混合存储区块链中的时空关键字查询

混合区块链通过链上-链下的存储模式来支持供应链中多方协同的数据可信共享.针对现有时空关键字查询方法预先读取全部链下数据并采用B+树作为索引所导致的效率低下问题,提出一种混合存储区块链中的时空关键字查询方法.首先,设计按属性划分的区块链存储模型,并在区块内和区块间设计B²M-BKM两级索引结构,支持关系型查询的同时高效检索区块数据;其次,设计链上-链下时空关键字查询方法,提升查询效率.最后,在公开数据集上进行实验,验证所提出方法的有效性.     

基于区块链的粮食防伪溯源系统的设计与实现

针对粮食溯源系统的安全问题,传统的中心化存储数据在各企业之间存在着信任问题,消费者在进行溯源查询时同时存在着安全问题。以大米为研究对象,构建粮食供应链溯源模型,搭建基于Hyperledger Fabric的防伪溯源系统,设计数据上链以及查询的智能合约。组织节点添加作物生成编号并关联溯源ID,将二维码、溯源ID与区块链相结合实现防伪溯源,设计本地及链上双存储方式并进行数据校验后返回信息。为保障二维码的安全性,应用改进RSA加密算法生成密钥对,使用公钥加密,私钥解密的形式对溯源ID生成加密二维码,消费者解密时从链上获取私钥对密文解密获取溯源ID。设计小程序并验证改进RSA算法的有效性,将小程序运用在区块链溯源并进行测试应用。测试结果表明,具有防篡改功能的区块链网络与小程序结合可以满足消费者溯源查询的基本需求,可以实现更安全快捷的溯源模式,保障了粮食信息的安全性。     

基于区块链技术的物联网信息记录安全存储

针对物联网系统中存在的信息传输安全和信息记录保护问题,结合区块链和容器技术提出一个物联网节点接入、信息记录安全存储方案,该方案利用区块链技术来保护物联网节点接入、信息记录存储,使物联网节点间信息交互的记录的真实数据保存在链下存储结构中,有效的实现了物联网节点的安全性的提升和降低了恶意攻击后取证溯源的难度.     

区块链多链防伪溯源模型设计与系统实现

为了解决烟草供应链各环节数据海量异构、企业间信息壁垒高筑、追溯数据可信度低、监管乏力等问题，运用超级账本（Hyperledger Fabric）构建烟草区块链多链追溯系统，设计多链数据存储与监管模型，利用多链结构实现追溯数据共享与隐私数据隔离；应用Raft共识算法，制定背书策略，并通过设计智能合约实现消费者追溯及监管部门精准监管；同时开发追溯系统去中心化应用（DAPP），便于用户使用.为验证追溯系统可行性，利用Caliper对区块链多链追溯系统进行性能测试.在网络性能方面，区块链网络吞吐量稳定维持在150 tps；在可信度方面，区块链交易成功率100%；在合约效率方面，写入吞吐量稳定在150 tps，查询最低延时稳定在0.01 s，平均延时0.026 s.结果表明：该系统满足实际应用性能要求，能实现消费者防伪溯源、监管部门精准监管的需求.     

基于区块链的社会化考试成绩安全管理系统

当前成绩安全管理系统中的成绩信息大多数通过中心化服务器进行管理,相关数据存储和各级管理数据库高度绑定,这种绑定特性容易导致数据信息的泄露和篡改等问题,同时也无法有效监管相关人员的操作情况.针对该问题,提出一个基于区块链的社会化考试成绩安全管理系统.该系统通过P2P网络和区块链技术,利用同态加密对成绩数据进行加密并存储到IPFS中;数据查询时将关键字进行同态加密后发送到区块链中,对密文数据进行检索,并将查询结果返回给用户.P2P网络和区块链技术可以保证成绩管理系统中数据信息的真实性和有效性,实现成绩管理系统的安全可靠,从而保证社会化考试的公平公正.     

