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    2020 CCF中国区块链技术大会(CCF CBCC 2020)

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    1. 基于Kubernetes的Fabric链码管理及高可用技术
    刘宏宇, 梁秀波, 吴俊涵
    计算机应用    2021, 41 (4): 956-962.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020111977
    摘要139)      PDF (1215KB)(391)    收藏
    区块链即服务(BaaS)平台的核心在于如何将区块链网络部署在云计算平台上。Fabric部署可以按照组件启动时间分为静态组件和动态链码两部分,而链码部署是Fabric云化最核心、最复杂的部分。因为Fabric本身没有针对Kubernetes开发接口,所以业界当前的方案均是通过一系列辅助技术实现链码部署,而这些方案并没有将链码随静态组件一起纳入到Kubernetes管理环境中。针对当前BaaS方案存在的问题,主要做了如下几项工作:1)比较全面地研究了底层基础设施,尤其是生产环境下的高可用性Kubernetes平台;2)设计并实现了Fabric在Kubernetes上的云化部署,尤其是链码部分通过一个全新的容器控制插件实现了对Kubernetes在代码级别上的支持,并完成了将链码纳入Kubernetes环境管理的目标;3)用函数计算服务来管理Fabric链码的部署,从而实现了一个全新的链码执行模式,即从“启动-等待-调用-等待”的模式改变为“启动-调用-退出”的模式。上述在Fabric云化部署尤其是链码部署管理方面的工作,对基于Fabric和Kubernetes的BaaS平台优化有一定的参考价值。
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    2. 物联网应用中访问控制智能合约的形式化验证
    包玉龙, 朱雪阳, 张文辉, 孙鹏飞, 赵颖琪
    计算机应用    2021, 41 (4): 930-938.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020111732
    摘要144)      PDF (1289KB)(733)    收藏
    蓝牙、WiFi等网络技术的进步推动物联网(IoT)的发展,然而IoT在方便了人们生活的同时也存在严重的安全隐患。若无安全的访问控制,非法接入IoT的访问可能给用户带来各方面的损失。传统的访问控制方法需要一个可信任的中心节点,不适合节点分散的IoT环境。区块链及智能合约的出现为IoT应用的访问控制提供了更有效的解决方案,但用一般测试方法难以保证实现IoT应用的访问控制智能合约的正确性。针对这个问题,提出一种利用模型检测工具Verds对访问控制智能合约进行形式化验证从而保障合约正确性的方法。该方法利用状态迁移系统定义Solidity智能合约的语义,应用计算树逻辑(CTL)公式描述所要验证的性质,并对智能合约交互及用户行为进行建模,从而形成Verds的输入模型及所要验证性质,然后利用Verds验证待测性质的正确性。方法核心是Solidity合约子集到Verds输入模型的转换。对两个IoT资源访问控制智能合约的实验结果表明,该方法可以对访问控制合约的典型场景及期望性质进行验证,提升了智能合约的可靠性。
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    3. 基于双联盟链的智能电网数据共享模型
    张利华, 王欣怡, 胡方舟, 黄阳, 白甲义
    计算机应用    2021, 41 (4): 963-969.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020111721
    摘要231)      PDF (1411KB)(728)    收藏
    针对区块链的电网云服务器数据存在数据共享困难和隐私泄露风险,提出一种基于双联盟链的智能电网数据共享模型(DSDCB)。首先,基于星际文件系统(IPFS)在链下存储电力大数据,在链上存储IPFS文件指纹,并使用多重签名公证人将电力数据共享给其他联盟链;然后,在保证隐私不被泄露的情况下,使用代理重加密结合安全多方计算来进行单节点或多节点安全数据共享;最后,利用全同态加密算法在无需解密电力数据的情况下对密文数据进行合理整合。DSDCB的单节点跨链数据共享模型能抵抗51%攻击、女巫攻击、重放攻击和中间人攻击。经证明当恶意参与方少于 k个、诚实参与方超过1个时,DSDCB的安全多方跨链数据共享模型能保证数据的安全性与隐私性。仿真对比表明,DSDCB的计算成本低于代理广播再加密(PBRE)和用于安全云存储的加密数据共享方案(CPBRE-DS),比一轮通信可验证全同态秘密共享(FHNVSS)方案更具有可行性。
