一种基于主从链的跨域身份认证算法

为了抵御身份伪造攻击和解决认证效率低的问题,提出了一种基于主从链的跨域身份认证算法(Cross-domain identity Authentication algorithm based on the Master-Slave chain,CAMS)。该算法基于区块链技术利用主从链方式实现了车辆数据的跨域存储和共享,从而提高了跨域身份认证效率。此外,CAMS算法在跨域认证过程中引入了假名的生成和验证参数。在验证消息之前,进一步验证车辆身份,确保认证身份的匿名性,抵御身份伪造攻击。仿真结果表明,CAMS在计算开销和认证效率方面具有较好的性能。

主从链下的物联网隐私数据跨域安全共享模型

为了解决各个信任应用域之间的跨域安全问题,保证隐私数据的跨域共享,利用区块链技术构建了基于主从链的隐私数据跨域共享模型。首先构建了主从链,并提出基于主从链的跨域共享模型架构;设计了基于智能合约的跨域访问机制,并基于跨域访问机制提出了面向隐私数据的跨域安全共享方案;最后,对模型的稳定性、吞吐量、存储开销等方面进行了实验及对比分析。实验结果表明,该模型同最新的单链跨域模型相比,吞吐量提升了270 TPS左右,节点的平均CPU负载和平均内存开销分别下降了24%和64%;同现有多链跨域模型相比,节点的平均CPU负载和平均内存开销分别下降了15%和20%,为物联网隐私数据的跨域安全共享提供了一种有效方法。

基于超图和MuSig2聚合签名的联盟链主从多链共识机制

针对多链式区块链采用主链最终共识机制,导致主链负载大,制约从链性能等问题,论文提出一种基于超图和MuSig2聚合签名的联盟链主从多链共识机制.首先根据超图理论,构建以横贯超图为主链,子超图为从链的联盟链主从多链架构;然后借鉴分治思想,结合“背书-排序-验证”的共识方式,构建分层分类共识机制,通过分类处理交易降低主链负载压力;最后构建基于MuSig2聚合签名的联盟链多方背书签名方法,提升背书签名的验证效率.性能分析表明:基于MuSig2聚合签名的联盟链多方背书签名安全可靠,基于超图和MuSig2聚合签名的分层分类共识机制具有强一致性和线性时间复杂度.实验结果表明:基于MuSig2聚合签名的多方背书方法的总效率是椭圆曲线数字签名算法(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm,ECDSA)的1.55倍,分层分类共识机制能够提升12.5%的共识效率.该机制具有较高性能,可满足企业多样化业务需求.

基于区块链的可信制造供应链溯源框架设计

针对传统制造业供应链管理信息不透明、数据流易窜改以及追溯能力不足等导致的供应链组织间缺乏信任、机会成本增加的问题,利用区块链技术设计了可信制造供应链溯源(trusted manufacturing supply chain traceability,TMSCT)框架。首先,设计了一种主从链协作机制,帮助用户在保护隐私的同时进行可信合作;其次,通过链上链下存储模式减轻分布式节点的存储压力;最后,基于布隆过滤器与Merkle树构建B-Merkle树,以快速判断当前区块是否包含目标数据。实验结果表明,B-Merkle树可以有效降低查询请求的平均处理时延,所提框架在数据存在性判断、隐私保护、灵活性和缓解节点存储压力方面相比现有解决方案具有更好的表现。