基于区块链技术的中药材质量安全溯源系统设计

中药材生产流通过程复杂,生产种植环节的数据造假,流通销售的信息不对称,政府职能部门监管不到位等问题都可能直接影响中药材的质量安全.为此,提出结合数字签名,智能合约和拜占庭容错等区块链底层技术构建中药材质量安全溯源系统.通过分析中药材行业各个实体间不同的业务流程和需求,建立合理可靠的信息传递和追溯模型.采用区块链技术构建的中药材溯源系统不仅能对中药材从种子育苗、种植、加工、流通到交易5大环节的监管记录,还可以实现中药材从源头到消费者的全程溯源,从而保证了药材的质量安全,促进中药行业的健康发展.通过结合区块链技术的溯源系统不仅解决了传统的溯源系统存在的中心化严重,数据可信度低和存储不安全等问题,还具备可信度高、自治性强、信息无法篡改等优点.     

基于区块链的农产品可信检测数据存储方法

针对现阶段农产品质量检测数据的可信存取,以及数据的高吞吐量、低事务处理延时问题。本文提出了一种基于区块链的农产品可信检测数据链上链下分类存储方法。首先根据区块链的去中心化、不可篡改、带时间戳特性,将敏感的小文件检测数据存储在区块链,为其提供存储授信支持;其次将非敏感的大文件数据存储至链下数据库,从而缓解将整个检测记录链上存储所带来数据的高吞吐量;最后利用布隆过滤器的哈希函数快速判断查询元素是否在指定数据集中,来提高链上检测数据的查询效率。为了验证该方法的查询效率,本文比较了在同一区块链数据存储环境下的有或者无布隆过滤器的两套实验方案。结果表明,前者的链上数据查询速度要高于后者,因此,本文提出的方法能够为农业产品检测数据提供一个有效、可信的存取途径。     

基于CITA区块链的纠删码分片存储实现

O (n) O (1)摘要:区块链系统采用全复制的数据存储机制,为每个节点保留整个区块链的完整副本,系统扩展性差.同时由于区块链系统中拜占庭节点的存在,导致传统分布式系统中使用的分片方案不能被直接应用于区块链系统中.本文结合纠删码和拜占庭容错算法,使每个区块的存储消耗由降到,增强了系统的可扩展性.本文还提出了对区块数据进行划分的方法,在降低存储冗余的同时减小对查询效率的影响.提出了无需网络通信的编码块存储方法,降低了系统存储和通信开销.还提出了区块链节点加入和退出的动态重编码方法,既保证系统的稳定性,又降低了系统重编码开销.最后,在开源区块链系统CITA上实现,并通过充分的实验,证明系统可扩展性、可用性和存储效率提升.     

基于混合树的层级区块链溯源设计与实现

区块链可以广泛用于商品的溯源与实物信息的可信记录。目前的区块链系统能够支持的物品逻辑关系比较简单,通常只对某一个单品做追溯。如果在流通的过程中,需要将商品组合成批次,批次的信息只能通过中心化的数据库记录。本文提出了一种基于混合树的区块链层级化溯源的设计与实现。根据多个溯源单品或批次的基本数据,构建树状结构;当一个或多个溯源单品或批次组合成一个新的批次时,对组合后的批次信息构建标识ID以及与原有树状结构的关联信息,将批次信息与其他商品节点信息构建一个新的Merkel树,并将所述新的树状结构的根哈希记录到区块链。这样,通过区块链同时记录单品与批次的溯源信息,实现对层级隶属关系的去中心化确认和追溯,从而能够同时对某个单品和隶属的批次进行灵活全方面的信息追溯。     

