基于改进默克尔树与区块链的电网调度自动控制软件版本一致性管控方法

调度自动控制软件是调度自动化系统的核心。近年来,发生了一些运维人员在工程现场随意变更调度自动控制软件版本,导致现场运行版本与测试通过版本不一致,进而造成软件运行异常的不良后果,严重影响了系统安全稳定运行。针对软件版本一致性问题,提出了一种基于改进默克尔树与区块链的电网调度自动控制软件版本一致性管控方法。设计了基于区块链的调度自动控制软件版本管控流程,结合调度自动控制软件特点,提出改进默克尔树对软件版本标注算法,提高了软件版本标识的安全可靠性;运用区块链技术进行软件版本信息上链存储,确保版本信息可核查、可追溯;设计了软件版本切片一致性校验方法,解决了调度自动控制软件测试和现场运行环境不一致导致无法校验的问题。最后,以自动电压控制软件为例,验证了所提出的软件版本一致性管控方法的有效性。

基于默克尔树的飞行计划校验算法

作为安全高效空中交通管理的重要前提,飞行计划在传输过程中的正确解析至关重要。针对飞行计划传输安全问题,提出了一种基于默克尔树的飞行计划校验算法。构建了批量飞行计划的默克尔树,随批量飞行计划一起发送给接收方;通过比对原始批量报文与接收批量报文的默克尔树,接收方可快速校验大量飞行计划数据,及时定位错误报文,从而提高了飞行计划传输的准确性和安全性。

一种面向区块链系统的轻量级高效可验证查询方法

近年来,随着区块链技术的广泛应用,各种场景下的应用对链上数据的查询需求与日俱增.针对区块链网络中轻节点的可验证查询问题,本文充分利用区块链的结构特性,提出一种新的轻量且高效的可验证查询方案,以支持对链上数据可验证的布尔范围查询.该方案将查询过程分为块间过滤和块内查询两阶段,针对块内查询,本文设计了一种简化的Merkle-B树结构,在兼顾查询效率的同时减少验证信息的大小,针对块间过滤,本文提出了两种分别基于布隆过滤器和位图的新型可验证数据结构,以高效支持对不同查询的批量处理和验证.安全性分析证明了该方案的可验证性;相关对比实验表明了该方案具有较好的查询性能和较低的开销.

基于区块链技术的高校毕业生实习管理应用研究

我国高校毕业生就业、实习管理过程中存在诸多问题,如管理过于中心化、学生实习择业困难、校企沟通不畅、信息不对称、可信度低等问题。文章设计一种基于区块链技术的高校毕业生实习管理系统模型,该系统能够促进学校、用人单位以及学生三方打破信息壁垒,实现信息透明共享、建立可信任机制、激励合法行为,为各利益相关方提供一个可靠的交互平台,具有广阔的应用前景。

基于MIR树的空间查询验证方法

在数据外包服务中,空间多项式函数查询能确保返回用户查询信息的真实性,因而具有较高的应用价值。为解决MIR树中倒排索引文件通信代价过高的问题,采用位图替代倒排索引文件,构造一种支持查询验证的数据索引结构——MRH树,在此基础上构造验证对象生成算法验证查询结果。实验结果表明,在保证查询结果可靠、正确和完整的前提下,相较于MIR树,MRH树能显著地降低通信开销和计算时间。

基于混合树的层级区块链溯源设计与实现

区块链可以广泛用于商品的溯源与实物信息的可信记录。目前的区块链系统能够支持的物品逻辑关系比较简单,通常只对某一个单品做追溯。如果在流通的过程中,需要将商品组合成批次,批次的信息只能通过中心化的数据库记录。本文提出了一种基于混合树的区块链层级化溯源的设计与实现。根据多个溯源单品或批次的基本数据,构建树状结构;当一个或多个溯源单品或批次组合成一个新的批次时,对组合后的批次信息构建标识ID以及与原有树状结构的关联信息,将批次信息与其他商品节点信息构建一个新的Merkel树,并将所述新的树状结构的根哈希记录到区块链。这样,通过区块链同时记录单品与批次的溯源信息,实现对层级隶属关系的去中心化确认和追溯,从而能够同时对某个单品和隶属的批次进行灵活全方面的信息追溯。