基于主从联盟链结构的医疗器械供应链追溯体系构建

目的 针对医疗器械供应链体系查询时间长、数据存储安全性差的问题,构建基于主从联盟链结构的医疗器械供应链追溯体系。方法 通过提取医疗器械供应链的特征值,构建供应链间的时空关系矩阵,根据医疗器械供应链的分类情况,得到供应链的分布状态,完成医疗器械供应链的跟踪。对获取的医疗器械标签图像进行转化及图像分割,结合二次插补法归一化处理医疗器械标签图像,识别医疗器械标签。以医疗器械供应链的参与主体为主联盟链,主联盟链的参与主体和第三方监管机构为从联盟链,加密供应链数据,利用主从联盟链模型,构建医疗器械供应链追溯体系。结果 实验结果表明,本研究体系在医疗器械供应链追溯中,可以将查询时间控制在5 s以内,供应链追溯过程中密文变化率平均值为92%,提高了医疗器械供应链的追溯效率及安全性。结论 本研究基于主从联盟链结构的医疗器械供应链追溯体系可以提高供应链透明度和可信性,加强医疗器械监管,提高企业自律性和医疗器械安全性,具有较高的实际应用性。

工业物联网中基于区块链的跨域信任认证机制

随着工业物联网(IIoT)制造流程变得越来越复杂,整个制造过程通常由多个管理域协作完成.IIoT设备的身份和可信度在跨域协作中难以得到保障,现有研究缺乏一种同时考虑设备可信度和身份认证的适当方法.此外,区块链因其可靠的特性在身份认证和信任管理领域得到了广泛的应用,但现有研究所采用的区块链单链架构无法满足大规模IIoT多域场景的可扩展性需求.因此,本文提出一种主从链架构以实现可扩展的跨域信任认证机制(MSBCTA).MSBCTA利用信任票据有效组合匿名身份认证和信任管理方法,既能实现跨域身份认证和隐私保护,又能动态评估设备的可信度.此外,MSBCTA采用单向哈希链实现高效的密钥协商方法,保证IIoT设备后续通信的安全.安全性分析和性能评估表明了MSBCTA的可行性和有效性.

主从竞争链的纵向控制结构选择

针对链与链市场地位不平等情形,构建了2条具有先后决策顺序的主从竞争供应链模型,分析了不同纵向控制结构组合下主链先决策与从链后决策的供应链绩效和博弈均衡。研究发现,在主从链基于价格竞争条件下,2条链的博弈均衡为中心化控制结构。当2条链的市场规模悬殊时,随着竞争强度的增加,主链的利润逐渐降低,从链的利润逐渐增加。

基于树形结构构造的联盟链主从多链共识算法

区块链构建了一种价值互联的去中心化网络,是继互联网之后的最具革命性和颠覆性的创新技术.但现有区块链存在性能低下,隐私保护不足,单层链式结构难以支持多种场景下数字资产的分类并发处理,单链共识算法难以实现多链乃至全局的一致性等问题.为解决上述问题,本文基于树形结构设计一种适用于联盟链场景的主从多链架构,可实现不同数字资产的分类、并发处理和达到数据隔离的隐私需求.针对该树形主从多链架构,进一步提出一个基于门限签名的改进拜占庭容错共识算法,可解决多样化数字资产分类并发处理带来的一致性问题.性能分析和仿真结果表明:所提方案在实现隐私数据隔离保护的同时,兼具高并发交易性能,通信复杂度由O(n^(2))降为O(n),可满足企业多样化业务需求.

基于主从联盟链结构的农产品供应链追溯系统方案设计

针对目前农产品供应链追溯系统存在的数据存储容量低、管理中心化、可扩展性差、参与主体隐私信息得不到保证等问题,使用Hyperledger Fabric v2.0平台设计了基于主从联盟链结构的农产品供应链追溯系统。该系统基于已构建的主从联盟链模型存储供应链的信息,利用联盟链的多通道设计方案保证了供应链各参与主体隐私信息的安全性。通过在供应链的各参与主体中部署物联网设备进行信息的采集、处理和上传,保证了供应链存储的信息无人为窜改且安全可信。同时,基于《食品安全国家标准》设计了主从链间的智能合约,用于判断各参与主体上传信息的合理性,以实现从源头保证食品的安全质量。此外,设计了分簇集群传输方法以较低的能耗上传农场中物联网设备产生的大量数据。实验结果表明,该系统可以以较低的时延构建农产品供应链,并且可以在较短时间内返回消费者查询的信息。另外,使用分簇集群传输方法可以明显降低物联网设备传输数据产生的能耗。所设计的农产品供应链追溯系统最终实现了农产品供应链的公开透明,提高了供应链信息溯源效率,增加了消费者对食品安全的信任度。

