对操作码序列进行分析,设计循环神经网络、长短期记忆神经网络和卷积神经网络-长短期记忆神经网络3种不同的深度学习网络结构进行漏洞检测。在真实环境中采集了47 527个智能合约,针对智能合约6种漏洞的检测,卷积神经网络-长短期记忆神经网络模型的Macro-F1达到了82.1%。大量的实验结果表明,所提出的模型和方法可实现高效的智能合约漏洞检测。     

基于深度学习的智能合约漏洞检测方法综述

智能合约是区块链三大特点之一,也是区块链具有应用价值和灵活性的领域.本质上,智能合约是一段用特定脚本语言实现的代码,不可避免地存在安全漏洞风险.如何及时准确地检查出各种智能合约的漏洞,就成为区块链安全研究的重点和热点.为了检测智能合约漏洞,研究者提出了各种分析方法,包括符号执行、形式化验证和模糊测试等.随着人工智能技术的快速发展,越来越多基于深度学习的方法被提出,并且在多个研究领域取得了很好的效果.目前,针对基于深度学习的智能合约漏洞检测方法并没有被详细地调查和分析.本文首先简要介绍了智能合约的概念以及智能合约漏洞相关的安全事件;然后对基于深度学习的方法中常用的智能合约特征进行分析;同时对智能合约漏洞检测中常用的深度学习模型进行描述.此外,为了进一步推动基于深度学习的智能合约漏洞检测方法的研究,本文将近年来基于深度学习的智能合约漏洞检测方法根据其特征提取形式进行了总结分类,从文本处理、静态分析和图像处理3个角度进行了分析介绍;最后,总结了该领域面临的挑战和未来的研究方向.     

以太坊庞氏骗局的类型分析与识别方法

随着区块链投资领域投资者的增多,隐藏在智能合约中的庞氏骗局的影响也愈发恶劣。目前虽然有一些研究人员已经开始关注区块链上的庞氏骗局问题,但大部分还是停留在检测的层面上。将在现有的以太坊庞氏骗局检测方法的基础上进行进一步的研究,提出一种新颖的以太坊庞氏骗局类型识别方法。该方法基于智能合约的源代码和交易记录,通过分析提取关键词,将关键词与待测合约的源代码进行匹配,再结合交易记录的逻辑,进行二次分析,从而判断该合约属于哪一种骗局类型。在以太坊真实数据集上的实验表明：该方法的分类结果与人工分类的结果相比,分类准确率可以达到80%。研究有助于研究人员和投资者更加深入的了解以太坊智能合约庞氏骗局的本质。     

区块链交易安全问题研究

区块链技术提出了去中心化的分布式账本,改变了原有的交易模式.然而新模式的出现和发展带来了许多交易安全问题,严重威胁用户资产安全.首先对区块链交易进行简要概述,再重点研究分析区块链交易的安全问题,包括攻击、骗局、账户行为、私钥泄露和智能合约漏洞等,接着,从交易记录异常检测、地址异常检测、智能合约检测、行为异常检测以及智能...     

区块链发票生态链的应用

2008年,中本聪发表了一篇《比特币:一种点对点的电子现金系统》的论文,此后区块链在全球掀起了一场信用革命。从比特币的诞生到各种代币的快速生长,从以太坊为代表的智能合约的兴起,到区块链+场景的不断涌现,区块链以其去中心化、数据不可篡改、可追溯和智能合约等安全可信的独特优势被越来越多的人认同和接受。发票领域因其超大规模和超限共识的特点天然成为区块链技术解决的领域之一,也必将成为"区块链+场景"的潜力应用之一。     

一种优化的智能合约模版生成方法

针对业务流程智能合约部署到以太坊时Gas成本消耗问题,设计了一种优化的业务流程智能合约模版生成方法.通过将业务流程BPMN模型扩展为Petri网后,利用Petri网的化简规则进行化简,找出BPMN模型中可以视为融判任务的节点组合后,对原业务流程BPMN模型进行化简.提出一种BPMN模型到Solidity智能合约代码的映射规则,将化简后的业务流程BPMN模型翻译为优化的智能合约模版.经过以太坊部署测试,验证了优化的智能合约模版能够降低智能合约部署时的Gas消耗.     

