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。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。为了验证所提方法的查询效率,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,所提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。     

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.     

基于区块链存储扩展的结构化数据管理方法

研究基于区块链存储扩展的结构化数据管理方法,解决目前在区块链存储方面存在的容量扩展、存储结构扩展等问题.通过节点动态组网、DHT通信协议,网络中节点仅需存储部分数据,实现数据的存储、查询管理;通过数据签名及定时验证,保障数据安全存储及查询;本地数据库存储结构化数据,扩展业务数据管理.实验结果表明,该方法实现了结构化数据的区块链存储扩展管理,充分利用了节点的网络资源,降低了节点存储压力,提升了数据存储、查询效率,进一步促进区块链应用的开发.      

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.     

融合关键字搜索的XML非结构化查询

针对支持关键字搜索的XML非结构化查询,本文提出借助关系数据库存储XML数据,利用SQL查询。为此讨论了XML结构与关系模式的映射方法,倒排索引结构设计与存储,并对XML-QL进行扩展,使其支持关键字查询。     

基于区块链的供应链金融数据存证模型

在供应链体系中,金融数据是企业能否获得融资的重要数据.然而现有的供应链体系采用中心化的管理模式,供应链中各参与方之间信息不对称,数据可能遭到篡改,如何搭建一个可信数据存证平台成了巨大的挑战.针对这一问题,提出基于区块链的供应链金融数据存证模型,为供应链各方提供可信数据.首先,结合星际文件系统对供应链金融关键数据进行链上链下存储,减轻区块链大文件存储负担,提高存储效率;其次,提出双链架构,并设计智能合约实现链上数据存储和访问;最后,在联盟链平台搭建模型,验证所提模型的有效性和效率.实验结果表明,该模型存储效率较高,适用于供应链金融数据存证场景.     

基于数据广播的空间关键字查询处理

为了解决无线广播环境下空间关键字查询的问题,研究广播环境下空间关键字k近邻查询处理(BkSKQ),设计了一种结合kd树、倒排位图和(1,m)索引机制的空间关键字索引(ISKW)结构,以有效地组织对象的关键字信息、位置信息以及索引信息.该索引结构为客户的查询处理提供有效的指导,使得他们尽可能只下载查询处理所必须的数据信息.在ISKW索引结构的基础上,提出了BkSKQ查询处理算法.最后,通过模拟实验验证了提出的索引结构和算法的性能,实验结果表明所提出方法在访问时间和调谐时间上明显优于基于IR树的方法(BIRM).     

基于BSSEVD的可搜索加密方案原型系统设计与实现

针对大型数据集条件下，安全索引文件过大而导致可搜索加密方案的关键字搜索时间复杂度过高、效率低的问题，提出了大型数据集下支持布尔搜索的可搜索加密方案(BSSEVD).方案采用三层间接寻址块状存储安全索引的方法优化安全索引存储结构，通过增加关键字交集安全索引解决多关键字布尔搜索导致的泄露增加问题.并在该方案基础上，设计与实现可搜索加密方案原型系统.该系统主要包括文件预处理模块、初始化模块和关键字搜索模块等三大模块.通过实验测试对系统的性能进行分析，实验结果表明该方案计算效率得到了较大的提升.     

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.     

基于区块链的电力营销数据存储机制

随着电力的发展电力营销数据持续增长,传统的集中式数据存储模式已经不能满足电力业务数据存储的安全性和高效性需求.针对上述问题,提出了一种基于区块链的多级加密电力营销数据存储架构,该存储架构以区块链技术作为底层技术支撑,结合分布式存储提供稳定性高、安全可靠的电力数据存储方案.同时在区块链的基础上提出多级加密机制,该机制支持电力数据上链及电力数据传输等流程的逐级加密及验证,使得电力数据存储的安全性得到进一步的保证.通过创建分布式存储设施,对提出的存储机制与集中式存储机制进行对比实验,分析实验结果发现提出的存储机制在电力数据存储方面相比于传统的存储机制在系统延迟、响应时间和吞吐量上都更具有优势,表明了该存储机制合理可行,具有良好的应用前景.     

