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.     

基于联盟链的微电网身份认证协议

目前,微电网电力交易存在着身份认证协议不安全、交易中心化、数据无法追踪溯源、节点之间缺乏共识等问题,而区块链具有分布式存储、去中心化、数据不可篡改等优势.为此,基于联盟链的微电网身份认证协议,将区块链应用于微电网的身份认证以解决上述问题.首先,使用零知识证明解决了新节点的身份认证问题.其次,将其ID写入Merkle树并在整个联盟链中广播,利用区块链可以保证数据不被篡改的原理确保了数据的安全性和可追溯性,解决了传统电力交易的中心化、数据存储不安全、电力交易无法追踪溯源等问题.最后,凭借着瑞波共识协议所具有的安全高效的优势有效地解决了节点之间的共识问题.通过方案对比可知:该方案采用的零知识证明在身份认证中具有计算开销小及瑞波共识机制算法具备共识速率快的优点.经过安全性分析及性能分析可知:该方案在解决微电网的身份认证安全性问题的同时又能保证节点的运行性能最优.     

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...     

基于区块链的消息中间件技术研究

消息中间件是实现信息系统信息共享的基础设施,传统的消息中间件通常采用集中服务的方式实现,依赖于可信的消息中心。区块链可以实现去中心化的数据一致性,并确保信息不可篡改。由此,本文基于区块链设计了一种消息中间件架构,可以实现去中心化的信息共享,保护用户的数据隐私。     

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。     

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.     

基于可编辑区块链的指纹识别系统

指纹识别系统已广泛应用于门禁、支付、公安等领域.现有系统一般将原始指纹图像或特征存储于数据库,以此对用户的身份进行识别或认证.数据库中的指纹数据存在被盗取或篡改的风险.为解决这一问题,本文提出一种基于可编辑区块链的指纹识别系统.首先搭建私有链环境,实现多节点集群互连,然后计算指纹哈希并将其存储于区块链.为了方便管理员对...     

网络通信中椭圆曲线数字签名改进方案的研究

提出了基于椭圆曲线的数字签名的改进方案,给出改进的数字签名模型和算法的设计过程．     

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...     

带时间约束的智能合约验证

在现实生活中有一类智能合约与时间紧密相关,而合约是否满足这类时间性质将直接影响应用的正确性.为了避免合约部署后出现严重的问题,将以太坊上的智能合约为研究对象定义智能合约的时间自动机语义,再将智能合约转换为时间自动机模型,接着用模型检测工具UPPAAL检测智能合约是否满足以时序逻辑公式表示的实时性质.最后对竞拍合约以及飞...     

基于区块链的物联网节点位置隐私保护模型

物联网正在改变消费者的行为和业务流程.针对物联网设备的信息隐私及安全问题,提出基于区块链技术的物联网设备位置信息保护模型.该模型首先借助区块链技术将记录设备标识,保证物联网设备信息不可篡改;然后基于白名单技术实现分布式哈希表网络,并对设备位置信息进行异或处理以隐藏物联网的网络拓扑,保护物联网设备的位置信息;最后根据k-匿名算法泛化数据的敏感属性为用户提供区域信息统计服务.实验结果证明该模型可以有效隐藏设备位置信息,同时能够提供定制的区域统计服务并且保护用户信息安全.     

基于椭圆曲线的数字水印签署-认证

根据椭圆曲线加密理论和数字水印技术,给出密钥和签署水印密钥的概念;利用这些概念,提出了一种基于椭圆曲线加密理论的数字水印隐藏系统,给出签署-认证算法;利用分类器签署水印信息,系统的安全性和鲁棒性强,给出实验结果和应用分析.     

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...     

一种基于区块链的电子合同共享方案

为解决电子合同在存储、共享过程中出现的数据被篡改或泄露等问题,提出了一种基于区块链的电子合同共享方案。首先,将智能合约与代理重加密技术相结合,构造出一个代理智能合约来代替传统代理重加密过程中的代理商,去中心化地实现了电子合同的安全共享。其次,利用星际文件系统（inter planetary file system, IPFS）存储电子合同密文,区块链存储电子合同索引地址,有效缓解了区块链的存储压力。最后,从方案对比、安全性等方面对所提方案进行分析。     

基于脉冲耦合的TPSN时间同步协议

针对传统TPSN协议的不足,提出了一种基于脉冲耦合的时间同步协议,称为P TPSN协议.该协议是一种脉冲耦合的、非交互的分布式无线网络时间同步方法.首先建立网络层次拓扑结构以确保下一层网络节点能接收上一层网络节点的时间信息.层拓扑建立后,上一层网络节点将时间信息在物理层编码为脉冲波后广播出去,下一层网络节点接收这些时间信息后计算其加权平均来调节本地时钟.此方法不仅能提高分布式无线网络时间同步协议的鲁棒性,而且具有良好的可扩展性及快速收敛性.理论分析和计算机仿真均表明此方法是有效可行的.