基于区块链技术的检测信息链建设研究

产品检测中心建设中面临数据孤岛、信息安全、电子存证等难题,查询产品检测和投诉举报记录、检测中心及从业人员职业操守等信息十分不便。基于区块链技术构建了一种新型的检测中心信息链模型,研究并提出了检测信息链应用场景、构建方法和信息共享机制,保证了产品检测信息和投诉举报电子记录的真实可信和高效共享。在此基础上,基于区块链数据不可篡改、可追溯特征设计了检测信息链系统架构,能够实现检测成果版权存证、跨检测中心信息共享、检测职业操守记录、产品检测信息和社会投诉举报查询等功能。最后对因区块链使用可能带来的5大问题进行了分析讨论,为检测中心的长远建设提供了一种新的思路和参考。     

安全存储医疗记录的区块链方法研究

针对医疗信息系统中存在的医疗信息记录存储的安全和隐私保护问题,结合区块链和云存储技术,提出了一个医疗记录安全存储方案.该方案利用区块链来保存医疗记录的公共信息、匿名身份和访问权限,使医疗记录的真实数据加密保存在链下存储结构中,有效实现了病人对个人医疗数据的所有权和访问权限的控制以及对敏感医疗数据的安全存储.     

基于区块链的非结构化大数据动态安全存储

当前大数据交互的不透明性以及数据文件访问形式的不合理性, 导致大数据存储存在存储延时长、 安全性较差的问题, 为此提出基于区块链的非结构化大数据动态安全存储技术。 构建多用户规则调度模型, 利用存储数据包生成独立的行向量与 n 阶矩阵, 基于列不满秩概率完成存储算法设计; 采用区块链非对称加密技术的公私钥, 实现透明与完整的数据交互, 对次要信息与数据访问形式实施记录。 引入分布式文件系统, 将其与Mongo DB 非关系型数据库有效结合, 从而使非结构化大数据得到安全存储。 仿真实验结果表明, 该方法不仅具有理想的存储速率, 而且使大数据的完整性得到了保证, 具有理想的有效性与实践性。     

可信激励算法对区块链移动节点共识优化研究

节点可移动的物联网应用区块链时将节点称为区块链移动节点,区块链移动节点存在通信连通时间较短、算力和存储能力不足等问题导致网络达成共识时安全性和吞吐量较低.提出一种可信激励算法对共识过程进行优化,首先区块链移动节点接收共识所需信息完成初始化;其次每个区块链移动节点生成判决块,判决块包含对验证消息的投票结果、自身的可信因子和判决块的生成时间,根据判决块中在相邻区块链移动节点组成的集群中选出中继节点,中继节点传播验证消息到下一个集群,并产生区块存储在边缘服务器,一个中继为一跳,当跳数大于网络阈值跳数时完成共识;最后根据激励机制对节点奖励或惩罚,并按激励情况更新节点的行为标识反馈到共识.仿真结果表明,与应用在同样网络情况的PoET和PoS算法相比,可信激励算法在保证了一定的吞吐量情况下,有效降低验证消息验证失败率提高了共识安全性,更适合节点可移动的物联网网络.     

基于区块链技术的种子溯源体系研究

目前传统种子溯源防伪体系的现状是中心化的管理运作方式,数据信息维护整合较困难,存在种子育、繁、销不同环节的信任问题。为此,本文通过对传统溯源技术的比较分析,从物理层、数据库层、网络层、应用层对数据输入、数据查询和系统应用环节进行研究,设计了基于区块链技术的种子溯源防伪体系,以实现种子在培育、运输、销售环节中信息记录的防篡改、可追溯性,并通过去中心化的网络特性解决种子溯源防伪体系中存在的数据信任、维护和孤岛等问题。     

区块链技术在乳制品溯源中的应用

乳制品安全事故制约了企业的发展，也暴露出安全监管的缺失。乳制品供应链中存在信息篡改、伪造等风险，使用传统的溯源方法已不能解决信息篡改伪造等问题。本研究旨在采用物联网技术和区块链技术同时实现数据自动采集、多方共同记录溯源信息，使用区块链技术作为整个系统的底层技术构建商品溯源平台，真正实现商品生产加工销售信息的独立上传，避免中心化系统超级管理员对数据的污染，有效降低数据被篡改的可能，做到商品的可信溯源，从而提升企业的品牌形象和价值。     

