基于双RSA累加器的无状态交易验证方案

为了缓解区块链中不断膨胀的状态数据给节点带来的存储压力,针对以比特币为代表的UTXO模型区块链,提出基于双RSA累加器的无状态交易验证方案.该方案利用固定大小的密码学承诺取代状态数据,在保证节点能够独立验证交易的基础上,大幅降低本地存储.基于RSA累加器的特性,利用2次高效的添加操作替换了复杂的删除操作,以较少的通信开销为代价,大幅降低系统的计算开销,保证交易验证的效率.实验结果表明,该方案相比于传统的区块链拥有较高的节点存储压缩率,相比于其他无状态方案拥有固定的额外通信开销及较高的交易验证效率.

基于密码累加器的区块链中间件身份认证方案

Hyperledger Fabric是目前被大规模应用的企业级联盟链。在联盟链中只有经过身份授权认证的节点才能接入区块链网络。目前Fabric中采用CA管理用户以及授权工作。针对其复杂的配置,认证流程复杂,存在中心化等隐藏问题,本文提出了一种基于RSA密码累加器的身份认证方案,利用RSA密码累加器实现成员验证效率高的特点,实现Fabric中间件完成身份认证,保证中间件的安全,进一步提高系统安全性。本文通过实验,验证了通过RSA密码累加器对Fabric中间件身份认证的效率,表明通过该方案具有较高的身份验证效率和安全性。

密码累加器研究进展及应用

密码累加器能够将集合中的所有元素进行累加,并高效地给出任意元素的(非)成员证明,即该元素是否存在于集合中。密码累加器主要分为静态累加器、动态累加器以及通用累加器三种类型。静态累加器针对静态集合中元素的累加;动态累加器进一步允许从累加集合中动态地添加和删除元素;通用累加器能够同时支持成员证明和非成员证明(元素不在集合中)。针对上述不同类型的密码累加器,许多学者基于不同的密码工具给出了具体构造,可分为基于RSA的密码累加器、基于双线性映射的密码累加器和基于Merkle哈希树的密码累加器。密码累加器有广泛的应用场景,如群签名、环签名、匿名凭证、时间戳、外包数据验证等。近年来,密码累加器开始应用于区块链中用来解决存储开销大的问题。文中首先从密码累加器的构造方案和功能应用等方面对现有方案进行了分类、分析、总结,其次介绍了密码累加器的主要应用场景,最后指出了现有方案面临的一些问题,以及未来的发展趋势和研究方向。

基于健康数据库的无状态区块链在医疗保健的应用

区块链技术因其具有的去中心化、防篡改和可追溯等特点而在实践中得到广泛应用,然而在医疗保健区块链中,现有区块链技术存在无法做到在一个区块中保存大量的健康数据的问题.提出了一种将无状态区块链与健康数据库相集成来解决海量数据的存储问题,即利用RSA累加器的思想,将状态节点数据压缩,只存储系统数据的摘要信息,从而解决区块链高存储、低吞吐问题、信息更新慢等问题.将所提出的方法应用在医疗保健无状态区块链应用中,利用决策模型(DMN)构建实际案例,对无状态区块链进行技术落地的框架与方法.

一种面向公有链的轻量级可扩展技术

区块链技术解决了在不可信环境下建立信任的基础难题,被视为继云计算、物联网和人工智能之后的又一项颠覆性技术.然而,目前公有链面临2大根本难题:1)较低的系统吞吐率无法满足大规模运用的需求;2)持续增长的账本和状态数据,对节点磁盘和内存容量提出了较高要求.已有的扩容技术往往只针对提升系统吞吐,忽略了区块链数据增长对节点存储资源消耗的严重问题.为此,提出了PocketChain,一种对存储友好的轻量级扩容技术,在不牺牲去中心化与安全性的前提下,实现高吞吐和低存储的特性.首先,针对数据增长问题,PocketChain采用无状态客户端设计,使用RSA累加器对状态进行压缩,使得验证节点只需存储区块头部信息,大大降低节点对磁盘和内存的需求.其次,PocketChain将无状态客户端运用于分片技术架构下,在提升系统吞吐的同时,克服分片周期性随机重组导致的状态迁移问题,从而能进一步提升分片重组频率,增加分片系统安全性.实验结果表明:该方法能够有效降低节点存储需求,并线性提升系统吞吐.