任务匹配中抗密钥泄露可撤销属性加密方案

针对现有属性加密方案难以防止群智感知系统任务匹配密钥泄露和实现用户细粒度撤销问题,提出一个结合默克尔帕特丽夏树和增量哈希的抗密钥泄露可撤销属性加密方案。将单一属性机构分为多个解决系统性能瓶颈问题,利用默克尔帕特丽夏树存储用户身份和私钥信息防止密钥泄露发生,采用增量哈希对更新后的用户信息进行快速修改实现用户撤销和属性撤销。实验结果表明,该方案具有更低的时间开销,能够抵抗共谋攻击,保证前向安全和后向安全。

基于学习索引的图式区块链高效可验证查询机制

区块链技术近年来受到了广泛关注,并应用于各个领域,数据查询是其在应用过程的一个重要技术,如物流链中的数据溯源等.随着区块链系统中交易数据量的持续增长,支持高并发事务处理的图式区块链成为区块链技术的研究热点.图式区块链的高并发区块使得数据查询难以像传统链式结构依次遍历,可以根据图式结构采用广度优先或深度优先遍历策略,但这种查询方式存在效率低、验证难等问题.针对图式区块链数据查询的效率和可验证性问题,提出了一种基于学习索引的高效可验证的图式区块链查询机制Lever.该机制通过引入学习索引技术对图式区块链中时序数据分布特征进行学习以实现对索引过程的优化,旨在提高图式区块链查询的效率和可验证性.学习索引是通过学习数据分布来减少索引存储空间和查询时间的新型索引技术,将学习索引应用于图式区块链的纪元高度与时间戳的映射关系中,通过函数运算的方式定位查询数据,提高查询速度和效率.同时,为了加快纪元内多个区块数据的过滤速度,在每个区块头部添加布隆过滤器,并为每个纪元生成一个聚合布隆过滤器,从而提高纪元内的数据遍历速度.此外,为保证查询结果的正确性和完整性,该机制结合布隆过滤器和排序默克尔树生成可验证对象,通过部分默克尔树分支实现对布隆过滤器假阳性的不存在证明,有效减小验证对象的规模,从而提高图式区块链查询过程的数据传输效率.实验结果表明,Lever能有效提高基于DAG的图式区块链查询效率和可验证性,与Conflux的基本查询机制相比,该机制的查询性能最高提升了10倍,可验证对象大小开销可以降低90%.

基于智能合约的双因素身份认证方案

以区块链和密码学技术为支撑的加密货币的兴起,打破了传统的中心化交易模式。但在它带来诸多便利的同时,也暴露了缺陷。当加密货币的合法用户密钥遗失或有攻击者利用合约漏洞非法转移资金时,系统缺乏额外的身份认证和资金托管功能,这会导致用户失去资金的控制权。针对这些问题,本文方案将对用户的账户资金跟踪管理规则写进智能合约中,在特定的异常情况下,强制用户调用双因素认证方案(结合非交互零知识证明、默克尔树、ElGamal算法等方法)来验证合法身份,防止攻击者非法转移资金。通过仿真实验与其他方案对比的结果显示,该方案在安全性和效率上有一定的提升。

防止密钥滥用的任务匹配隐私保护方案

为解决基于属性加密的任务匹配隐私保护方案中单一权威机构性能瓶颈和恶意用户密钥滥用问题,提出一个防止密钥滥用的多属性权威机构任务匹配隐私保护方案。通过引入多个属性授权机构解决权威机构性能瓶颈问题,采用计数布隆过滤器和多棵默克尔帕特丽夏树构造一个新型动态数据结构来避免密钥滥用。实验结果表明,该方案与现有追踪密钥滥用者的方案相比,可以防止密钥滥用的情况发生,具有更低的时间开销。