基于主从多链的水产品区块链溯源信息管理系统设计与实现

针对传统水产品溯源系统存在数据易篡改、环节不透明、管理中心化等问题,在分析水产品供应链及关键信息的基础上,设计了管理供应链溯源信息的主从多链存储模型,保证了各企业隐私数据的安全性,并减轻了单链结构的存储压力。同时设计了链上管控智能合约对水产品从养殖到销售的所有环节进行智能监控,从源头进行管控。在此基础上,设计了基于主从多链的水产品区块链溯源信息管理系统,基于Hyperledger Fabric平台实现了该系统,并结合实际应用案例证明了该系统的适用性。最后与区块链单链架构进行了测试对比。测试结果表明,本研究提出的存储模型对溯源信息进行了并发分层存储,解决了隐私数据无需共享和单链负载大两个方面的问题,保证了溯源数据的真实性,实现了追溯过程透明化。

针对主从多链的区块链集成共识机制研究

区块链技术作为数字货币的基础,实现了去中心化环境下的信任建立与价值传递。随着区块链技术在众多应用领域的深入,区块链所承载的数字资产呈现多元化、复杂化,信息数量的急速增长对区块链的性能提出了更高的要求。采用多链、跨链等技术的主从多链模型,缓解了传统单链模型的性能瓶颈,但现有的共识机制无法适用于主从多链。为此提出一种包含个体共识机制与元共识机制的集成共识机制,确保主从多链模型的区块安全性验证。利用并行的多种共识机制作为个体共识机制,保证了主链在处理从链交易时的高效性。主链中的元共识机制对个体共识的结果进行验证,提高了主链区块的安全性。多种安全性分析与实验结果表明,提出的针对主从多链的集成共识机制较传统的共识机制具备较高的性能与安全性,保证了不同区块链网络节点间自由、安全、有效的数据转换。

需求扰动下含有主从零售商的供应链线性数量折扣契约

对含有一个制造商、一个主导零售商和多个从属零售商的供应链,研究了市场需求发生扰动后的供应链协调问题。考虑线性数量折扣契约,首先分析了需求无扰动时制造商给予主导零售商的批发价格折扣率和鼓励主导零售商投资于产品服务的补贴率,然后讨论了需求扰动时制造商对最优批发价格的调整以及生产成本和需求扰动对线性数量折扣契约设计的影响,最后给出了算例进行验证。

基于主从区块链技术的区域能源交易架构

区域能源交易主要通过集中式的交易服务平台提供买卖交易合同,配合电网进行电力供应与输送,存在服务成本高、交易效率低、用户隐私缺乏安全保障等问题。通过分析区域能源交易主体的特点以及不同类型区块链的适用范围,提出了基于主从区块链技术的区域能源交易架构;建立了适用于区域能源交易的主从区块链模型;证明了该模型具有高度安全性,并对构建的架构平台进行详细设计;最后,通过仿真平台测试证明了该交易架构和模型的可行性和安全性,为区域能源交易的方式提供了一种新的思路。

综合能源服务区块链的网络架构、交互模型与信用评价

综合能源服务是一种全新的能源服务模式,也是能源互联网与泛在电力物联网研究与应用的最佳实践场景。为构建满足多元化能源生产与差异化能源消费的综合能源服务体系,亟需开展综合能源服务中网络架构、交互模型和信用评价的研究。该文基于区块链与综合能源服务的融合应用分析,提出包括综合能源层、调度传输层和综合服务层3层结构的综合能源服务系统物理架构和综合能源服务系统的主从多链结构模型;在设计了6层综合能源服务区块链逻辑层级架构模型的基础上,参考OSI标准网络模型定义,提出综合能源服务系统逻辑信息交互模型;构建了确保综合能源服务区块链有效运行的信用评价体系,并仿真验证了区块链在综合能源服务场景中的适用性和匹配性,为区块链技术在综合能源服务中的应用提供参考。

