区块链隐私保护技术研究综述

区块链技术综合了非对称加密体系、分布式计算范式和共识算法以及智能合约等多种技术,是一种"去中心化"的分布式账本,受到了人们的广泛关注.然而,由于其交易记录可以公开访问,分布式账本面临着严重的隐私泄露问题.文章旨在对区块链隐私威胁和保护机制进行全面研究,介绍区块链技术中身份隐私和交易隐私的概念,对区块链现有隐私保护机制进...     

一种区块链交易信息的隐私保护方案

针对区块链用户交易的隐私性问题,提出了一种基于多项式承诺的交易隐私保护方案(transaction privacy protection scheme based on polynomial commitments,TPP-PC)。利用多项式在随机点处的承诺值对交易金额进行隐藏和绑定,实现对用户交易金额的隐私性保护,并且降低承诺开销;采用智能合约和零知识证明,在无可信第三方的情况下,在智能合约处利用零知识证明验证交易的合法性,有效防止交易金额在传输过程中被篡改,达到交易金额始终正确的效果;通过Paillier同态加密算法,实现在密文状态下完成账户更新,保证交易金额在存储过程中的安全。通过对方案正确性、安全性和性能的分析,表明方案既能对交易数据进行加密,又能实现用户链下交易信息的隐私,有效防止恶意者篡改数据,保证交易双方交易信息的安全性,综合优势较明显。     

区块链数据隐私保护研究综述

本文采用了系统文献综述的方法,借助国内外高质量的数据库对区块链进行调研,旨在总结当前区块链中区块链技术、数据隐私威胁和区块链数据隐私保护的相关内容和进展.首先本文按照最新的区块链技术架构针对文献中有关区块链数据隐私威胁内容进行提取并详细分类.然后在其分类的基础上,针对文献中解决这些数据隐私威胁的核心技术和方法进行分类总...     

简洁非交互零知识证明综述

零知识证明允许证明者向一个验证者证明一个断言的正确性而不泄漏其它任何知识.在理论层面,这一概念的提出对密码学和计算机科学都产生了深远影响.在应用层面,零知识证明以及它所衍生出来的可验证计算为近年来迅猛发展的以区块链为代表的金融科技提供数据隐私保护和去中心化的技术.近年来高效简洁非交互零知识证明(zero-knowled...     

基于可编辑区块链的数据隐私安全

随着用户对数据隐私安全需求的提升及相关隐私保护条例的制定,擦除匿名、公开、不可变地存储在区块链中的非法数据已成为受害者及国际刑警组织的迫切需求。基于变色龙哈希、共识投票等技术对区块链的历史数据进行编辑,能有效地擦除区块链上的非法数据,保证用户数据的被遗忘权。文章先以比特币交易为例分析区块链上非法数据插入的常见方法;再综合分析和对比已有的3类可编辑区块链方案;针对现有方案容易遭受攻击、编辑权限被集中控制等问题,文章提出了一种基于去中心化变色龙哈希的区块链数据可编辑方案。此外,文章对所提方案进行了详细的安全性分析和性能分析。分析结果表明,所提方案不仅具有抗双花攻击、抗篡改攻击的能力,还能以较低的计算消耗和较高的效率实现区块链历史数据的可编辑。     

基于区块链的智能电表身份认证方案

能源互联网是未来发展的趋势,能够实现电力资源在用户和能源系统中的双向流通.智能电表作为连接用户和能源系统的关键点,具有用户身份信息和大量有效的电力交易数据,而这些信息会造成用户隐私泄露.为保护用户隐私,提出了基于区块链的智能电表身份认证方案,利用Merkle树原理对智能电表身份信息进行处理并存储在区块链中,实现智能电表身份有效认证的同时,使智能电表身份信息具有不可篡改性,并破坏了用户身份和电力数据之间的可关联性,能够有效抵御内部和外部攻击者获取用户隐私.通过利用区块链的自身特性,保证了交易数据的完整性和有效性.     