云存储中基于RMHT的外包数据可验证删除方案

云存储中有效外包数据可验证删除机制缺乏,易导致外包数据滥用、用户隐私泄露等问题,通过带Rank的默克尔哈希树(RMHT),提出了一种云存储中基于RMHT的外包数据可验证删除方案。该方案利用安全的加密算法将外包数据加密并分块,以保证外包数据机密性,并将外包数据块存储在RMHT中,从而实现高效的外包数据完整性验证;通过删除RMHT的叶子节点实现外包数据删除,然后利用剩余的外包数据块重构RMHT生成删除证据,并结合数字签名,实现了删除结果的公开可验证性。安全性分析结果表明,该方案无需第三方即可实现外包数据机密性、完整性与可验证删除。仿真结果表明,与现有的外包数据可验证删除方案相比,该方案可降低计算开销。

一种弱中心化的银行可信数据管理方案

针对传统银行系统的中心化数据存储模式高效便捷但不透明、而新兴的去中心化的应用系统公开透明但共识机制低效的问题,提出了一种面向银行系统的总分双链的弱中心化可信数据管理方案。该模式的核心思想是应用区块链技术打造彼此交叉且相互印证的总分双链的数据存储结构,并利用分户账回溯定位技术,结合大量轻客户端基于密码学技术的分布式监督为个体提供交易验证的可能,从而实现数据的中心化可信存储与管理。它将中心化的数据存储与去中心化的数据验证相结合,从而兼有中心化管理的高效性和分布式机制的透明性,其本质上是一种民主监督下的中心模式,在满足银行独立,完全掌控数据的同时能够自证清白,并兼顾隐私与监督之间的平衡。

加密数字货币审计问题研究

近年来,加密数字货币发展迅速,币种繁多,交易量巨大,上下游产业链日渐完善,对其进行审计是一项新兴的、具有挑战性的工作。基于区块链技术的加密数字货币具有分布式记账、交易记录不可篡改和匿名性等技术特点,以这些特点为出发点,从加密数字货币审计业务的承接、审计目标和审计应对等方面展开分析,建议审计师在确认交易真实性、完整性等时可以借助区块链技术并利用区块链浏览器和默克尔树等工具,同时指出区块链技术所带来的数字货币所有权和截止确认等问题上的风险。最后,探讨安全风险评估、场外交易以及涉税问题并进行总结与展望。

一种面向区块链溯源的高效查询方法

针对现有区块链溯源系统查询效率较低以及引入外部数据库会面临数据篡改的风险问题,提出了一种面向区块链溯源的高效查询方法。首先结合布隆过滤器与Merkle树提出BMerkle树,进而形成一种新的区块结构,以便快速检索交易是否存在,同时查找存在交易的具体内容。然后在区块链外部添加索引构建一种优化的跳表结构hot_skiplist,可实现区块的快速定位;基于区块访问次数动态调整索引层级,进一步提高访问次数频繁区块的查询效率。最后通过实验验证了该方法能在保证区块链数据不可篡改的情况下有效提高溯源查询效率。

基于云计算的安全存储隐私保护数据协议

移动云计算(MCC)有效减轻移动终端数据存储产生的开销,但不能控制外包数据的完整性。为此,提出基于云计算的安全存储隐私数据保护协议(T-PDP),引入可信的第三方审计员(TPA)验证云存储数据的正确性,在此过程中不需检索整个数据库。验证表明,所提出的方法有效节省了移动终端的计算资源,减少审计开销,从而提高云存储服务的成本效益。

