迪拜创建“区块链之都”的创新实践

迪拜是快速崛起的国际大都市,其希望通过创建“区块链之都”使城市更智慧、民众更幸福。提升政府效率、促进行业创造和提升国际竞争力是建设“区块链之都”的基本方向。在发行国家级数字货币emCash和建设区块链公共平台的基础上,迪拜重点推进车辆生命周期管理、医疗健康管理、法院执法、学历认证、旅游和抵押贷款等业务领域区块链的应用,取得了良好的成效。迪拜的实践告诉我们,必须充分认识区块链在城市发展中的重要作用,强化政府在推动区块链发展中的独特角色,形成切实可行的发展目标和实施计划,将发展区块链作为创新引领高质量发展的动力,要坚持以民为本,使区块链为社会创造更大价值。

养殖RFID测温定位电子耳标研究——基于智慧农业区块链

首先,介绍了区块链和物联网技术在智慧农业应用的概念;然后,基于结构、温度传感器、RSSI定位和天线等多个模块实现了对测温定位电子耳标的设计;最后,为了验证该RFID测温定位电子耳标的性能,设计了一套放养羊群的养殖信息监测系统,对每只羊的实际位置和体温进行监测。测试结果表明:系统可以准确测量山羊的体温和位置,响应快,稳定性高,符合设计需求。

基于区块链的车联网跨域数据安全传输系统设计

为有效应对车联网系统在数据传输过程中的安全问题,提出一种基于区块链的车联网跨域数据安全传输系统。该系统将车联网安全数据传输过程划分为注册、安全通信与数据共享三个关键环节。在注册阶段,车辆和路边单元需要通过可信机构完成注册,以确保其的身份合法性;在通信阶段,为了减少路边单元与车辆频繁认证,设计了跨域认证的方法,保障数据传输的可靠性和完整性,并引入假名来保护用户隐私;在共享阶段,文中设计了基于多线程遍历共享广播森林的事务广播算法,利用广度优先搜索思想建立广播森林,并使用多线程遍历进行数据事务广播传输。实验仿真结果显示,文中方案的签名计算成本减少70%,验证计算成本减少41%;其次,在ER模型下,相比使用Gossip协议进行事务数据传输,该方案中交通数据事务总时间降低了93%;在BA模型下降低了87%。

区块链技术对传统金融体系的影响研究

随着区块链技术的快速发展,它已开始对全球金融体系产生深远的影响。区块链技术以其独特的去中心化特性,提高了交易的透明性和安全性,同时对传统金融机构的业务模式、监管框架以及风险管理方法提出了新的挑战和机遇。本文旨在深入探讨区块链技术如何重新定义金融服务,特别是在支付系统、资金清算、合规性和客户服务方面的具体应用,以及这些变革对传统金融体系的潜在影响。

基于区块链和压缩前缀树的去中心化域名系统

现存的基于区块链的去中心化域名方案多存在去中心化不彻底、时间复杂度高、区块链存储膨胀等问题,为此提出了一个兼顾时空复杂度和去中心化程度的域名方案。首先,借助区块链实现去中心化,使用对等节点充当域名服务器,不另设特殊节点,实现彻底的去中心化;其次,设计了一种基于压缩前缀树的数据结构(DNT)以改善区块链的存储膨胀问题和降低系统的时间复杂度,并针对DNT提出了一种高效检索算法;最后,提出了一种基于非对称密钥的零集中管理机制用于系统在去中心环境下运营。实验结果表明:DNT在改善存储膨胀问题上有着良好的效果,总体空间占用约为每千万条0.87 GB,仅为同类方案的10%;DNT对节点总数和深度都有出色的抑制效果,节点总数比前缀树(Trie)少了2个数量级;吞吐率几乎不会随着区块高度的增加而衰减。

“共享经济+区块链”商业模式创新案例分析

本文探讨“共享经济+区块链”商业模式的创新与实践。通过分析基于公有链的DAPP模式和自建区块链模式两种开发方式,揭示它们在成本、效率、安全性及市场竞争力等方面的优势与挑战。具体案例包括将区块链技术应用于Uber Pool以优化出行服务的Uber Pool on Blockchain项目,以及Airbnb通过自建区块链并发行代币来降低交易成本、提升用户体验的Airbnb Token项目。研究表明,区块链技术以其独特优势为共享经济提供更加安全、高效的解决方案,但项目方需综合考虑自身实力与市场环境选择合适的开发模式。未来,随着区块链技术的不断进步,“共享经济+区块链”模式将展现出更广阔的发展前景。

