Design of the Blockchain Smart Contract: A Use Case for Real Estate

Blockchain is a fast-disruptive technology becoming a key instrument in share economy. In recent years, Blockchain has received considerable attention from many researchers and government institutions. This paper aims to present the Blockchain and smart contract for a specific domain which is real estate. A detailed design of smart contract is presented and then a use case for renting residential and business buildings is examined.

Securing Parked Vehicle Assisted Fog Computing With Blockchain and Optimal Smart Contract Design

Vehicular fog computing(VFC)has been envisioned as an important application of fog computing in vehicular networks.Parked vehicles with embedded computation resources could be exploited as a supplement for VFC.They cooperate with fog servers to process offloading requests at the vehicular network edge,leading to a new paradigm called parked vehicle assisted fog computing(PVFC).However,each coin has two sides.There is a follow-up challenging issue in the distributed and trustless computing environment.The centralized computation offloading without tamper-proof audit causes security threats.It could not guard against false-reporting,free-riding behaviors,spoofing attacks and repudiation attacks.Thus,we leverage the blockchain technology to achieve decentralized PVFC.Request posting,workload undertaking,task evaluation and reward assignment are organized and validated automatically through smart contract executions.Network activities in computation offloading become transparent,verifiable and traceable to eliminate security risks.To this end,we introduce network entities and design interactive smart contract operations across them.The optimal smart contract design problem is formulated and solved within the Stackelberg game framework to minimize the total payments for users.Security analysis and extensive numerical results are provided to demonstrate that our scheme has high security and efficiency guarantee.

Survey of Smart Contract Technology and Application Based on Blockchain

With the vigorous development of blockchain technology represented by Bitcoin, blockchain technology has gradually surpassed the era of programmable currency and entered the era of smart contracts. Smart contracts are event- driven and stateful. With the in-depth development of blockchain technology, smart contracts use protocols and user interfaces to complete all steps of the contract process, allowing users to implement personalized code logic on the blockchain. Contract technology has the characteristics of decentralization, autonomy, observability, verifiability, and information sharing. It can effectively build programmable finance and programmable society, and is widely used in digital payment, financial asset disposal, multi-signature contracts, cloud computing, Internet of Things, sharing economy and other fields. First, it explains the basic concepts, full life cycle, basic classification, basic structure, key technologies, development status and main technology platforms of smart contracts;then discusses the application scenarios and development issues of smart contract technology, aiming to provide smart contract technology. The research and development provides reference.

Blockchain in Smart Cities: Exploring Possibilities in Terms of Opportunities and Challenges

The ultimate aim of a smart city is to enhance the quality of life for its residents and businesses through modern technologies in order to reduce resource deterioration and maintain overall costs. From this perspective, blockchain is one of these technologies that has received much attention during the recent years as it offers new alternatives for individuals and institutions in the smart city context. This study aims to explore the potential and contribution of blockchain in smart cities by studying and reviewing the literature of scientific research on the concept and fundamentals of blockchain, involving its most practical applications. In addition, it summarizes worldwide examples of success in using blockchain as well as exploring the challenges and opportunities related to this technology in smart cities. Thus, this study provides a useful reference for researchers to review all about the new blockchain technology.

基于双层孪生神经网络的区块链智能合约分类方法

当前通过深度学习方法进行区块链智能合约分类的方法越来越流行,但基于深度学习的方法往往需要大量的样本标签数据去进行有监督的模型训练,才能达到较高的分类性能。该文针对当前可用智能合约数据集存在数据类别不均衡以及标注数据量过少会导致模型训练困难,分类性能不佳的问题,提出基于双层孪生神经网络的小样本场景下的区块链智能合约分类方法:首先,通过分析智能合约数据特征,构建了可以捕获较长合约数据特征的双层孪生神经网络模型;然后,基于该模型设计了小样本场景下的智能合约训练策略和分类方法。最后,实验结果表明,该文所提方法在小样本场景下的分类性能优于目前最先进的智能合约分类方法,分类准确率达到94.7%,F1值达到94.6%,同时该方法对标签数据的需求更低,仅需同类型其他方法约20%数据量。

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。

基于合约熵判决算法的区块链网络DDoS防御优化

为针对多域协同联合防御分布式拒绝服务(DDoS)更有效发挥区块链网络优势,该文提出智能合约熵检测(SCED)算法。基于Hyperledger Fabric区块链架构,首先,通过智能合约技术构建多域协作机制,建立智能合约协作子算法;然后,针对受害域内非法流量IP生成IP黑名单,并通知所有协作域,协同防御DDoS;其次,在各单域内部署由监测、比对、分类及防御模块组成的熵判决防御子算法,检测处理域内非法流量;最后,结合多域智能合约协作和单域熵判决防御,实现区块链网络中受害域、中间域及攻击域协同防御DDoS。仿真结果表明,对比ChainSecure等算法,SCED算法在精度和效率方面有较好的表现。

