基于区块链的微电网数据安全存储与删除验证方案

针对区块链存储容量有限以及数据删除无法验证的问题,在边缘计算环境下提出一种基于区块链的微电网数据安全存储与删除验证方案。利用边缘计算对电力数据进行预处理,减小数据规模,提高数据质量;分别基于K-Raft(Kademlia-Raft)和Streamlet共识协议构建安全存储链与删除验证链,前者存储密文哈希等相关信息,后者存储删除证明,实现真正的分布式存储。安全性分析与实验分析表明,该方案可以实现微电网数据的安全存储以及外包数据的高效删除验证。

基于区块链的微电网数据安全共享方案

新能源发电因具有不稳定的特点,给当前微电网的安全稳定运行带来数据集中存储、数据泄露、共享困难等问题。结合区块链的分布式架构、数据安全透明可追溯、去中心化等特点,设计一个微电网数据安全共享方案。在初始化阶段,用户需要完成账户注册并将智能电表接入数据采集器,利用改进的ElGamal加密算法对采集的数据进行加密,将打包好的数据区块对外广播,发起共识,采用积分取代传统区块链共识机制中的代币进行流通,待各节点达成共识后将数据包存储在链下数据库中,并将其存储地址返回至链上进行存储。数据共享的实现则需查询方提交访问申请,智能合约自动执行完成数据的共享。实验结果表明,该方案能够有效抵御51%攻击、内部攻击、修改攻击等,算法效率较传统算法提高3倍,且系统开销不足165p,交易吞吐量最高接近300 tx/s,明显提高了交易速率并保证数据的安全共享。

基于区块链的智能家居认证与访问控制方案

智能家居运用物联网技术为用户提供自动化的智能服务,但传统的集中式架构存在机密性和完整性等安全性问题,而现有的分布式架构又存在重复认证、高延迟等问题。针对这些问题,基于区块链和椭圆曲线集成加密技术提出了一种智能家居认证与访问控制方案,同时还引入了边缘计算,降低系统的延迟。并将基于权能的访问控制与区块链相结合,在区块链上存储权能令牌并设计了相应的智能合约以实现安全的访问控制。安全性分析表明,该方案具有去中心化、不可窜改、机密性、完整性和可扩展性等安全特性。在以太坊区块链上进行仿真,并根据计算开销、通信开销和响应时间等指标对方案进行了性能评估。评估结果表明,相比其他方案,该方案计算开销和通信开销更小,响应时间更短,具有明显的优势。

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,以锚定数据快照信息的方式保障数据的安全性。在智能合约构建过程中,采用安全多方计算(secure multi-party computation,SMPC)技术增强合约的执行安全性,解决资金转账等敏感问题。改进Raft共识算法,将各节点的性能、可靠性、地区影响力等维度作为综合性能,设计基于节点综合性能的Raft共识算法,解决数据存储和数据处理效率的问题。利用Postman、JMeter等工具对系统的存证、吞吐量进行测试,所得结果能满足系统的需求。

基于联盟链的泛在电力物联网数据存储方案

针对泛在电力物联网中电力设备海量数据的存储问题,引入区块链技术,研究基于联盟链的泛在电力物联网数据存储方案。用联盟链平台替代原先的云平台,将链下与链上连接起来进行数据存储并保证它安全可信,通过Redis数据库连接联盟链,在链上引入改进的Hot-Stuff共识算法。认证协议用于双向可追溯性验证,防止恶意节点的接入。安全性分析表明,该方案满足数据的机密性、可用性和完整性。实验结果表明,所提方案与传统的分布式存储机制相比,在CPU的能耗、节点连接耗时以及系统吞吐量等方面都更优。

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。