区块链扩展技术现状与展望

近年来,区块链技术引起广泛关注,其作为一种分布式账本技术,由于具备开放性、透明性和不可篡改性,已经被应用到诸多领域.但随着用户数量和访问需求的大幅增加,现有区块链体系结构可扩展性不足导致的性能瓶颈,制约了区块链技术的应用和推广,如何解决可扩展性问题已成为学术界和工业界关注的热点.对已有的区块链扩展方案进行分析和总结.首先,介绍区块链基本概念和可扩展性问题的由来,定义可扩展性问题并提出衡量可扩展性的指标.其次,给出分类框架,将现有方案按网络扩展、链上扩展、链下扩展3大类进行介绍,通过对不同的区块链可扩展性方案进行分析,比较各自的技术特点并归纳优缺点.最后,对亟待解决的开放性问题进行讨论,展望区块链技术未来趋势.

融入区块链的课程目标达成评价系统建构与应用研究

推进课程评价数字化转型升级,是实现教育现代化、推进教育高质量发展、建设教育强国的重要举措。然而,当前课程目标达成评价领域存在中心化管理、数据孤岛、安全性不足等问题,影响了课程目标达成评价的科学性和公信力,进而制约了课程评价数字化转型。为此,文章提出一种基于区块链技术变革课程评价的新思路,设计了融入区块链的课程目标达成评价系统,从数据共享框架、课程目标达成评价合约、隐私保护方案三个层面探讨系统的运行机制,并阐述该系统的主要功能和应用成效。文章设计的系统,可为消除数据孤岛、提高评价数据安全性、推动课程评价数字化转型提供参考。

区块链系统身份管理机制研究综述

区块链技术是一项集P2P网络、共识机制、密码学、博弈论、经济学等众多技术与理论于一体的应用创新,以其去中心化这一特质冲击着传统系统中心化机制带来的种种约束,通过共识机制在一个无需第三方信任机构的开放网络环境中实现交易的可信性、可溯源、防篡改等功能,其所形成的新型计算范式和信任机制有助于推动管理模式的转变。同时,区块链技术具有的账本公开和多方共识机制,为以交易为最小数据单元的区块链系统身份管理提出了挑战。梳理区块链系统身份管理技术的重要研究成果,为系统掌握区块链身份标识和认证方式、加强不同应用场景中的信息发现和价值挖掘提供借鉴。在讨论传统系统与区块链系统身份管理特征,并明确区块链身份管理主要内容的基础上,阐释UTXO模型和账户模型的特点,深入分析基于公钥转换、数字证书和去中心化数字身份3类区块链系统身份标识机制,以及匿名认证、实名认证和可控匿名认证3类区块链认证方式,最后对区块链身份管理技术的未来发展进行展望。

边缘计算网络中区块链赋能的异步联邦学习算法

由于数据量激增而引起的信息爆炸使得传统集中式云计算不堪重负,边缘计算网络(ECN)被提出以减轻云服务器的负担。此外,在ECN中启用联邦学习(FL),可以实现数据本地化处理,从而有效解决协同学习中边缘节点(ENs)的数据安全问题。然而在传统FL架构中,中央服务器容易受到单点攻击,导致系统性能下降,甚至任务失败。本文在ECN场景下,提出基于区块链技术的异步FL算法(AFLChain),该算法基于ENs算力动态分配训练任务,以提高学习效率。此外,基于ENs算力、模型训练进度以及历史信誉值,引入熵权信誉机制评估ENs积极性并对其分级,淘汰低质EN以进一步提高AFLChain的性能。最后,提出基于次梯度的最优资源分配(SORA)算法,通过联合优化传输功率和计算资源分配以最小化整体网络延迟。仿真结果展示了AFLChain的模型训练效率以及SORA算法的收敛情况,证明了所提算法的有效性。

可撤销属性加密的区块链数据访问控制方法

针对区块链数据共享中存在的粗粒度访问控制问题,提出一种基于属性撤销密文策略属性基加密的区块链数据访问控制方法。在现有方案基础上进行改造,引入预解密过程,结合属性撤销列表实现属性实时撤销;基于非对称群下的DBDH困难问题假设进行安全性证明;基于超级账本Fabric进行系统设计,结合星际文件系统采用链上链下存储方式解决区块链容量不足和系统效率问题。实验结果表明,所提方案撤销属性时无需更新密钥密文重复上链,仅需要6次Pairing操作进行预解密和解密,且在大规模属性集下,预解密时间和解密时间平均保持在百毫秒左右的常量级上,实现区块链数据高效、细粒度的访问控制。