基于区块链的公益互助系统设计

在当今互联网技术发展趋势下,公益慈善领域的发展也得到新突破。但目前大多数公益互助系统都是一个中心化系统,公益资金由第三方中心数据库保管,可信度不高。为了保障公益记录信息的信任和安全,本文结合区块链技术去中心化、防伪溯源、公开透明的特点,设计了不可篡改、安全可信的公益互助系统架构。公益互助系统主要包括上层的应用交互层和底层的区块链层。应用交互层用于实现系统功能,以及提供用户与底层区块链之间的数据转化;区块链层包括维护区块链运行的P2P网络,以及一条可追溯、防篡改的区块链。基于区块链的公益互助系统有利于增加资金流向的透明度,提高公益行为的信任度,解决公益行业的痛点问题。     

面向区块链的数据管理中间件

作为一种去中心化的分布式账本,区块链被广泛应用于互不可信的多方之间共享数据.相比于发展多年的传统数据库,区块链存在无法支持丰富查询、对外提供查询接口单一和查询响应慢的问题.简单的组织结构和离散的存储方式是限制交易数据表达的主要原因.为了弥补现有区块链系统的不足,构建抽象模型、封装易于使用的接口以及提升查询效率是实现基于区块链的高效应用开发的主要方式.鉴于此,提出一种面向区块链的通用数据管理中间件,具有如下特征:(1)支持自定义构建数据模型,灵活地为交易数据抽象新模型;(2)提供多种数据访问接口支持丰富查询并采用同步缓存机制等优化方式提升查询效率;(3)设计提前哈希计算和异步批处理策略优化交易的延迟和吞吐.提出的数据管理中间件已集成于开源区块链CITA中,并通过实验验证其易用性与高效性.     

仓库物资存储信息计算机管理系统

利用Delphi4.0可视化开发工具和局域网组网技术 ,对合成洗涤剂厂仓库物资存储信息计算机管理系统进行了系统的总体设计 ,系统由用户权限模块、新增数据模块、数据查询模块、报表生成模块和数据统计模块5大模块组成 ,具有用户管理、数据库管理等功能。对仓库物资存储这一比较复杂的问题加以简化 ,建立了仓库物资存储模型 ,确立了比较合理的存储策略 ,对库存量进行控制 ,不致使原材料短缺 ,而影响企业正常生产 ,或无计划的原材料采购 ,造成物资积压 ,使大量资金不能正常运转     

基于状态树的链上数据高效可信查询索引模型及方法

区块链技术以其去中心化，不可篡改等特性在分布式数据管理领域中逐渐得到关注。但区块链系统在数据查询处理方面存在查询功能单一、效率低以及查询可信性难以保证等问题。笔者基于以太坊状态树的设计思路，在保证索引不可篡改的前提下，提出一种全局索引结构KMPT，可一次定位目标区块，避免了遍历区块的检索过程，同时结合块内索引TMPT，实现了基于内容的高效区块链数据检索。经实验验证，相比于仅构建块内索引的方法，该索引模型在可接受的索引构建代价内极大提升了查询检索的效率和稳定性，还可同时提供查询数据存在或不存在证明，提升了查询结果的可信性。     

多群组“2+1”三链交易溯源系统

针对产品溯源痛点,如数据可信性、安全性等,基于区块链防篡改、去中心化、可信任等特性,提出了多群组“2+1”三链交易溯源系统,该系统通过群组对参与者、交易数据进行管控,将交易数据与摘要数据分别构链,为特定商品全流程交易构链,同时提出适用于本系统的激励机制．该系统能够保证溯源信息真实可信不可篡改．通过引入群组的概念,将交易数据分群组管理,摘要数据全网共同管理,有效提高系统的存储效率,通过相应的激励机制,解决参与节点积极性低的问题,有效调动节点参与系统的数据流通、共识的积极性．多群组“2+1”三链交易溯源系统为基于区块链的溯源技术提供了重要借鉴．