基于区块链的外包安全多方统计计算可验证隐私保护方案

安全多方求和/乘积是安全多方计算(Secure Multi-Party Computation, MPC)的一种典型问题,近年来在智能电网、电子投票和联合征信等场景中有诸多应用。如何实现数据隐私保护是安全多方求和/乘积计算应用领域的一个关键性问题。针对此问题,引入了区块链构建可信数据共享环境,以此为基础结合可验证秘密共享协议设计了简单可行的基于区块链的外包安全多方统计计算可验证隐私保护方案。应用实例证明了方案的安全性和可行性,理论分析和实验测试表明该方案可实现安全多方统计计算过程中数据的可验证隐私保护,且较Feldman方案在数据验证过程中有更小的计算开销。

基于侧链和信任管理模型的数据共享方案

为解决在不信任的区块链环境中由于数据转售而造成的用户不愿共享数据等问题,提出一种基于侧链和信任管理模型的数据共享方案。使用信任管理模型量化节点信任值,将节点信任值集成到数据共享智能合约中,为用户提供可信的共享环境和动态的访问控制接口。对联盟链进行侧链扩容,使用信任管理模型优化共识算法。规定主链使用具有拜占庭容错能力的T-PBFT算法,侧链使用仅适用于高信任场景的T-Raft算法。用户根据预先设置的阈值动态决定在主链或侧链共享数据。实验就方案的安全性和性能进行分析,表明了该方案的可行性和有效性。

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。

基于区块链技术的生鲜农产品溯源系统设计

当前生鲜农产品供应链体系通常采用中心化管理模式,存在不同用户之间信息不对称、缺乏实时信息共享平台以及产品来源可追溯性差等问题。为了解决这些问题,采用区块链技术作为开发框架,提出一个基于区块链技术的生鲜农产品供应链的信息共享和可追溯模型,该模型系统具有信息共享、调度实时控制、溯源机制完善等特点。通过设计智能合约算法和新型的交易提案方式,实现自动化管理生鲜农产品供应链系统,以更好地可视化展现区块链网络交易流程。使用Caliper工具进行性能测试,实验结果表明,该方案可行性高,多节点环境下系统交易时延低,同时可以保证信息安全,具备完善的交易功能。最后,选取几个现有的农产品溯源应用系统做对比分析,该方案相较于现有的农产品溯源应用系统具有更强的溯源监管能力,更高的交易可靠性,以及更好的供应链各环节节点间的数据交互性等优势。

基于同态加密和区块链的成绩分析方案

传统的明文形式成绩分析存在学生个人数据泄露的风险,影响学生的学习积极性。论文提出了一种基于同态加密和区块链的成绩分析方案,并分析其中的恶意行为。方案将分数随机映射到高维向量,通过BGN同态加密算法加密向量,使得能够在密文域中直接实现排名和分析指标的精确计算,并且完全消除了学生和分数之间的直接映射,保证了成绩数据的安全性。此外,利用区块链存储分析过程中的数据,保证了数据的真实性。

程序化购买广告流量作弊的区块链智能合约治理机制创新--基于AdEx平台应用的个案研究

程序化购买广告流量作弊是在广告主与数字广告媒介组织之间交易的动态博弈中代理人利用非对称信息采取的一种机会主义行为,危害极大。目前“否定逻辑”治理已陷入窘境,而区块链智能合约AdEx平台能够有效治理。案例研究发现,其应用创新了“肯定逻辑”的结构为“广告主-数字广告媒介组织-用户”的“激励机制链”,进而形成了不同于目前的治理模式:不仅治理主体、对象及手段不同,而且治理机理及结果亦不同,即实质创新了流量作弊治理方法论。

区块链技术嵌入“警务应急指挥”的价值逻辑与发展路径

情报是科学指挥的奠基石,是警务应急指挥最重要的环节。新国家安全背景下,完善与扩展警务应急指挥的数字化发展,有助于实现跨源多维数据情报的安全与共享。区块链技术的优势契合了警务应急指挥体系的运行机理,进而将其嵌入警务应急指挥系统的价值逻辑,以实现风险社会环境下警务应急指挥服务实战为目标,通过系统分析区块链技术在系统数据采集与分布式存储、信息访问与共享安全、公民隐私信息保护等方面的优势,赋能警务应急指挥作战快速、准确的应对能力,提升公安机关在各类突发事件的应对与处置能力。

基于区块链的负荷聚合商及居民用户多方共治交易模式

居民用户以负荷聚合商为中介参与需求响应,在交易中往往不具有话语权和选择权,由此产生信息不透明、第三方权力过大等信任问题;同时,居民用户因信息获取能力差以及负荷实时控制能力弱,难以在聚合响应中享受平等决策权、知情权和话语权。因此,基于区块链技术设计负荷聚合商及居民用户多方共治交易模式,针对包含3类柔性负荷的居民用户及聚合商的区块链节点,以自治共享为基本原则建立区块链节点模型和配置方法;基于负荷聚合商及居民用户节点间的聚合响应新模式,构建了基于聚合商非合作博弈、居民用户间演化博弈及聚合商与居民用户间主从博弈的激励机制,设计了激励相容的智能合约算法和区块数据结构,并提出响应标识因数和激励理性系数来评估所提交易模式的有效性;最后,经算例仿真验证表明,所提交易模式在保证各交易节点效用的基础上,可确保聚合服务高效可信,有利于唤醒海量需求侧沉睡资源。