基于区块链的流媒体文件分享系统设计

区块链及其一系列产物:数字货币、智能合约等引发了全球范围的技术和社会变革.它的去中心化、数据不可篡改等特征被认为能够解决复杂的知识产权的权属认定、流转等问题.与此同时,层出不穷的流媒体侵权事件凸显出流媒体版权保护存在诸多问题.针对这些问题,本课题结合以太坊区块链、星际文件系统、流媒体和前端技术,提出基于区块链的流媒体文件分享方法和版权保护方法,设计开发一种更加保护创作者权益的流媒体文件分享系统.     

区块链技术

区块链技术源于比特币系统的底层框架,是具备去中心化、去信任化、集体维护、时序数据、可编程和不可篡改等特点的分布式存储方案,对于金融领域乃至整个宏观社会系统具有重大历史意义.区块链是由一些已经成熟的技术整合而成,数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层构成了区块链底层基础架构.区块链目前主要有公有链、联盟链及私有链3类,主流开发平台有以太坊和超级账本.本文从区块链技术定义概述出发,介绍了区块链底层基础架构,阐述了各层架构中应用的核心技术,归纳了区块链主要类别以及相应类型下的区块链应用底层开发平台,最后列举了区块链技术当下面临的主要问题,希望能够为相关研究和学习提供参考.     

基于联盟区块链和IPFS的音乐共享模型

提出一种基于联盟区块链技术和星际文件系统(IPFS)的去中心化音乐共享模型.利用区块链去中心化、不可篡改等特点,结合IPFS共同维护音乐数据的分布式可靠存储,并在联盟链场景下搭建节点进行数据验证,采用以太坊PoA共识机制避免算力挖矿,以减少全网节点共识时间,通过设计智能合约实现了安全、透明的音乐数据存储和共享.对区块链交易处理效率进行实验测试,结果表明,当出块时间为100 s时,系统吞吐量为311笔/s,具有较高的运行效率.     

峰谷电价激励下基于智能合约的企业用电效益研究

目的提出一种基于区块链的分布式企业用电策略,在峰谷差异化定价前提下最大化降低企业用电成本。方法首先,利用区块链与智能合约技术,给出企业社区化交易P2P模型与智能合约。其次,结合某中型制药企业一年用电数据,基于峰谷电价和储能技术,建立削减用电成本的数学模型,利用深度学习框架TensorFlow对模型和数据进行求解,获取年最大成本削减量、最佳电能损耗率。最后,在社区交易P2P模型下,对用电成本进一步优化,并在以太坊中对数据进行仿真和验证。结果与结论在泛在电能互联改革中,区块链技术能更有效地降低企业用电成本,并促进企业参与电网削峰填谷。     

一种基于区块链的房屋租赁应用

为实现房屋租赁的去中心化可信交易,同时保证房屋租赁应用中房源信息的真实性,研究基于区块链的房屋租赁应用。区块链的去中心化以及防篡改特性为房屋租赁应用提供了新的设计思路。针对房源信息真实性的问题,提出物联网+智能合约的房源信息“上链”方案,该方案能够有效保证房源信息的真实性。为实现房屋租赁交易的可信管理,基于比特币交易模型提出一种适用于房屋租赁应用的交易模型,最后利用以太坊平台完成了基于区块链的可信房屋租赁应用的仿真实现。     

基于区块链激励机制的网络谣言举报系统构建

随着网络社交时代的到来,多形态网络谣言信息爆发式增长甚至发酵成为舆情。为了精准、高效地治理跨平台网络谣言,构建网络谣言多元主体共同治理体系,本研究通过分析区块链去中心化、智能合约和时间戳等技术在网络谣言治理方面的优势,针对现有区块链网络谣言防控系统平台单一和防控滞后、治理效率低等问题,构建了基于区块链激励机制的网络谣言举报系统模型。模型通过在以太坊开发框架Truffle下创建了去中心化程序TRUES,利用Solidity语言编写智能合约,设置MetaMask浏览器插件将用户连接到区块链上,构建多用户举报系统模型。测试结果表明,1～2 896个范围内的初始参与者,最终获胜者能在0.5～2.5天内能准确获得虚拟货币奖励。针对复杂类型的多平台网络谣言,本文模型能够支持多用户即时举报,自动高效地执行智能合约且满足全程留痕、高效识别并举报谣言等应用要求。     

