基于联盟区块链的电动汽车可信充电模型

基于中央服务器的传统架构是过去后台服务搭建的重要解决方案,但随着用户数与应用需求的爆发式增长,该架构对中心节点的计算与存储能力提出了更高的要求,同时也带来了信任危机.分布式系统的一个典型代表-区块链,作为比特币的核心技术,它的不可篡改,可追溯,不可伪造数据等特性使得它在近几年受到广大研究者的广泛关注.本文提出将联盟区块链应用到电动车,充电桩,智能电表,传输电网所组成的充电网络中,利用区块链技术来管理充电记录,以此来保护每一方的利益,为交易纠纷的解决提出一种数据层面的支撑.本文在提出专用联盟区块链的同时,也提出了一种新的适用于电动汽车可信充电模型的共识机制和对应的查询智能合约.实验结果表明所设计的共识机制能在该可信充电网络模型中安全高效的运行,同时也能够满足用户快速查询交易的需求.

一种基于信誉审查与算力权益化证明的联盟区块链共识算法

针对目前联盟链共识算法存在共识效率低和主节点选举过于集中的问题,提出一种基于信誉审查与工作量证明相结合的联盟区块链共识算法PRW(Proof of Review and Work)。引入了公有链中工作量证明的思想,通过同时考虑联盟区块链共识节点当前信誉审查情况与算力化的权益实现一致化共识,平衡系统集中化趋势,从而促进联盟区块链公平可持续发展。实验结果显示,经过改进后的PRW共识算法在提高节点出块效率的同时平衡了记账权竞争。

联盟区块链在钢铁行业供应链管理中的应用

我国钢铁行业物流运输量大、运输种类和方式多,存在行业集中度低、信息共享低效和现代流通水平不高等缺陷,借助区块链去中心化、开放性、安全性、源头可溯性等特征,可以有效解决现有的一系列缺陷,推进整个供应链系统的发展和进步。本文围绕钢铁行业物流管理与服务核心业务应用需求,应用智能合约技术、共识机制、物流数据采集追踪技术,利用运输模型分析预测算法、订单分配算法,研发了基于联盟区块链的钢铁行业物流综合应用示范平台。该平台具有调度大屏显示、智能物流调度、关键数据防篡改等功能,实现了平台上下游数据的公开透明、订单的追踪溯源,打造公开透明、安全可靠、效率高的新型供应链管理模式,同时为智能化钢铁物流的发展提供试验和验证平台。

基于联盟区块链技术的钢铁行业物流综合管控系统

区块链是一种去中心化的分布式账本系统,具有公开透明、不可篡改、防止多重支付等优点,并且不依赖于任何的可信第三方。其中区块链中的联盟区块链针对某些特定群体或机构,通过对节点授权来设置准入门槛,使数据的产生和接触可控,能在一定程度上兼顾数据的多方维护和避免数据泄露。联盟区块链内部设置记账节点,负责打包交易以及产生新区块,普通节点只负责产生交易和查询交易,没有记账权,可避免POW共识所带来的计算资源、电力资源、存储资源的浪费。因此,联盟区块链非常适合彼此已经具有一定信任度的群体或机构的钢铁行业物流系统使用。介绍了联盟区块链共识机制和常见算法,石钢公司通过建立物流综合管控系统LES构架,同时融合先进可靠的信息化、互联网、物联网、优化算法等技术建设了高效客商网络协同平台,完成了智能物流调度、智能入库、出库,全物流费用管理等的建设,实现了基于联盟区块链技术的钢铁行业物流信息自动采集。

泛在电力物联网背景下基于联盟区块链的电力交易方法

泛在电力物联网的建设,推进电能的生产消费进一步向分布式发展,出现了更多电力自由双边交易。中心化电力交易模式中,市场主体互信度不够,数据安全性不高。提出基于联盟链技术的电力交易方法以解决这些问题,确保交易高透明度、可追溯性与不可篡改性。联盟链分布式存储与数据共识机制确保电力交易系统安全性。保留交易中心的监管权限、将调度中心安全校核与电网输送电能环节纳入电力交易,提升联盟链技术应用于电力交易业务的可行性。最后设计交易平台中发、用电多方合作博弈交易情景,多发电方共同完成电力需求。该方法有利于灵活调整交易电量,增加合作收益,避免单个发电方无法满足规定时间内过大电力需求的隐患,为未来的弱中心化电力交易模式提供新思路。