智能区块链助力绿色金融发展:基于缓解“漂绿”困局的视角

绿色金融是帮助企业进行绿色创新的重要手段,但在实践中也存在一些“漂绿”行为。在传统绿色信贷模式下,可能由于信息不对称或代理冲突,金融机构和企业之间存在着委托代理问题,难以实现互信。基于此,提出一种基于智能区块链的数字化绿色信贷,来化解“信息孤岛”效应,并构建了传统绿色信贷和数字化绿色信贷两个演化博弈模型来探究智能区块链对于绿色信贷的影响。研究表明:(1)企业“漂绿”行为是影响绿色金融健康发展的重要因素;(2)智能区块链通过降低信息不对称和建立声誉机制,可以有效缓解“漂绿”困局。研究结论丰富了“漂绿”行为的理论依据并为绿色金融的可持续发展提供了思路借鉴。

基于区块链和IPFS 远程医疗的安全方法研究

COVID-19的大规模感染给人民生活造成了不便,比如就医难、医疗学术交流共享不便、医疗资源不平衡,从而衍生远程医疗。目前远程医疗数据仍然以集中式存储、互联网协议(Internet Protocol,IP)传输和签证机构(Certificate Authority,CA)颁发的证书为主,导致数据安全性低、网络通讯延迟和CA维护成本高。本文提出一种SMSSS-CA签名机制、智能合约和私有区块链解决CA维护成本高、医疗数据隐私泄露和安全性低的问题。此外,还提出命名数据网络(Named Data Network,NDN)集成星际文件系统(InterPlanetary File System,IPFS)、联盟区块链和智能合约,用来提高远程会诊时SMSSS-CA签名或验签时获取患者病例和共享会诊信息的响应速度和降低区块链传播开销。实验分别从NS3和NDNSIM两种实验环境对比,结果表明,该方法比现有方案更安全和共享更及时。

Securing Stock Transactions Using Blockchain Technology: Architecture for Identifying and Reducing Vulnerabilities Linked to the Web Applications Used (MAHV-BC)

This paper deals with the security of stock market transactions within financial markets, particularly that of the West African Economic and Monetary Union (UEMOA). The confidentiality and integrity of sensitive data in the stock market being crucial, the implementation of robust systems which guarantee trust between the different actors is essential. We therefore proposed, after analyzing the limits of several security approaches in the literature, an architecture based on blockchain technology making it possible to both identify and reduce the vulnerabilities linked to the design, implementation work or the use of web applications used for transactions. Our proposal makes it possible, thanks to two-factor authentication via the Blockchain, to strengthen the security of investors’ accounts and the automated recording of transactions in the Blockchain while guaranteeing the integrity of stock market operations. It also provides an application vulnerability report. To validate our approach, we compared our results to those of three other security tools, at the level of different metrics. Our approach achieved the best performance in each case.

智能合约安全漏洞检测研究进展

智能合约是运行在区块链合约层的计算机程序,能够管理区块链上的加密数字货币和数据,实现多样化的业务逻辑,扩展了区块链的应用.由于智能合约中通常涉及大量资产,吸引了大量攻击者试图利用其中的安全漏洞获得经济利益.近年来,随着多起智能合约安全事件的发生(例如TheDAO、Parity安全事件等),针对智能合约的安全漏洞检测技术成为国内外研究热点.提出智能合约安全漏洞检测的研究框架,分别从漏洞发现与识别、漏洞分析与检测、数据集与评价指标这3个方面分析现有检测方法研究进展.首先,梳理安全漏洞信息收集的基本流程,将已知漏洞根据基础特征归纳为13种漏洞类型并提出智能合约安全漏洞分类框架;然后,按照符号执行、模糊测试、机器学习、形式化验证和静态分析5类检测技术对现有研究进行分析,并讨论各类技术的优势及局限性;第三,整理常用的数据集和评价指标;最后,对智能合约安全漏洞检测的未来研究方向提出展望.

基于区块链的基因数据安全共享模型

基因数据作为极具私密性的个人数据资产,其隐私保护和价值化已成为当前的研究热门。但目前基因检测行业采取的仍是传统的基因数据共享模式,存在着个人基因数据所有权丢失、基因数据隐私性弱、共享多方协作性差等问题。鉴于此,设计基于区块链的基因数据共享模型,利用区块链技术的去信任化、可追踪溯源等特性,明确个人基因数据的所有权的归属;利用密码学技术和可信硬件,保证基因数据的隐私性;利用智能合约处理共享方间共享流程,建立安全可行的基因数据共享模型,作为基因数据价值流转的技术支撑。最后,简单实现基因数据安全共享操作平台,比较模型的优势并作出安全性分析。