一种面向联盟链优化的PBFT共识算法

针对在联盟链中实用拜占庭容错（practical Byzantine fault tolerance, PBFT）算法所存在的通信开销过大、节点信誉度无法保证、算法无法动态地增删节点等问题,提出了基于决策树改进的PBFT(decision tree Byzantine fault tolerance, DTBFT)算法。首先,针对联盟链的应用场景,简化了PBFT算法的一致性协议,降低了通信开销;其次,考虑到系统安全性的问题,引入信誉积分机制,增加决策树分类算法,在每轮共识完成后,统计节点行为,对节点分类,使得系统可以动态地剔除拜占庭节点,提高系统的安全性;最后,为了防止拜占庭节点当选主节点,视图频繁切换,导致系统运行效率低的问题,改进了视图切换协议,将主节点的选取范围缩小到节点信誉好的高级节点,保证主节点的可信度。实验表明,DTBFT算法在吞吐量、算法安全性等方面较PBFT算法具有一定的提升。     

面向异构身份联盟风险评估模型的区块链共识机制

异构身份联盟风险评估系统普遍为中心化架构,存在单点故障、内部作恶以及用户数据控制权丢失等问题,为此提出一种基于区块链的异构身份联盟风险评估模型。该模型以属性加密技术保障数据的安全存储及用户控制权,并结合网络分片思想和聚合签名技术提出一种两级共识机制——分组和聚合签名拜占庭容错（grouped and aggregate-signaturesByzantine fault tolerance,GABFT）算法。GABFT首先利用一致性哈希算法对网络节点进行分组,然后在组内及组间采用了结合聚合签名的实用拜占庭容错（practical Byzantinefault tolerance,PBFT）算法,提高了所提模型的处理效率,降低了通信开销,同时支持节点的动态变化。最后经实验得出：与PBFT相比,GABFT将节点达成共识所需通信次数由平方级降为线性级,且吞吐量约提升2~3倍。     

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...     

一种面向区块链溯源的高效查询方法

针对现有区块链溯源系统查询效率较低以及引入外部数据库会面临数据篡改的风险问题,提出了一种面向区块链溯源的高效查询方法。首先结合布隆过滤器与Merkle树提出BMerkle树,进而形成一种新的区块结构,以便快速检索交易是否存在,同时查找存在交易的具体内容。然后在区块链外部添加索引构建一种优化的跳表结构hot_skiplist,可实现区块的快速定位;基于区块访问次数动态调整索引层级,进一步提高访问次数频繁区块的查询效率。最后通过实验验证了该方法能在保证区块链数据不可篡改的情况下有效提高溯源查询效率。     

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。     

区块链节点存储优化方案

随着区块链技术的不断发展,区块链中的区块也在不断增加,区块链新节点面临越来越大的区块存储以及较长的区块同步时间等问题.为了解决该问题,提出一种区块链节点存储优化方案.首先分析区块链恶意节点概率并计算每个分片中区块的数量;然后获取区块链节点数量以及分片中编号最大区块被恶意节点攻击的概率,计算出每个分片需要存储的副本数量.经实验分析得到:该优化方案减少了区块链节点约50%的区块存储,并减少节点约22%的同步区块时间.因此,该优化方案不仅减少了区块链的节点存储,还提高了新节点加入区块链的效率.     

一种区块链网络下的去中心化存储空间交易系统

为了解决中心化存储带来的一系列问题,结合区块链、智能合约、闪电网络等关键技术,提出了一个应用于区块链网络环境下的去中心化存储空间交易系统。根据不同的订单情况提供3种数据编码方案,在保证用户数据安全的同时有效提高了存储节点的空间利用率和数据恢复效率,并增强了对于分布式存储复杂环境的适应性。此外,通过闪电网络搭建了链下微支付通道,设计了“一日一结”的租金交付机制,有效缓解了链上的数据存储压力。相比于以往的分布式数据共享存储系统,该系统同时支持去中心化、短时租赁和多币种支付,更能满足当前时代分布式存储空间租赁的需求。     

试论区块链在影视版权保护中的应用

互联网的普及和技术的发展在带来创作与传播方式改变的同时,大量影视作品未经发行方许可授权就通过互联网以数字化的形式被广泛传播,且侵权方式多样,追责难度较大。作为新兴技术的区块链所具有的去中心化、信息可溯源、数据防篡改和分布式共识等特征,为影视版权的确权、用权、维权提供崭新的探索路径,以此保护版权,维护创作者权益,推动文化产业健康发展。     

基于区块链的综合数据共享模型研究

区块链技术是引发第五次人类社会颠覆性变革的技术,并逐渐在社会的各个领域产生影响,尤其在数据共享方面得到初步发展和应用。通过深入分析区块链的发展与特点,设计了基于区块链技术的综合数据共享模型。希望本文的研究能为区块链在数据共享中的发展提供理论依据。     

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。     

基于树形拓扑网络的实用拜占庭容错共识算法

实用拜占庭容错算法在节点数量较多的广域网环境下存在性能瓶颈.为提高该算法的可扩展性,基于树形拓扑网络将全网范围共识拆分为若干子网范围共识;同时引入信誉模型以降低错误节点在共识过程中的影响力,提高系统的安全性、容错性与可靠性.实验结果表明:所提算法的性能明显优于原有算法,表现出良好的可扩展性,可用于大规模许可链系统.     

基于区块链的云存储数据完整性验证方案

针对云存储服务数据完整性存在的问题,借鉴目前远程数据完整性验证方案,提出基于区块链的云存储数据完整性验证方案.首先,将完整性证明存储在具有防篡改特性的区块链上,构建了可问责的数据完整性证明;同时以区块链上的智能合约代替第3方审计者对数据进行完整性验证.在验证阶段加入了对数据副本的完整性验证,并强制要求云存储服务存储至少...     

基于双区块链的PKI模型

公钥基础设施（public key infrastructure,PKI）体系为实施电子商务、电子政务、办公自动化等提供了非常重要的安全服务。该文以区块链和智能合约为基础构建了证书颁发机构（certificate authority,CA）,提出基于双区块链的分布式PKI模型,以医疗PKI为应用场景,用区块链和智能合约技术管理证书和病人信息,保证了证书发布和撤销的透明性,实现了病人信息的隐私保护和访问控制,解决了传统的PKI中存在的单点故障、多CA互信、证书发放不安全、证书透明性以及快速验证等问题。安全性分析和实验表明该模型可以解决传统PKI和现有单链PKI模型中存在的多种问题,有效保护了病人的隐私,并显著提高了证书发放和验证的效率。     

基于区块链的数据溯源可信查询方法

针对区块链数据溯源系统中轻节点验证溯源信息时面临的存储问题,引入一种优化Merkle树动态追加性能的数据结构Merkle山脉(Merkle mountain range,MMR),将区块链上完整的区块头存入MMR;提出一种溯源数据高效可信的验证方法,降低了区块包含证明所需信息的大小.在此基础上,设计了一种基于区块链的数...     

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...