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    1. 加密数字货币监管技术研究综述
    王佳鑫, 颜嘉麒, 毛谦昂
    《计算机应用》唯一官方网站    2023, 43 (10): 2983-2995.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2022111694
    摘要397)   HTML53)    PDF (911KB)(464)    收藏

    借助区块链等新兴技术,加密数字货币呈现去中心化、自治化、跨界化的特点。研究加密数字货币的监管技术不仅有助于打击基于加密数字货币的犯罪活动,而且可以为区块链技术在其他领域的扩展提供可行的监管方案。首先,基于加密数字货币的应用特点,定义并阐述了加密数字货币产生、兑换和流通(GEC)周期理论;其次,详细分析了国内外频发的基于加密数字货币的犯罪事件,并重点介绍了加密数字货币在每个周期中的安全监管技术的研究现状;最后,总结了加密数字货币的监管平台生态体系以及监管技术现在面临的挑战,并展望了未来加密数字货币监管的研究方向。

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    2. 区块链交易隐私保护技术综述
    谢晴晴, 杨念民, 冯霞
    《计算机应用》唯一官方网站    2023, 43 (10): 2996-3007.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2022101555
    摘要375)   HTML32)    PDF (2911KB)(486)    收藏

    区块链账本数据是公开透明的。一些攻击者可以通过分析账本数据来获取敏感信息,这对用户的交易隐私造成威胁。鉴于区块链交易隐私保护的重要性,首先分析产生交易隐私泄露的原因,并将交易隐私分为交易者身份隐私和交易数据隐私两类;其次,从这两种不同类型的隐私角度,阐述现有的面向区块链交易的隐私保护技术;接着,鉴于隐私保护和监管之间的矛盾性,介绍兼具监管的交易身份隐私保护方案;最后,总结和展望了区块链交易隐私保护技术未来的研究方向。

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    3. 物联网中结合计算卸载和区块链的综述
    门瑞, 樊书嘉, 阿喜达, 杜邵昱, 樊秀梅
    《计算机应用》唯一官方网站    2023, 43 (10): 3008-3016.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2022091466
    摘要457)   HTML26)    PDF (882KB)(199)    收藏

    随着移动通信技术的快速发展和智能终端的普及,将终端设备的计算密集型任务卸载至边缘服务器能够解决终端设备算力不足的问题。然而,计算卸载技术分布式的属性使终端设备和边缘服务器面临较大的安全隐患;同时,区块链技术能为计算卸载系统提供安全的资源交易环境。以上两个技术的结合可以解决物联网中的资源不足和安全问题,因此对物联网中计算卸载和区块链技术结合应用的研究成果进行综述。首先,分析了计算卸载技术和区块链技术结合的应用场景和系统功能;其次,归纳了区块链技术在计算卸载系统中解决的主要问题和使用的关键技术,并分类总结了区块链系统中的计算卸载策略的制定方式、优化目标及优化算法;最后,提出了二者结合使用中存在的问题,并展望了未来的发展方向。

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    4. 跨链综述:机制、协议、应用与挑战
    陈龙飞, 姚中原, 潘恒, 权高原, 斯雪明
    《计算机应用》唯一官方网站    2023, 43 (10): 3017-3027.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2022111643
    摘要320)   HTML37)    PDF (1641KB)(263)    收藏

    随着区块链技术及应用的不断发展,人们对区块链之间的交互需求日益增加。然而,区块链技术的孤立性和封闭性以及不同区块链之间的异构性造成了区块链的“价值孤岛”效应,这严重阻碍了区块链技术集成应用的广泛落地和良性发展。区块链跨链技术解决了不同区块链之间的数据流通、价值转移和业务协同等问题,也是提升区块链可扩展性和互操作性的重要技术手段。根据跨链技术的实现复杂性和功能丰富性程度,从三个方面分类总结了区块链跨链技术:一是基础的跨链机制,二是基于这些机制构建的跨链协议,三是提供了系统架构的跨链应用。最后,总结了跨链互操作中存在的问题,从而为区块链跨链技术的进一步研究提供了系统性理论参考。