基于区块链的医疗信息隐私保护研究综述

随着医疗信息化的发展,医疗数据在共享与访问过程中的隐私问题引起了研究者的广泛关注.区块链作为去中心化、匿名、不可篡改的分布式账本技术,为解决医疗场景中的隐私保护问题提供了新的思路.首先列举了医疗数据的隐私保护需求,并介绍了区块链的整体架构.然后将医疗信息隐私保护分为面向数据的隐私保护和面向用户的隐私保护,并详细介绍了面...     

采用区块链的物联网数据共享方案

针对物联网(IoT)数据共享过程中存在的安全漏洞和隐私泄露风险,提出一种基于区块链的物联网数据共享方案.采用数据的不可篡改、分布式存储、隐私保护、可追溯及访问控制,将消息队列遥测传输(MQTT)作为通信协议和中间件,并为其提供身份认证和主题权限管理.结合国产加密算法实现密钥交换、数据摘要和加密传输,通过区块链记录设备的行为,在提高可信度的同时提供追溯的能力,采用智能合约对数据和主题进行共享和管理,实现链上链下数据协同保障数据的一致性.通过系统原型实现与测试,结果表明：该方案能够确保物联网设备之间共享数据时的安全性和隐私性,满足物联网应用性能需求,具有可行性.     

面向移动群智感知的两阶段位置隐私保护方法

针对传统移动群智感知中工人的位置隐私泄露问题,提出一种两阶段位置隐私保护方法.首先,设计一种结合区块链和边缘计算的系统模型代替第三方平台;其次,在任务分配阶段基于同态加密提出了密文时间工人选择算法,通过边缘节点的协作高效完成任务分配;最后,在数据上传阶段给出双扰动本地差分隐私算法,工人在本地扰动位置数据,并加入干扰因子ω平衡保护强度和质量损失.仿真实验结果表明,该方法与现有算法相比提高了任务完成率,降低了服务质量损失,并能有效保护工人的位置隐私.     

面向教育的区块链应用合约架构和数据隐私研究

针对教育应用升级受限问题,本文提出了高效的完全解耦合的智能合约架构.将合约解耦合为代理逻辑合约、代理数据合约、逻辑合约和数据合约,支持任意子合约的灵活升级,升级成本与传统合约升级相比平均下降28.2%;结合链上链下协作优化了解耦合合约架构下的交易执行性能,结合区块链底层存储树减少了合约升级时数据的迁移量,优化后降低约一半的延时.针对教育数据隐私安全问题,本文提出了基于权限管理和LDP (Local Differential Privacy)的隐私数据保护方案,提高了数据隐私的安全性,同时对区块链的性能几乎无影响.最后将上述方案集成落地,实现了一个由可信知识交流社区与学生成长系统构成的教育类平台.     

联盟区块链环境下的数字IP版权保护技术

针对数字作品版权确权难、侵权监测难、维权取证难、版税结算难等问题,本文提出将区块链技术嵌入网络数字内容生产、版权交易和版权保护,使得数字作品内容的产生、传播、交易都受到追踪和监测。本文基于联盟区块链技术为数字作品IP版权提供存证性证明以及实现证据固化,采用自主算法为数字作品版权提供版权、原创性证明,并基于智能合约保障版权交易的安全可靠性。所建系统包含数字作品确权、用户管理、版权登记、版权交易、侵权监测和证据固化生态六大场景,涵盖了版权管理的主要环节,解决了区块链应用于版权管理中的技术难题,克服了传统版权维护成本高、效率低的缺陷,有助于促进区块链技术在版权管理行业的应用与研究。     

可监管的工业物联网数据共享方案

针对当前工业数据共享存在中心化、监管困难和数据安全等问题,提出了一种在工业物联网环境下的安全、高效和可监管的数据共享方案。该方案引入监管机构来控制授权令牌发放,保证数据共享活动的可控性。结合门限代理重加密和区块链技术,将系统初始化和重加密任务分配给共识节点来完成,减轻系统计算开销。利用智能合约和零知识证明技术自动验证数据的有效性,保障了数据用户的权益。此外,高效的共识算法提高了区块链系统处理交易的速率。经安全性分析和性能分析表明,该方案在大规模工业数据共享场景中能更加安全高效地共享数据。     

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.     