能源区块链的跨链服务安全技术研究进展

在“双碳”目标推动下,能源产业数字化转型势在必行.随着区块链在能源行业数字化转型应用和发展,能源区块链概念逐渐形成共识,它是区块链与能源互联网深度融合的产业新形态,可助力能源主体之间的高效协作,为绿色低碳等创新业务模式提供技术支撑与服务.能源区块链的规模化发展离不开多层次跨链技术的突破,但能源区块链的跨链服务还面临着许多问题.将目前能源区块链领域的研究现状分为5类,即能源区块链架构、智能合约应用、跨链技术、区块链节点管理和区块链隐私保护,针对这5个方向分别总结相关研究工作,详细梳理出各研究方案的原理、优势与不足;然后,为促进能源区块链的跨链服务安全技术的发展,根据能源区块链的现实需求,结合监管机制与共识机制提出多层次跨链协同监管的能源区块链架构;最后,总结出能源区块链跨链服务安全技术中亟待解决的问题,并提出区块链在能源领域的研究展望.

基于区块链的用户自定义位置共享方案

针对移动社交网络位置共享服务存在的隐私泄漏问题,提出基于区块链的用户自定义位置共享(BUDLS)方案.基于区块链实现位置信息分布式管理,防止中央服务器收集大量用户隐私,增强用户位置信息的可控性.设计基于公钥数字签名和同态加密相结合的加密机制,防止位置信息被攻击者非法获取.定义灵活的访问控制策略,根据用户需要提供可靠的服务.安全分析验证结果显示,BUDLS方案满足隐私安全目标.仿真实验结果表明,相比传统方案,BUDLS方案降低了时间成本,提高了位置查询的准确性,有效保护了移动社交网络平台用户的位置隐私.

基于区块链技术的国家学分银行系统研究与设计

区块链作为一种新兴技术,具有去中心化和不可篡改等特征,它能为学分银行建设提供技术支持。突破以往从理论上论证区块链技术服务于学分银行建设的可行性,以国家开放大学推进学分银行建设实践为依托,系统介绍了区块链+学分银行的应用案例。同时,对基于区块链技术的国家学分银行系统可能存在的技术风险进行分析,并提出应对方案。

基于区块链的联邦蒸馏数据共享模型研究

零散、孤立的海量数据形成“数据孤岛”使得数据无法交互和连接,如何在保护原始数据隐私的前提下安全有效地共享数据中的知识信息已成为热点研究问题。基于以上内容,提出了一种基于区块链的联邦蒸馏数据共享模型(BFDS)。区别于中心化架构,采用区块链联合多参与方组建教师网络,实现分布式协同工作;通过交换蒸馏输出的方式,传递数据中的知识信息,联合训练轻量化模型;提出了一种多权重节点可信评估算法,调用智能合约分配权重并生成可溯源全局软标签,降低因参与方质量差异而产生的负向影响。实验结果表明,BFDS模型能联合多参与方安全可信共享数据知识,协同蒸馏训练模型,降低了模型的部署成本;所提出的多权重节点评估算法能有效减小低质量节点的负向影响,提高了全局软标签的质量与安全性。

基于区块链且可验证的智能电网多维数据聚合与分享方案

针对如何支持轻量级多维数据聚合,实现系统整体过程中多维数据的双端完整性验证,以及处理云服务器集中化等问题,提出了一种基于区块链且可验证的智能电网多维数据聚合与分享方案。首先,为了满足智能电网对电量数据细粒度分析的需求,利用掩蔽值和霍纳法则实现了隐私保护多维数据聚合。在此基础上,针对现有数据聚合方案在云存储数据与第三方分享方面存在的数据完整性验证问题,借用基于RSA的乘法同态承诺方案和同态哈希函数的同态性设计了一种新的签名算法,使云服务器不仅可以验证聚合数据的完整性,还可以验证数据分享阶段的完整性,即实现了云存储数据的双端可验证性,并且可以抵抗内部攻击。同时,提出了一种基于联盟链多链的聚合数据分享体系结构,有效地避免单机处理瓶颈和易受攻击等集中化问题。理论分析证明了所提方案的安全性。性能实验表明,所提方案比已有方案具有更低的计算和通信成本。