基于联盟区块链的产业应急情报协同共享模式研究——以半导体产业应对“四川限电”应急场景为例

[目的/意义]应急处置与管理是社会持续平稳发展的重要保障,面对纷繁复杂的国际产业竞争态势与突发事件频发的时代背景,立足产业应急处突场景,构建数据驱动与多元主体共融的产业应急情报协同共享模式已成为迫切需要解决的问题。[研究设计/方法]以协同理论为指导,采用联盟区块链技术构建产业应急情报协同共享模式,阐述产业联盟链应急情报全过程协同共享框架及保障机制。同时,以半导体产业面对“四川限电”突发事件的应急情报协同共享场景为例,阐释该模式的应用流程并剖析其价值。[结论/发现]首先,通过Hyperledger Caliper平台对联盟区块链进行测试,验证该模式的可行性和有效性;然后,借助案例证明了该模式可有效实现产业应急情报多元主体协同和情报数据协同,打破数据壁垒,提升产业应急情报数据的安全性、可信度和可追溯性,加速了产业应急响应和处置速度。[创新/价值]本文采用“技术框架搭建—协同模式构建—场景应用剖析”的研究逻辑,提出应急情报协同共享模式,为我国产业发展提供稳定和可靠的应急情报服务保障。

基于联盟区块链的进口农产品溯源系统研究

自2020年年中以来,国内多次在进口农产品及其外包装检测出新冠病毒。进口农产品的安全问题成为常态化疫情防控背景下农产品流通领域所面临的挑战之一。农产品溯源系统是监督产品质量、管控涉疫风险的重要手段,但进口农产品产业链存在上下游之间的信任问题,传统依赖集中式存储的信息化追溯方案并不适合进口农产品的管理。分析已有溯源信息化技术的特征与不足,结合进口农产品供应链的实际需求,提出构建基于联盟区块链的进口农产品溯源系统的整体方案,包括系统架构模型和组网结构、溯源码、智能合约等实现细节,并在Hyperledger Fabric开源框架上实现了该系统,试验证明,系统具有良好的可用性和性能,能够承担实际的商业应用。

基于联盟区块链的政府数据协同治理平台框架研究--以全国碳排放权交易市场为例

国家安全观背景下的政府数据协同治理已经成为社会治理和国家治理的重要一环。本文基于文献分析与现状调研结果,以协同理论为指导,采用联盟区块链技术构建政府数据协同治理平台,以期实现多主体和多源数据下政府数据治理的最大协同效应,保证政府数据治理各元素之间的共生、共享、共治以及政府数据的安全稳定。本文聚焦政府数据协同治理的困境,采用“技术框架搭建—平台模型构建—运行机理剖析”的研究范式,以全国碳排放交易市场为实际应用场景,阐释平台在政府数据协同治理中的价值。案例分析证明,该平台可实现政府数据治理主体和政府数据的协同,打破数据壁垒,提升数据安全性、可信度和可追溯性,明确数据协同治理过程中的数据标准、归属权等问题,为政府数据安全和政府数据价值增值提供平台支撑和技术保障。

互联网时代个人征信体系联盟区块链模式分析

分析互联网时代的数据产生机制和环境,对互联网时代数据的特点和联盟区块链的特点从多个方面进行探讨,论证联盟区块链思想解决互联网数据面对的信息安全和隐私保护难点的优势所在,提出多中心、分布式的联盟区块链的个人征信体系框架,指出通过"一库一通道"建立互联网时代个人征信体系的发展路径。

SCMA mMTC 系统中基于联盟区块链的无线电资源交易的信用支付

无线电资源交易发生在MTC网关(MTC Gateway MTCG)和LTE用户之间.根据基于联盟区块链的空闲无线电资源交易来建立MTCG之间的信用度.在多个授权的本地基站(Base Station BS)上建立了一个联盟区块链,用于公开审计和共享交易记录.资源交易记录在加密后上传到BS.在交易记录通过审查和共识过程之后,新区块被存储在BS上,并且可以由MTCG,LTE用户和连接到联盟区块链的BS进行公开访问.为了最大化系统的利益,支持频繁的资源交易,提出了一种基于信用贷款的支付方案,并给出了相应的最优定价策略.

