基于有向无环图的高效并行区块链

区块链系统的性能制约了它的推广应用,主要表现为交易吞吐量低、交易确认时间长和算力浪费等.针对这些问题,提出一种基于有向无环图（DAG）的区块链及其共识协议,提供区块链的并行工作模式.通过3个指针提供DAG区块的连通性;根据工作量证明（PoW）机制,将较难的区块组成一条谜题链,保证区块的有序性和系统的安全性;按照最长链原则和最难链原则,制定谜题链的共识协议.本方案充分利用了网络节点的计算资源,提高了区块链系统性能,减小了计算冗余度,节省了算力.     

基于信誉度的主从多链区块链共识机制

针对单一区块链系统的性能局限性、多链系统跨链共识困境以及数据分布挑战问题,该文提出了一种主从多链的共识机制。设计了2层区块链结构以构建主从多链。通过主区块链链接多条从区块链,保证了数字化资产的全局一致性,提高了区块链的性能。将信誉度评估引入基于权益证明的共识机制中,提高了交易的吞吐量。设计了多共识机制融合的联合共识机制,确保数据的一致性和不可篡改性。通过生成动态验证节点,确保节点的去中心化和防止恶意攻击。相比传统的以太坊(ETH)区块链,仿真实验结果表明每秒事务处理量(TPS)提升了约48%,拥有高权益节点的恶意行为将受到更严重的惩罚,证明了主从多链设计在应对权益粉碎攻击、贿赂攻击等方面具有安全性高、事务处理快的优势。     

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.     

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.     

基于联盟区块链和IPFS的音乐共享模型

提出一种基于联盟区块链技术和星际文件系统(IPFS)的去中心化音乐共享模型.利用区块链去中心化、不可篡改等特点,结合IPFS共同维护音乐数据的分布式可靠存储,并在联盟链场景下搭建节点进行数据验证,采用以太坊PoA共识机制避免算力挖矿,以减少全网节点共识时间,通过设计智能合约实现了安全、透明的音乐数据存储和共享.对区块链交易处理效率进行实验测试,结果表明,当出块时间为100 s时,系统吞吐量为311笔/s,具有较高的运行效率.     

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...     

基于可信性评估的区块链共识机制的研究

共识算法是区块链的核心。为解决基于算力的共识算法存在的安全问题,一般采用基于历史行为的信任值代替算力,但该方法只根据特定的行为决定每个节点的信任值,太过于简单,不适用于复杂的应用场景。因此提出了一种基于可信性评估的区块链共识机制,利用区块链节点在整个区块链上的工作表现产生的信任值,来定义节点的力量,信任值由信任值评估算法产生,在算力和时间方面增加攻击成本。经过对提出的共识机制的性能测试和安全性分析,表明本文中的共识机制对于基于算力的攻击成本远超于其他共识算法。     

多群组“2+1”三链交易溯源系统

针对产品溯源痛点,如数据可信性、安全性等,基于区块链防篡改、去中心化、可信任等特性,提出了多群组“2+1”三链交易溯源系统,该系统通过群组对参与者、交易数据进行管控,将交易数据与摘要数据分别构链,为特定商品全流程交易构链,同时提出适用于本系统的激励机制．该系统能够保证溯源信息真实可信不可篡改．通过引入群组的概念,将交易数据分群组管理,摘要数据全网共同管理,有效提高系统的存储效率,通过相应的激励机制,解决参与节点积极性低的问题,有效调动节点参与系统的数据流通、共识的积极性．多群组“2+1”三链交易溯源系统为基于区块链的溯源技术提供了重要借鉴．     

基于模型准确率的链上去中心化联邦学习模型

现有的联邦学习存在恶意中央服务器和恶意参与者发布虚假数据毒害模型等问题。针对此情况,该文提出了一种去中心化的联邦学习模型,该模型将聚合工作由中央服务器移至参与者本地,各个参与者依据聚合算法将训练之后的模型参数写入交易,生成区块发布到区块链网络中。采用一种基于模型准确率的Byzantine容错共识算法构建共识小组,通过建立节点信息表实现节点动态加入。对所提的链上去中心化联邦学习模型的吞吐量、时延等性能进行了相关测试,结果表明：在相同条件下,基于模型准确率的高性能Byzantine容错共识算法相较于传统的Byzantine容错共识算法,吞吐量提升60%,系统平均时延从6 s减少到1 s。     