区块链关键技术及其应用研究进展

区块链采用密码学、共识算法、点对点通讯等技术构建了分布式的信任基础,实现链上数据的防篡改和可追溯等功能。区块链技术是金融科技领域的重要技术创新,已在数据共享、电子存证、消息溯源等领域应用,与此同时大规模节点通讯引发的性能和可扩展性等问题也限制了区块链应用的进一步发展。本文从区块链基本概念入手,分别对区块链中的关键技术,包括密码学与分布式账本、共识机制、智能合约、可扩展性技术等进行详细分析;介绍了区块链技术的主要应用,并指出区块链技术发展和应用中面临的挑战。     

区块链隐私保护技术研究综述

区块链技术综合了非对称加密体系、分布式计算范式和共识算法以及智能合约等多种技术,是一种"去中心化"的分布式账本,受到了人们的广泛关注.然而,由于其交易记录可以公开访问,分布式账本面临着严重的隐私泄露问题.文章旨在对区块链隐私威胁和保护机制进行全面研究,介绍区块链技术中身份隐私和交易隐私的概念,对区块链现有隐私保护机制进...     

基于区块链技术的学籍管理系统

学籍管理是高校信息化建设的一个关键模块,也是社会认证人才的重要依据.区块链技术的出现为学籍管理系统的改进提供了一种全新的思路.区块链本质上是一种分布式记账技术,其去中心化和不可篡改的特性可以保证学籍信息的安全性和真实性.本文以区块链技术、特别是智能合约在智慧校园中的应用为切入点,提出并设计了一种去中心化的学籍信息管理方案,同时基于Fabric框架开发了一个简单的学籍管理系统原型.     

基于以太坊的格上属性基可搜索加密方案

提出了一种基于以太坊的安全、灵活、高效的格上属性基可搜索加密方案.方案基于格密码体制提出,解决了传统基于双线性配对技术的属性基可搜索加密方案存在的不可抗量子攻击安全问题.方案使用基于以太坊技术的分散存储方法解决了传统云存储系统中单点故障问题,并且方案中数据拥有者代替私钥生成器为用户生成私钥,这避免传统方案由于密钥托管问题造成的密钥滥用以及隐私泄露.采用以太坊的智能合约解决了以往属性基可搜索加密方案中云服务提供商不可信情况下关键字搜索结果的可靠性问题.与传统属性基可搜索加密方案相比,方案不仅可实现对加密关键字的细粒度检索,并且可抵抗量子攻击,增强了方案的安全性.在容错学习问题(learning with errors,LWE)假设下,证明了方案的安全性.     

智能合约在口岸跨境贸易的创新应用研究

智能合约随着近十多年来区块链技术的快速发展而备受关注,它是一种通过信息化传播、验证或执行合同的计算机交易协议,其自动执行可信交易可追溯不可篡改.通过分析区块链智能合约技术及其相关应用案例,提出该技术与跨境贸易业务的结合点,通过智能合约技术,实现跨境贸易成本降低、通关效率提升、口岸监管效率提升、贸易便利化等,同时从技术、...     

基于工业互联网的产品全生命周期信息追溯研究

针对工业互联网产品信息追溯问题,提出一种基于区块链的工业互联网产品追溯系统.首先引入可拓学原理中的转换桥方法解决低层区块链数据采集的表示异构问题;其次采用改进的拜占庭算法建立共识,以此保证区块链节点的一致性;最后以C语言和以太坊geth区块链作为基础,对该区块链追溯系统进行开发,并给出部分信息追溯展示和区块链数据防伪验...     

基于改进拜占庭容错算法的区块链气象数据共享系统

针对气象数据共享程度低、数据获取途径少、中心化程度高等问题,提出一种基于改进拜占庭容错算法的区块链气象数据共享系统(BDMSS)。首先建立了BMDSS的系统框架,并基于该框架设计了系统的智能合约架构和基于共享度的区块链共识机制;其次,为规范BDMSS中的节点行为规范,提出了改进拜占庭容错算法(SD-PBFT)。仿真结果表明,SD-PBFT相对于拜占庭容错算法在带宽开销、吞吐量和时延的系统性能指标上具有更好的表现;最后,作为系统演示,考虑气象数据中的地面观探测资料共享场景,基于以太坊平台,并结合星际文件系统(IPFS)开发BMDSS,并进行初步实现与测试。