RPS下园区能源互联网联盟区块链电力交易策略

能源互联网的快速发展及可再生能源的高比例接入对电力交易提出了新的要求.针对传统电力交易模式与能源互联网背景下市场化电力交易的不匹配,以园区能源互联网为对象,考虑可再生能源配额制(RPS)的影响,借鉴已有研究,提出了一种基于联盟区块链的园区能源互联网弱中心化电力交易模式,以分布式共享账本的方式应对传统电力交易过于中心化而不够灵活的不足,同时强化“弱中心化管理”,在一定程度上解决区块链去中心化带来的安全性不足的问题,进一步针对异质主体间的电价博弈协商,构建了上述交易模式下园区能源运营商与电力用户之间的讨价还价博弈模型,探讨交易主体收益均衡下的电价策略.最后以江苏省某示范园区能源互联网为例,验证交易模式及模型的有效性.

联盟区块链在能源互联网中的应用研究

当前,对区块链在能源互联网中应用的研究越来越深入,但由于技术复杂性、安全性及与现有系统融合性等问题,在能源系统大规模实施区块链技术时机尚不成熟。现通过对联盟区块链进行有限性设计,对省级规模部分交易场景进行研究,探索区块链技术较快应用的途径。

基于联盟区块链的生鲜猪肉可信追溯技术应用研究

针对生鲜猪肉供应链,在区块链应用中存在追溯数据量大且容易被篡改等问题,本文设计了一种基于联盟区块链的生鲜猪肉可信追溯技术。其中,采用联盟链与IPFS可信存储技术相结合的方式,有效解决了生鲜猪肉的大量追溯数据在区块链上的存储;采用基于节点信任度评估的联盟链共识方法,有效保证了数据的可信度。通过本文的研究,不仅提高了生鲜猪肉供应链追溯数据在区块链中的存储效率,同时也保证了追溯数据的可信度。

基于联盟区块链的中小学教师继续教育共创共享生态系统运行机制构建研究

本研究在分析“教育信息化2.0”及“区块链+教育”理念对中小学教师继续教育共创共享生态系统构建及运行影响的基础上,挖掘联盟区块链应用于中小学教师继续教育生态系统的契合点,探索中小学教师继续教育资源共创共享生态系统可持续发展路径,设计该生态系统的“多中心互惠共生、协同竞争共创共享、多技术协同资源优化增值”等运行机制,从而促进中小学教师继续教育共创共享生态系统中教育资源的流转与共享,推动中小学教师教育信息化能力持续提升。

一种基于联盟区块链的电子医疗记录安全共享模型

随着智慧医疗的发展和医疗规模的不断扩大,医疗领域逐渐步入大数据时代,共享医疗数据可以提高医疗服务质量并且降低其成本.但由于目前的电子医疗记录(Electronic Medical Record,EMR)的共享基本都基于中心式存储和共享方式,容易造成单点攻击和用户信息泄露等缺陷.为了解决这些问题,我们提出了一种基于联盟区块链的电子医疗记录安全共享模型(SMCB:A Safe Sharing Model for Electronic Medical Records based on Consortium Blockchain),简称为SMCB.在该方案中,利用联盟区块链的去中心化,患者可以自行管理自己的EMR,无需可信第三方机构.基于环签名的特性,用户之间可以在完全匿名和不需要群管理员的情况下决定是否对某查询用户进行EMR的共享.

检测型的联盟区块链共识算法d-PBFT

联盟区块链通常都会采用严格的身份准入机制,但然而该机制不能完全保证联盟网络中不会混入拜占庭恶意节点,也不能担保现有的联盟成员节点一定不会被第三方敌手劫持利用。针对这类问题,提出了一种能够监控节点状态的检测型实用拜占庭容错(d-PBFT)共识算法。首先,选举主节点并校验主节点的其状态,以保证选举出来的主节点从未有过作恶历史;然后,经历"预准备—准备—提交"的共识三阶段过程,尝试来完成客户端提交的共识请求;最后,会根据三阶段完成的情况对主节点的状态进行评估,将有故障或作恶行为的主节点标记出来,并将作恶的主节点加入到隔离区等待处理。该算法在容忍一定数量拜占庭节点的基础上还能随时监控各个节点的状态,并对恶意节点能够进行隔离,从而降低恶意节点对整个联盟系统的不良影响。实验结果表明,采用d-PBFT算法的网络拥有较高的吞吐量和较低的共识时延,并且在联盟网络中有拜占庭节点的情况下相较原实用拜占庭容错(PBFT)算法的共识生成量提升了26.1%。d-PBFT算法不仅提高了联盟网络的健壮性,还进一步提升了网络的吞吐量。