基于能源区块链的综合能源服务研究

随着互联网信息技术、可再生能源技术以及电力改革进程的加快,开展综合能源服务已成为提升能源效率、降低用能成本、促进竞争与合作的重要发展方向。区块链作为产业创新发展的核心技术,与综合能源服务模式有着天然匹配性。对综合能源服务模式进行了分析,构建了基于区块链的主从多链结构的综合能源服务模型,介绍了主链节点的选举方法及能源区块链的区块结构,最后探究了区块链支撑下的综合能源服务运行模式,为区块链技术在综合能源服务中的应用提供参考。

规模不经济下主从竞争供应链两部定价合同研究

基于链与链市场地位不平等和制造商规模不经济情形,考察具有先后决策顺序的主从竞争供应链模型的纵向控制结构选择和两部定价合同能否实现供应链协调及各成员的帕累托改进.结果表明,规模不经济系数不会对两条链的均衡结构产生影响,从链收益在均衡结构下随市场竞争强度增加而增加.当市场竞争强度较弱时,合理引入两部定价合同能实现供应链协调及成员的帕累托改进.

阀体密封面自动焊接系统方案设计

基于弗莱那-雪列矢量理论,提出了曲线焊缝离散化方法,据此求得了对应于时间序列的离散焊点位姿和焊枪-焊点间相对位姿.基于变位机-机器人主、从运动链末端的耦合约束关系,提出以船型焊为最佳焊位时的协同焊接运动学模型及参数求解流程.变位机-机器人协同焊接阀体密封面的运动仿真和现场试验表明,该系统能够平稳、准确地完成预期的焊接任务,证实了所提出的协同焊接运动学模型及参数求解方法正确可行.

阀体密封面变位焊接机器人系统运动学建模

为了获得与时间序列相对应的离散焊点位姿,以更易于求得焊枪—焊点间的相对位姿,提出基于弗莱那—雪列矢量理论的曲线焊缝中离散焊点的位姿求解及焊缝坐标系构建方法。基于变位机—机器人主、从运动链末端的耦合约束关系,提出以船型焊为最佳焊位时的协同焊接运动学模型及参数求解流程,据此求得协同焊接过程中机器人和变位机的关节转角、角速度和角加速度。变位机—机器人协同焊接阀体密封面的运动仿真和现场实验表明,该系统能够平稳、准确地完成预期的焊接任务,证实了所提协同焊接运动学模型及参数求解方法正确可行,为研发自动化焊接生产线奠定了必要的基础。

阀体焊接机器人运动性能分析

基于弗莱那-雪列(Frenet-Serret)矢量理论,获得了离散焊点处的切向、法向和次法向矢量,据此可求得焊枪-焊点间的相对位姿。基于变位机-机器人主从运动链末端的耦合约束关系,提出以船型焊为最佳焊位时的协同焊接运动学模型及参数求解流程。在求解焊接机器人工作空间的基础上,依据球形手腕六关节串联机器人处于奇异位形的几何条件,归纳得出焊接机器人的10种独立的奇异位形。协同焊接阀体密封面的运动仿真和现场试验表明,该变位机-机器人焊接系统能够平稳、准确地完成预期焊接任务,证实了提出的协同焊接运动学模型及参数求解方法正确可行。

阀体密封面焊接机器人-变位机协同运动建模

基于变位机-机器人主、从运动链末端的耦合约束关系,提出以船型焊为最佳焊位时的协同焊接运动学模型及参数求解流程。变位机-机器人协同焊接阀体密封面的运动仿真和现场试验表明,该系统能够平稳、准确地完成预期的焊接任务,证实了协同焊接运动学模型及参数求解方法正确可行。