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    4. 面向物联网的区块链共识机制综述
    田志宏, 赵金东
    《计算机应用》唯一官方网站    2021, 41 (4): 917-929.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020111722
    摘要779)      PDF (1143KB)(1572)    收藏
    随着数字货币的不断发展,区块链技术引起越来越多人的关注,而对其关键技术共识机制的研究尤为重要。将区块链技术应用在物联网(IoT)中是目前研究的热点问题之一。共识机制是区块链的核心技术之一,其在去中心化程度、交易处理速度、交易确认延迟、安全性以及可扩展性等方面对IoT产生了重要影响。首先对IoT的体系结构特征以及资源受限问题造成的轻量化问题作了阐述,对在IoT中实现区块链所面临的问题作了简要概述,并结合比特币的运行流程对IoT中的区块链需求进行了分析;其次,把共识机制分为证明类、拜占庭类和有向无环图(DAG)类,研究了这些不同类别的共识机制的工作原理,在通信复杂度上分析它们与IoT的适应度,总结它们的优缺点,并对现有的共识机制和IoT结合的架构进行了调研分析;最后,针对IoT面临的中心机构运行成本高、可扩展性差、安全性存在隐患等问题进行了深入研究,分析结果表明,基于DAG技术的埃欧塔(IOTA)和Byteball共识机制在交易数量很多的情况下具有交易处理速度快、可扩展性好、安全性强的优点,是未来IoT领域区块链共识机制的发展方向。
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    5. 基于区块链与可信计算的数据交易方案
    张学旺, 殷梓杰, 冯家琦, 叶财金, 付康
    计算机应用    2021, 41 (4): 939-944.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020111723
    摘要327)      PDF (1137KB)(975)    收藏
    针对当前数据交易过程中数据容易被拷贝的问题以及数据保密的实现,提出一种基于区块链与可信计算的数据交易方案。首先,利用区块链记录数据信息、交易信息以及数据使用记录,这可帮助数据资产确权以及数据溯源;然后,利用可信计算与加密算法来保证交易数据传输安全;最后,用数据主体与数据需求方提供的算法在可信计算环境中完成计算,之后输出结果并加密返回给需求方。所提方案在确保数据主体不泄露数据的情况下,让需求方可以使用数据进行计算,且通过可信加密保证了传输安全。
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    6. 基于区块链的数字音乐版权管理系统
    张国潮, 唐华云, 陈建海, 沈睿, 何钦铭, 黄步添
    计算机应用    2021, 41 (4): 945-955.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020111731
    摘要392)      PDF (2086KB)(956)    收藏
    针对传统音乐版权行业版权确权难、侵权监测难、维权取证难、版税结算难等问题,将区块链技术应用于数字音乐版权管理领域具有重要意义。通过使用VNT Chain区块链平台设计构建了一个数字音乐版权管理系统,在其中利用区块链技术为音乐版权提供存证性证明以及实现证据固化,采用Shazam算法为音乐版权提供原创性证明,并基于智能合约保障交易的安全可靠。所建系统包含用户管理、版权登记、版权交易、侵权监测、证据固化、音乐生态六大功能模块,涵盖了版权管理的主要环节,并根据业务数据的不同需求分别采用区块链、星际文件系统(IPFS)以及MySQL作为存储引擎。实验结果表明,每首音乐的版权登记时间增幅约为1.9 s,平均每首音乐的特征指纹数据存储在IPFS上大约消耗8 MB,符合预期的系统性能要求。
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2022年 42卷 3期
刊出日期: 2022-03-10
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主  编:徐宗本
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