基于联盟区块链的放射源溯源数据存储优化

放射源监管部门为实现放射源可靠、安全、高效地流转,需要一套完善的放射源监管机制,及时对放射源的状况进行实时报备。在现有的放射源溯源体系中,放射源企业间的流转信息需要上传到本地监管部门进行实时存储,但是这种中心化的存储方式容易引起中心节点遭受恶意攻击而发生单点失效、数据被故意篡改等信息安全问题。针对放射源溯源信息安全问题,利用联盟区块链技术与监管部门构造联盟区块链溯源存储模型。由于记录放射源溯源信息是海量数据,在现有区块链技术下,网络中单节点的性能较低、同时数据存储采用链式本地存储导致无法平行扩展。因此结合放射源溯源数据的特点,提出一种分片存储方式以及区块节点的分组方式,提高节点处理放射源溯源数据的性能。

基于联盟区块链的智能电网数据安全存储与共享系统

智能电网为了实现电网可靠、安全、高效地运行,需要广泛部署无线传感网络(WSN)监控电网状态,并及时对电网异常情况进行处理。在现有的智能电网中,WSN的感知数据需要上传到可信的中心节点进行存储与共享,但是这种中心化的存储方式容易引起中心节点遭受恶意攻击而发生单点失效、数据被故意篡改等信息安全问题。针对这些信息安全问题,利用新兴的联盟区块链技术在智能电网中选定若干数据采集基站,组成智能电网数据存储联盟链(DSCB)系统。DSCB中节点间数据共享通过智能合约的方式来完成,数据拥有者设定数据共享的约束条件,使用计算机语言代替法律条款来规范数据访问者行为,从而实现以去中心化的方式集体维护一个安全可靠的数据存储数据库。安全分析表明所提数据存储联盟链系统能实现安全、有效的数据存储与共享。

基于联盟区块链的农产品质量安全高效追溯体系

针对农产品追溯系统中的安全和效率问题,依据区块链的去中心化安全特性,提出一种基于联盟区块链的高效解决办法。首先,通过星际文件系统(IPFS)对农产品数据进行hash转变,从而减小区块中单条事务数据量,并利用IPFS数据的不可逆原理,达到数据的初步保障;其次,建立联盟区块链模型进行数据验证,区块链数据验证的共识算法采用实用拜占庭容错(PBFT)算法来减少全网共识时间;最后,根据仿真实验中参与节点数、区块大小和网络带宽,来拟合验证交易的时间曲线,进而计算出不同带宽下的区块链交易效率,并结合数以万计的传感器参与下的农产品追溯系统的实际情况,对比区块链双链结构,给出分析结果。实验结果表明,在低于1000个验证节点的条件下,区块链最大共识时长为32min,联盟链系统可支持35~40万条传感器数据,可适用于大范围、多数据的农产品追溯。

基于联盟区块链的电动汽车充电交易模型

随着电动汽车充电需求的增多,电动汽车用户与多家充电运营商、公用供电企业之间存在支付复杂、交易困难的情况。针对上述问题,提出基于联盟链的电动汽车充电交易模型。首先建立多充电运营商、公用供电公司之间互联互信的交易网络与通道,通过实用拜占庭容错共识算法给出电动汽车充电交易验证方式,并使用智能合约完成电动汽车账户在交易通道上的转账、评价和查询过程。在该模型下,各公司的充电站节点可直接验证交易,实现充电服务的互联与充电交易的自主管理,提升了充电服务的便利性和灵活性。最后使用超级账本区块链网络搭建实验环境,以天津市部分区域充电站实际分布场景为算例验证了上述方法的可行性。