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    5. 基于改进公证人机制的联盟链跨链隐私保护方案
    郭晓涵, 姚中原, 张勇, 郭尚坤, 王超, 斯雪明
    《计算机应用》唯一官方网站    2023, 43 (10): 3028-3037.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2022111641
    摘要231)   HTML18)    PDF (3640KB)(211)    收藏

    联盟链跨链交互既增强了联盟链应用的功能,又扩展了应用的使用范围,因此对促进联盟链应用推广和产业发展意义重大。然而,目前联盟链跨链交互依然存在着用户身份和资产交易信息隐私泄露的问题,进而阻碍了联盟链跨链交互技术的广泛应用。针对以上问题,提出一个基于改进公证人机制的联盟链资产跨链隐私保护方案。首先,在合约层引入哈希锁定机制来改进传统的单签名公证人跨链方式,从而降低传统公证人机制中心化作恶的风险;其次,利用同态加密的特性在保证交易合法的前提下,实现对交易资产的可用不可见;同时,利用多密钥生成中心(KGC)模式的标识密码算法实现在网络层上的用户身份隐私保护。理论分析和实验结果表明,所提方案对联盟链跨链交互时交易中的用户身份信息和资产信息具有良好的隐私保护效果,且相较于其他同类方案在签名和验证方面的开销更低。

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    6. 基于区块链技术及应用的可视化研究综述
    邵怡敏, 赵凡, 王轶, 王保全
    《计算机应用》唯一官方网站    2023, 43 (10): 3038-3046.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2022111642
    摘要224)   HTML26)    PDF (8589KB)(234)    收藏

    区块链技术源自比特币,是一项颠覆性的创新技术,具有十分广阔的发展前景。面对区块链平台及应用领域不断扩展的需求,引进可视化技术能够增强用户的认知能力,帮助用户从海量复杂数据中高效发现有用信息,并辅助用户的理解与决策,是区块链技术的研究前沿之一。为了深入了解基于区块链技术及应用的可视化研究,首先,介绍了区块链和可视化基础理论,并从多个维度分析了现有区块链可视化研究文献;其次,从共性关键技术出发,介绍了区块链交易处理、共识机制、智能合约和网络安全方面的可视化研究方法;同时,概述了虚拟货币、社会民生和融合创新等多个领域中区块链可视化的应用现状;最后,总结和展望了基于区块链技术及应用的可视化研究的发展趋势。