基于区块链的车联网群智感知位置隐私保护方法

针对车联网群智感知位置隐私泄露和用户参与任务公平性的问题,提出了一种基于区块链的车联网群智感知位置隐私保护方法(location privacy protection method based on blockchain and crowdsensing, LPPMBC)。将分布式的区块链引入车联网群智感知位置隐私保护方法中,消除第三方服务平台对参与用户数据的控制;通过保序加密和Geohash编码相结合,为参与工人提供多级别的位置隐私保护,确保参与工人位置隐私的保密性;通过Haversine公式进行感知位置验证,防止工人通过非感知区域数据获得非法奖励,保障感知数据的质量。仿真结果表明,LPPMBC能够更好地权衡感知数据质量与工人隐私保护关系,保障用户参与任务的公平性, 提高用户参与任务的积极性。     

基于区块链隐私保护的智能电网实时定价

当前智能电网实时定价机制未考虑隐私信息泄露对用电量和电价的影响,且忽略了供电商与用户之间的利益均衡.为兼顾隐私保护和供需双方的利益均衡,将区块链隐私信息保护的机制融入到智能电网实时电价的策略之中,依据隐私敏感程度的不同,对用户进行分类,并将区块链的应用程度进行量化,建立基于区块链应用程度的社会福利最大化模型.利用拉格朗...     

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.     

区块链应用研究进展

 区块链是基于去中心化的分布式账本技术,可以实现业务活动数据的隐私保护、安全存储及不可抵赖证明。自2009年产生以来,区块链技术逐渐被人们认可并在各行业得到重视和研究。本文总结了区块链的特点、技术,对区块链进行了应用、发展阶段及创业团队分类,对区块链与云计算的关联关系进行了分析。对区块链在世界各国及不同产业的应用研究现状以及目前区块链的学术研究进展进行了综述分析。结果表明,区块链在不同应用领域得到了广泛的探索,然而尚未形成成熟的可以推广的产品,学术研究多数为特点及价值分析,一些学者开发了具体领域的处于测试状态的区块链产品。区块链将颠覆传统的数据库体系及业务交互体系,成为“互联网+”时代信用建设的技术体系保障。     

区块链技术在司法电子数据存证中的应用研究

21世纪以来随着科学技术的发展，司法诉讼领域日益增多的证据以电子信息数据方式存在，和传统实物证据比较，电子数据来源真实性、取证合法性、相互之间关联性的认定困难更大。针对这些问题，利用区块链防篡改、可追溯、多中心化、共识存储等特性，将诉讼领域的电子数据通过打包成区块的方式进行存证，对区块进行数字签名产生可信时间戳，可以证明原始文件的真实性，进而完成存证过程。本文的系统是基于Hyperledger Fabric来设计，采用分层架构增强了权限管理、安全控制等机制，并对区块链技术如何构建公检法可信证据标准、一体化数据共享进行了阐述。     

基于区块链的电力数据资产化及交易系统设计

在传统的中心化数据交易系统中,电力数据类的敏感数据存在因可复制而易被滥用等问题.为此,设计了基于区块链技术的电力数据资产化及交易系统.利用区块链技术的密码算法、多中心对等架构、分布式多方共识协议,使参与记录数据交易信息的多方实体仅需通过对区块链技术的信赖建立多方信任关系.该系统以超级账本项目的 Fabric联盟链为框架...     

基于有向无环图的高效区块链共识算法

针对传统区块链共识算法存在效率低和大量资源浪费的问题, 提出一种使用基于ID分类的有向无环图数据结构取代传统区块链链式数据结构的算法, 解决了 传统区块链项目无法在短时间内确认大量交易的问题. 该算法使用基于ID分类的有向无环图数据结构能更简单地达成共识, 适用于多用户在同一时间进行交易确认. 该共识算法与传统区块链项目相比能在更短的时间内确认交易, 从而可节省大量的硬件资源, 且提升区块链对交易的处理效率.