基于区块链共识激励机制的新型联邦学习系统

随着云存储、人工智能等技术的发展,数据的价值已获得显著增长。但由于昂贵的通信代价和难以承受的数据泄露风险迫使各机构间产生了“数据孤岛”问题,大量数据无法发挥它的经济价值。虽然将区块链作为承载联邦学习的平台能够在一定程度上解决该问题,但也带来了三个重要的缺陷:1)工作量证明(Proof of Work,POW)、权益证明(Proof of Stake,POS)等共识过程与联邦学习训练过程并无关联,共识将浪费大量算力和带宽;2)节点会因为利益的考量而拒绝或消极参与训练过程,甚至因竞争关系干扰训练过程;3)在公开的环境下,模型训练过程的数据难以溯源,也降低了攻击者的投毒成本。研究发现,不依靠工作量证明、权益证明等传统共识机制而将联邦学习与模型水印技术予以结合来构造全新的共识激励机制,能够很好地避免联邦学习在区块链平台上运用时所产生的算力浪费及奖励不均衡等情况。基于这种共识所设计的区块链系统不仅仍然满足不可篡改、去中心化、49%拜占庭容错等属性,还天然地拥有49%投毒攻击防御、数据非独立同分布(Not Identically and Independently Distributed,Non-IID)适应以及模型产权保护的能力。实验与论证结果都表明,本文所提出的方案非常适用于非信任的机构间利用大量本地数据进行商业联邦学习的场景,具有较高的实际价值。

区块链环境下基于复杂网络演化博弈的农户融资上链行为研究

农户与金融机构间可能存在信息不对称,致使金融机构“惜贷”,农户融资难、融资贵情况凸显。区块链技术的出现已成为运用金融科技实施精准放贷,助力乡村产业发展的突破口,在这种背景下如何提升各主体参与的积极性成为各方关注的焦点。基于供应链融资视角,构建农户融资上链行为复杂网络演化博弈模型,并通过数值仿真分析,探讨了各因素对系统演化结果的影响。研究表明:局域网中农户规模、初始上链率、金融机构类型、上链成本及风险是影响农户上链的关键因素。构建农业区块链技术发展先行示范区,加大对农户区块链技术的宣传和培训,完善激励和金融产品创新机制,是支持区块链技术推广的重要手段。

基于区块链技术的新型跨境贸易体系构建研究

近年来,跨境贸易规模的日渐加大,在具体运作中贸易主体间信任缺失、数据孤岛、运作低效、业务链中心化集权等问题也一并凸显。而区块链凭借自身所拥有高度透明、多方自治、防篡改等技术优势与其形成了很好的匹配,正好契合了跨境贸易产业转型需求。为了充分发挥该技术推动作用,首先对区块链的发展及其在跨境领域的应用进行追溯,在此基础上对我国现行跨境贸易运作结构网络进行分析,找出其运作存在的共性问题。并基于区块技术特性提出匹配性的解决方案,据此构建“区块链+跨境贸易”运作模式,并在此整体框架下,设计跨境数据标准体系、跨境信息安全体系以及跨境贸易体系API接口设计。

具有高价值密度的农业物联网数据区块链压缩存储方案

针对现有区块链物联网体系主要采用链上存储摘要链下保留原始数据的存储方式中链上无法直接获得真实数据的问题,该研究提出了一种具有高价值密度的农业物联网数据区块链压缩存储方案。首先,边缘服务器将收集的同一批数据聚合到同一批事务中;其次,设计离群值可处理的自适应有损压缩方法,在满足用户保真度要求的前提下降低数据冗余;最后,压缩数据上链,实现区块链上物联网数据的高价值密度存储。与现有方案相比,该方案能提高链上存储真实物联网数据的效率。试验结果表明,在使用自适应压缩方法压缩数据时,针对不同的数据集会自适应选取k值,在满足用户重建精度的前提下,获得良好压缩效果,减少链上存储空间,提高了数据价值密度;相对于风速之类频率较高的数据,温湿度、二氧化碳等变化频率较低的数据可以获得较高的压缩比;当假设正常数据压缩比为10:1时,该方案可节省约85%的链上存储空间,相应的价值密度提高了约85%。该研究可为农产品溯源过程中的物联网数据高效存储提供解决方案,为实现分布式农业物联网数据压缩存储提供技术支持。