多云存储下非同频可证明数据迁移方法

很多用户在多个云上存有大量文件,有时在云间要进行大量文件的迁移操作,但因云服务商或黑客攻击等原因导致的文件损坏时有发生,所以云存储用户在存储和迁移过程中必须进行数据完整性认证,且认证开销要尽可能低。目前已有的数据迁移方法在迁移大量文件时认证时间开销较大。针对此问题,提出非同频可证明数据迁移方法,它是根据云上文件损坏的时间特征,在不同时间段按不同频度进行认证。安全性分析和实验结果表明,该方法能显著降低文件云间迁移时的认证时间开销,是一种有效的可证明数据迁移方法。

基于格的线性同态签名在云存储数据动态验证方案中的应用

云端数据的完整性及可用性成为亟待解决的问题,基于传统密码方案的云端验证协议一般规约到某个困难问题的难解性。基于格上困难问题目前还没有有效的破解算法,基于格的密码方案,是密码体制研究的1个重要方向。为了应对未来可能发生的量子攻击以及支持云端数据动态验证,利用基于格的线性同态签名方案、默克尔哈希树构建了1个支持公有审计、支持云端文件或数据的插入、删除等动态操作的完整性及可用性验证方案,同时,格上的线性运算保证计算的高效性,可以大大提高验证协议的运行效率。

面向物联网设备的安全集群证明及修复协议

由于物联网设备本身缺少安全机制,物联网环境面临着严峻的安全挑战.而远程证明能够认证设备真实性和完整性,可以通过远程方式建立对物联网设备的信任.集群证明是远程证明技术的扩展,可以适用于大量设备构成的集群.相较于传统的远程证明,集群证明解放了验证设备,提高了验证的效率.目前,集群证明方法主要是针对静态网络,而且对于受损设备也缺乏高效的修复机制.针对这些问题,本文提出了一种基于信誉机制和Merkle树的安全集群证明及修复方法.首先,本文方法使用信誉机制实现了多对一的证明协议,能有效解决单点故障,从设备触发验证,并且能够适用于半动态网络.其次,本文引入Merkle树进行度量,能够快速地识别被感染的代码块,并进行高效地恢复;最后,本文对提出的集群证明方法进行了安全性分析和性能评估,结果表明,本文集群证明在提高了安全性的同时导致的性能开销是可以接受的.

一种基于以太坊的物联网设备匿名认证方案

目前传统物联网系统存在着信任缺失、数据泄露和篡改等安全性问题,这对存在于系统中的设备来说是极大的风险。文章设计了一种基于区块链的物联网设备匿名认证方案,使用以太坊作为物联网系统数据存储层,在以太坊部署用于管理和认证设备的智能合约,使用非对称加密技术唯一标识设备身份,抓取设备关键元信息构造默克尔树并将根值存储至区块链中。系统评估证明,该方案中注册设备的时间开销与传统方案差异较小,同时实现了高性能的设备身份信息认证。系统在去中心化存储、匿名性、不可篡改等安全性方面也有显著提升。

面向区块链的高效物化视图维护和可信查询

区块链具有去中心化、不可篡改和可追溯等特性,可应用于金融、物流等诸多行业.由于所有交易数据按照交易时间顺序存储在各个区块,相同类型的交易数据通常会散布在诸多区块之中,降低了面向历史区块的追溯查询的处理效率.索引构建和物化视图是提升查询性能的两种典型方法,但当待处理数据分布于多个区块时,使用索引无法改善I/O访问效率,而物化视图可有效应对这个问题.然而,由于区块链系统的特点明显区别于关系数据库,传统的面向关系数据库的物化视图技术无法被直接应用到区块链之中.鉴于此,首次提出一种面向区块链的高效物化视图机制,具有如下特征:(1)将视图维护操作与共识过程同时执行,降低该操作对系统性能的影响;(2)使用字典树加快以区块为单位的多物化视图维护进程;(3)以默克尔验证的方式确保物化结果不被恶意篡改,进而确保查询结果可信.所提出的物化视图维护机制已经被集成到一个区块链系统中,并通过实验来验证该机制的高效性.