基于专利视角的全球区块链技术发展分析

正区块链源自比特币(Bitcoin)底层技术,由中本聪(Satoshi Nakamoto)于2008年首次提出,即在去中心化的点对点网络中,基于非对称加密算法和共识机制等原理,记录携带时间戳、并由集体维护交易数据的防篡改分布式数据库。区块链具有去中心化、开放性、自治性、信息不可篡改及匿名性等特征,主要解决交易的信任和安全问题。区块链是数字经济社会中不可或缺的信息基础设施,通过点对点可信的方式组织数据资产的流通和交易,实现跨行业、跨机构的业务流程优化,赋能产业数字化升级,助力政府和各类社会机构运营和治理能力提升。     

基于区块格的RFID双向认证协议

随着物联网技术的不断发展,RFID(Radio Frequency Identification)技术越来越受到人们的重视.然而,快速发展的应用场景导致传统RFID双向认证协议的安全性假设不再成立.不仅如此,随着物联网规模的不断扩大,传统的中心化RFID认证架构的弊端也逐渐凸显出来.区块链技术具有去中心化和拜占庭容错的特点,可以同时有效地解决上述问题,但其效率十分低下.区块格是区块链技术中的一种有向无环图结构,具有并行处理交易的特点,可以提高执行效率,但因受限于共识机制,仍有吞吐量瓶颈.首先分析了恶意阅读器的可能行为,设计了适用于本场景的容忍分叉的区块格结构,并证明了其仍然具有偏序关系;然后结合传统的RFID双向认证协议,设计了基于区块格的RFID双向认证协议,所提出的协议在安全性不受影响的前提下去除了共识机制,消除了吞吐量瓶颈;最后,对所提出的协议的效率进行了分析,结果显示本协议在保证安全性的前提下具有在渐进意义上与传统协议采用的中心化架构一致的效率.     

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。     

基于区块链的微网群交易机制及日前优化调度

随着多能微网群结构逐渐形成,传统集中式电能交易中利益分配及交易安全的问题,造成各微网主体难以积极响应交易机制,且在交易过程中存在低效性、公正性等问题。本文提出了一种基于区块链技术的多能微网群市场交易机制,并辅助各微网制定日前调度计划。首先,通过区块链技术构建了微网群去中心化交易框架。然后,以智能合约为基础,建立了兼顾分时价格、权益系数等因素的微网群交易机制,设计了交易匹配与市场出清流程进行电能的合理分配。最后,构建多能微网日前优化调度模型,并进行交易流程模拟,为调度提供辅助决策方案。算例结果验证了基于区块链技术的微网交易机制的有效性,微网群调度模型可实现合理的交易双方匹配与电能分配。     

基于区块链和混合连续双向拍卖的分布式电力交易机制

针对分布式电力交易中缺乏有效可靠的交易机制来规范用户信用行为的问题,提出基于区块链和混合连续双向拍卖的电力交易匹配机制。混合连续双向拍卖把信用值引入到用户报价调整中,通过信用值和报价的加权平均值进行连续双向拍卖交易匹配。这种匹配机制能有效减少恶意节点对电力资源分配的影响,从而提高总体收益和用户交易积极性。同时,为了使总体利益最大化,提出基于均衡值的报价策略。然后,借助区块链实现用户间电能数字证明和费用之间的交换。最后,通过分布式电力交易模拟实验证明该交易机制的有效性。     

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。     

区块链共识算法综述

区块链技术作为核心技术自主创新的重要突破口,在越来越多的领域带来了深刻的变革.区块链的三大核心技术分别是:密码学、共识机制和分布式网络.共识算法作为区块链技术的核心之一,对维护系统稳定运行,以及节点间的相互信任有着重要的作用.本文主要介绍了区块链共识机制发展至今的一些代表性算法,包括分布式共识、工作量证明、权益证明等共识算法,并对这些算法中存在的一些安全隐患进行了概述.     

基于区块链的食品质量安全追溯应用研究

市场经济快速发展使得食品多样性不断增加,同时食品安全问题也逐渐暴露。提高对食品安全监管的水平已成为国家的重要目标,也是市场监管部门的首要任务。区块链作为新型互联网技术具有多中心化、防篡改、可追溯、共识存储等特性,对食品安全监管有重要的帮助。针对传统追溯系统存在管理中心化、信用体系不完整、供应链信息不对称等问题,本文采用区块链技术设计实现食品质量安全领域追溯,在对国外食品流通追溯模型借鉴的基础上,分析了我国实施基于区块链技术的食品流通领域追溯信息化现状和问题,明确区块链技术运用在食品质量安全追溯的可行性,并提出了基于区块链技术的食品流通领域追溯信息化系统的构建方法,以提高整体追溯效率。