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    7. 基于区块链的物联网访问控制框架
    史锦山, 李茹, 松婷婷
    计算机应用    2020, 40 (4): 931-941.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2019111931
    摘要933)      PDF (1700KB)(1304)    收藏
    物联网(IoT)中入网设备的海量性、动态性和设备轻量级是内在联系并同时存在的特征。为了同时满足上述三个特征,提出一种基于区块链的IoT访问控制(BBIAC)框架。首先提出了该框架下的BBIAC模型,在IoT授权过程中引入属性的概念以满足模型对海量性的支持;而区块链自身的分布式结构和身份认证方式为该模型提供了动态性的支持;同时,区块链自身提供的安全性和多机构信任使BBIAC模型可以将需要大规模计算和存储的部分部署在区块链中,使该模型支持轻量级的IoT设备。接着,介绍了BBIAC模型完整的工作流程。然后,通过着色Perti网(CPN)对BBIAC模型进行形式化的安全性评估,证明了BBIAC模型的安全性。实验结果表明,BBIAC适用于具有海量性、动态性和设备轻量级特征的IoT环境。
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    8. 区块链增强型轻量级节点模型
    赵羽龙, 牛保宁, 李鹏, 樊星
    计算机应用    2020, 40 (4): 942-946.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2019111917
    摘要765)      PDF (632KB)(690)    收藏
    区块链固有的链式结构意味着其数据量无休止地线性增长,随着时间的积累,对单个节点的存储造成很大的压力,对整个系统的存储空间造成极大的浪费。在比特币白皮书中提出的SPV(Simplified Payment Verification)节点模型,大大减少节点对存储空间的需求,但是,它使得全节点的个数减少、压力增大,减弱了整个系统的去中心化程度,存在拒绝服务攻击、女巫攻击等安全隐患。通过对比特币区块数据进行分析,提出一种功能完整的增强型轻量级节点模型ESPV(Enhanced SPV)。ESPV把区块分为新区块和旧区块,对它们采用不同的存储管理策略。新区块以全部副本(每个节点保存一份)的方式保存以用于交易验证,用较少的存储空间代价让ESPV具有交易验证(挖矿)功能;旧区块分片存储在网络的节点中,通过分级区块分区路由表访问,在保证数据可用性和可靠性的前提下减少系统对存储空间的浪费。ESPV节点具有完整的节点功能,从而保证区块链系统的去中心化特性,增强其安全性和稳定性。实验结果表明,ESPV节点具有80%以上的交易验证率,在数据量和增长量上这些节点仅为全节点的10%,ESPV的数据可用性和可靠性有保障,适用于系统的整个生命周期。
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    9. 基于符号执行的智能合约漏洞检测方案
    赵伟, 张问银, 王九如, 王海峰, 武传坤
    计算机应用    2020, 40 (4): 947-953.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2019111919
    摘要1322)      PDF (775KB)(1300)    收藏
    随着区块链技术的应用推广,智能合约的数量呈现爆发式增长,而智能合约的漏洞将给用户带来巨大损失。但目前研究侧重于以太坊智能合约的语义分析、符号执行的建模与优化等,没有详细描述利用符号执行技术检测智能合约漏洞流程,以及如何检测智能合约常见漏洞。为此,在分析以太坊智能合约的运行机制和常见漏洞原理的基础上,利用符号执行技术检测智能合约漏洞。首先基于以太坊字节码构建智能合约执行控制流图,再根据智能合约漏洞特点设计相应的约束条件,利用约束求解器生成软件测试用例,检测常见的整型溢出、权限控制、Call注入、重入攻击等智能合约漏洞。实验结果表明,所提检测方案具有良好的检测效果,对Awesome-Buggy-ERC20-Tokens漏洞库中70份含漏洞的智能合约的漏洞检测正确率达85%。
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    10. 基于实用拜占庭容错算法的区块链电子计票方案
    李靖, 景旭, 杨会君
    计算机应用    2020, 40 (4): 954-960.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2019091559
    摘要329)      PDF (743KB)(500)    收藏
    针对区块链电子投票中第三方计票机构不满足区块链去中心化、去信任特性以及缺乏可信度的问题,提出一种基于实用拜占庭容错(PBFT)算法的区块链电子计票方案。首先,在分布式环境中构建无中心计票模式,以节点的信任度确定计票节点;其次,基于PBFT实现待验选票的共识;再次,将PBFT中诚实节点的最低数量作为门限签名的阈值,只有达到阈值的计票结果才能形成门限签名;最后,将满足可信状态的结果记录在区块链账本上。通过测试分析表明,只有当诚实验票节点超过2/3时,才满足PBFT,得到可信的计票结果。
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    11. 基于区块链的电子健康记录安全存储模型
    拜亚萌, 满君丰, 张宏
    计算机应用    2020, 40 (4): 961-965.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2019081417
    摘要562)      PDF (664KB)(551)    收藏
    针对现有中心化信任背景下电子健康记录存储存在的安全风险,提出一种基于区块链的电子健康记录安全存储模型。模型首先设计了新的电子健康记录区块链存储结构,解决了现有存储模型实用性不强的问题;然后优化了区块链中区块入链的工作流程,减少了点对点(P2P)网络中的信息传播量;最后设计了基于随机数选举的共识机制,提高区块入链的时间效率。将提出的模型在Hyperledger中进行模拟实验,并将所提出的共识机制与现有共识机制进行性能对比。实验结果表明,提出的存储模型具有较高的安全性和更好的运行时间效率。该模型适用于区块链在医疗卫生领域的应用,为电子健康记录的安全共享提供了支撑。
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2024年 44卷 4期
刊出日期: 2024-04-10
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