基于PoC共识的区块链可靠存储系统

针对互联网环境下,各行业大量重要数据、文档、视频等电子文件安全存储的问题,提出了基于PoC共识的区块链可靠存储方案。该方案利用区块链去中心化、不可篡改等特点,结合IPFS技术共同实现在公有链上的电子文件可靠存储。对于部分主流共识机制存在的资源浪费、中心化风险的情况,方案引入了容量证明(PoC)共识机制,通过采用PoC的方式,不但具有更低的计算成本和去中心化的特性,还能减少共识带来的能源消耗,实现区块链的有效共识。安全性分析和性能测试表明,本方案能够保证数据的安全、可靠存储及查询,具有较高的运行效率。     

区块链与数据库混合架构下的空间查询优化方法

空间数据与区块链相结合,能够为空间数据管理提供去中心化、安全、可信的技术支撑,但存在查询速率低下、查询方式种类单一以及脱离区块链体系等问题。针对此问题,结合空间数据库的高性能、函数种类丰富等特点,提出一种区块链与空间数据库混合架构下的空间查询优化方法。该方法把HyperledgerFabric与空间数据库进行集成,并区别于传统的链下查询方式,提出一种区块链集成空间数据库的方法,在智能合约中嵌入高效的空间操作函数,并且分布式部署数据库,从而保留区块链原有的分布式查询特点。在防篡改方面,采取哈希加盐的安全存储机制和双重验证机制来加强安全性。实验结果表明,该方法在性能和安全性方面都有优良的表现。     

基于可扩展区块链的智慧城市框架

为解决智慧城市中的大数据相关隐私和安全问题,提出一种基于多链和分片技术的异构多链可扩展区块链结构,使高效的跨链事务具有高可伸缩性和可扩展性.并设计了基于可扩展区块链的智慧城市框架,该框架由物理层、通信层、平台层和应用层组成,其中通信层与可扩展区块链集成,通过内容分发协议和智能合约等区块链技术保证传输数据的安全性和隐私性.平台层中区块链分布式分类帐本数据库,安全存储交易记录.通过可扩展区块链智慧城市框架,更好地支持大规模业务应用,实现智慧城市的建设和发展.     

空间网络数据库关键字查询的高效空中索引

研究无线广播环境下空间网络数据库关键字查询问题,提出一种包含路网加权四叉树、各关键字四叉树和路网距离矩阵的空中索引结构(KSSN).讨论了kNN查询处理问题,提出了高效的查询处理算法.所提出的算法能综合利用路网距离信息和关键字信息高效地消减不存在查询结果对象的路网空间,提高查询处理的效率.KSSN索引结构可推广至其他类型的查询,比如范围查询、Rank查询.在一个真实路网上进行了仿真实验,验证了基于KSSN索引结构的查询处理算法的性能.实验结果表明:所提出算法的访问时间和调谐时间分别为参照的IRRDA算法的25.13%和12.31%.     

基于区块链技术的轻量级短视频版权存证方案

基于区块链技术的短视频存证中,若视频数据直接上链,会受到区块大小、吞吐量等限制,并产生巨大的网络时延。为此,提出一种轻量级的区块链短视频版权存证方案。为减少视频信息链上的存储量,使用视频图像特征提取技术构建视频唯一性校验,并将其与视频其他信息组成视频证书,上链存储。同时,为保证链下数据安全,基于星际文件系统(Inter-planetary file system, IPFS)技术,提出原始短视频数据与链上数据进行轻量化信息存储映射。轻量级视频链上存储方案既缓解了链上短视频数据的存储压力,又保证了视频版权的存储安全。实验证明,该方案在应对短视频数据版权存证时有效,且网络时延较低。     

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。     

基于健康数据库的无状态区块链在医疗保健的应用

区块链技术因其具有的去中心化、防篡改和可追溯等特点而在实践中得到广泛应用,然而在医疗保健区块链中,现有区块链技术存在无法做到在一个区块中保存大量的健康数据的问题.提出了一种将无状态区块链与健康数据库相集成来解决海量数据的存储问题,即利用RSA累加器的思想,将状态节点数据压缩,只存储系统数据的摘要信息,从而解决区块链高存储、低吞吐问题、信息更新慢等问题.将所提出的方法应用在医疗保健无状态区块链应用中,利用决策模型(DMN)构建实际案例,对无状态区块链进行技术落地的框架与方法.     

基于区块链的无线体域网数据云存储完整性研究

针对无线体域网数据云存储的安全问题,设计了基于区块链的访问控制框架,框架通过区块链技术与数字签名相结合控制用户的访问请求;通过区块存储访问请求及其数字签名,利用改进的Raft算法保证节点间的区块链一致.其次,设计了有序数组和Merkle树相结合的方式存储数据,哈希表和Merkle树相结合的方式存储数据的访问请求;再次,提出针对无线体域网数据的完整性验证方案.最后,对区块链的一致性、数据完整性验证方案进行实验.结果表明,提出的框架能使各用户节点协同对访问请求进行控制,并且均能验证数据的完整性.