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.     

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。     

基于联盟链的无线接入系统中凸优化资源分配算法

由于在数据共享和信任上的特点,区块链及其联盟链可能被集成到新一代的无线接入系统.针对大规模物联网应用场景所需要的安全接入机制,提出一种分布式的安全资源分配方案.该方案是一种凸优化证明共识机制,并且便于解决优先级问题.仿真结果表明,所提算法能够在大设备数目下提高无线接入网的安全性能和实现差异化的无线资源共享.     

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.     

基于区块链技术的供应链溯源模式创新

传统的物联网追溯系统依赖于集中式服务器 客户端模式，存在着信息采集困难、结构中心化以及信息不安全等问题。借助区块链技术的智能合约、分布式账本和共识机制等优势，提高供应链安全性和完全透明性，改善可追溯性。通过分析当下供应链溯源模式的局限性，结合区块链技术的特点和功能，确定基于区块链的解决方案来改善供应链可追溯性问题，提出基于区块链的溯源系统的体系结构设计框架和适用性应用分析流程，对提高供应链可持续性具有积极的作用。     

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。     

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。     

一种基于地理信息元数据标准的空间索引体系

 在分布式空间数据库网络环境下,根据标准《地理信息元数据》,建立属于具体地质调查信息平台的空间数据库级和空间索引图层级两级元数据结构,并依此集成空间数据,构建统一的空间索引数据库;在空间索引范围内通过生成Hilbert空间填充曲线扫描矩阵,得到Hilbert空间排列编码与空间索引信息的一维映射关系,设计出合理、高效的空间索引算法。通过整体规划和设计,构建了统一的运行方式﹑数据集成方法和系统体系结构。试验表明,系统通过直接对关系型数据库级表之间的操作和维护,避免了调用系统依托的ArcGIS开发平台下ArcObjects封装的相关函数,在实现空间索引功能的同时,提高了空间索引效率,为地质调查信息平台建设提供了关键的空间索引体系和良好的数据共享支持。     

基于联盟区块链的分布式能源交易认证模型

针对分布式能源在交易认证中的数据安全问题,提出一类基于联盟链的分布式能源交易认证模型,通过区块链权益证明、数据加密、时间戳和分布式共识的方法优化了传统能源的交易模式,以分布式共享账本的方式解决了交易数据过于中心化的问题,并运用数据分离的方法在一定程度上保护了交易各方的私有数据,提高了分布式能源交易数据安全性、信息透明度和自动化认证水平.仿真实验验证了模型的有效性.     

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CGSP-DAI网格环境下的性能研究

随着网格技术的迅速发展,海量复杂的结构化数据成为网格计算应用的主要难题,数据库技术在网格环境中的作用也变的尤为重要。对OGSA-DAI的核心基础进行扩展,提出了一种构建在网格环境下异构数据库访问与集成的基础构架,通过虚拟表机制来集成各种异构的数据库资源,从而更加有效地在网格环境下访问和集成异构数据库,并且在大数据量查询和分布式联合查询方面做了一定的前瞻性工作。针对与单个虚拟表和多个虚拟表之间的分布式联合查询,设计两种典型实验场景,分析了CGSP-DAI的相关性能数据,验证了CGSP-DAI的可用性和有效性。     

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.      

区块链赋能泛在可信物联网:架构、技术与挑战

为解决网络安全性、数据可靠性及用户隐私性三大物联网(internet of things,IoT)可信要素问题,利用区块链技术构建泛在可信物联网系统,提出一种面向泛在可信物联网的区块链体系架构。该架构通过分层架构与跨层协同方式,有望突破区块链不可能三角限制,解决区块链技术应用于泛在可信物联网中协议机制不匹配等问题。     

区块链研究综述

区块链技术伴随着数字货币比特币产生,是一个具有全网一致性共识、去中心化、可编程和安全防篡改等特点的分布式数据账本,目前在数字金融货币领域的应用最为广泛。区块链技术的不断发展和更新,为其与更多领域的融合提供了可能性,可构建不同的可编程行业区块链系统。面向未来区块链技术的发展,介绍区块链技术的背景和基本框架,详细讨论区块链的关键技术:共识机制、智能合约以及安全隐私问题,研究区块链技术与5G、物联网和边缘计算的融合。对区块链技术的研究进展进行概括,重点关注跨链技术和可扩展性问题,并分析未来区块链物联网系统的发展方向。     

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.     

基于区块链技术的云身份管理信任模型设计

提出了基于区块链技术的云身份管理信任模型,该信任模型允许云服务提供商以动态和分布式的方式自主管理其信任关系,而无需诸如IDP等集中管理机构。该模型通过有效的身份验证机制,允许跨多个域分布的数据使用身份信息来简化操作,优化用户体验。为实现云身份管理的安全性和隐私性提供了身份管理安全问题参考解决方案。通过与传统的云身份管理模型对比,证明了本设计的稳定性。     

基于区块链技术的云身份管理信任模型设计

提出了基于区块链技术的云身份管理信任模型,该信任模型允许云服务提供商以动态和分布式的方式自主管理其信任关系,而无需诸如IDP等集中管理机构。该模型通过有效的身份验证机制,允许跨多个域分布的数据使用身份信息来简化操作,优化用户体验。为实现云身份管理的安全性和隐私性提供了身份管理安全问题参考解决方案。通过与传统的云身份管理模型对比,证明了本设计的稳定性。     

基于CORBA的分布式异构数据模型优化研究

提出了一个基于CORBA中间件的分布式多层异构数据库信息共享结构模型,在该模型中将数据库的访问集成到CORBA中间件中,并重点提出了一种对数据库的操纵以及应用服务器与数据库服务器连接的优化策略和设计方法;笔者采用Java和CORBA技术结合的方法构建分布式异构系统,以解决系统的通信及交互性、安全性、扩展性问题,从而实现了一个不依赖于表示层编程语言的透明访问机制.     

最小损失算法在区块链物联网中的优化研究

区块链技术与物联网相结合能发挥去中心化优势,在一定程度上提升物联网系统数据安全性及可靠性等性能.但区块链的通量受限特征,使得区块链较低的交易吞吐量在很大程度上难以满足物联网场景下的高吞吐量的业务需求.本文提出一种最小损失函数算法,首先,根据状态和动作输入对来构建状态空间和行为空间;其次,在系统延迟性约束条件下,迭代计算出状态空间和行为空间的行为价值函数;最后,利用损失函数对比行为价值函数的真实值和估计值后执行吞吐量最大值去调整块大小和块间隔.仿真结果表明,与DDRL算法和DRL算法相比,最小损失算法动态调整区块大小和区块间隔,在基于区块链的物联网系统达到稳定后可以获得更高的吞吐量.