医疗区块链环境下基于身份的格上可搜索属性签密方案（英文）

电子医疗系统在给人们提供便利的同时,面临数据伪造和信息泄露的风险。为解决这些问题,提出一种适用于医疗区块链的基于身份的格上可搜索属性签密（BCMS-LIDSASC）方案。BCMS-LIDSASC实现了区块链环境下去中心化和抗量子安全,可提供细粒度访问控制,同时具有可搜索性;此外,利用智能合约替代传统的可信第三方,用星际文件系统（IPFS）存储密文,缓解区块链的存储压力。相比而言,BCMS-LIDSASC拥有更短密钥、更小存储需求和更低计算成本,有助于安全高效地管理医疗数据,可保护患者的隐私信息和确保电子医疗系统的完整性。     

区块链技术及其具体应用

区块链是一种去中心化的分布式账本数据库,具有分布式、公开透明、信息可追溯性等特点。对区块链技术的基础原理和关键技术进行了说明,包括区块链运行机制、核心数据结构、交易层的隐私保护以及区块链的分类。简要介绍了基于区块链技术的加密方案研究现状。具体阐述了近年来智能电网和物联网领域与区块链的结合方案。     

一种抗分布式机器学习恶意节点的区块链方案

现有的分布式学习方案大多通过在协议中添加惩戒机制来解决恶意节点问题。此类方法基于两个假设：一是参与方为自身利益最大化而放弃恶意行为的假设,在事件发生后才可以对计算结果进行验证,不适用于一些需要即时验证的场景;二是基于可信第三方的假设,然而在实际中第三方的可信度却无法完全保证。利用区块链的信任机制,针对该问题提出一种基于区块链的抗恶意节点方案——将机器学习中模型训练的全过程通过智能合约实现,以确保机器学习过程不被恶意节点破坏。本方案以基于安全多方计算的分布式机器学习模型为研究模型,利用区块链的智能合约来实现数据的共享、验证和训练过程,所有参与方均只能按照指定的协议执行,将所有参与方转换为半诚实参与方;同时,为解决区块链公开透明特性带来的隐私问题,利用环签名隐藏参与方的数据地址,保护参与方的身份。与传统基于安全多方计算的分布式机器学习模型进行比较,表明本方案在抵抗恶意节点方面具有较强的优越性。     

基于区块链技术的私募股权众筹平台变革及展望

针对当前互联网股权众筹平台存在的发展问题,本文尝试探讨提出基于区块链技术的优化思路,多维度重构股权众筹平台,打造全产业链解决方案.即搭建点对点数字化资产交易基础设施,基于联盟链技术建立区块链资产交易网络,运用博弈论模型构建互信机制,运行基于区块链的分布式股权交易系统协议,让股权交易相关参与方均加入统一的区块链联盟、资产网络和服务生态圈,合理重构股权众筹与交易平台的技术架构、系统功能和业务流程,把众筹项目的业务流程和规则编制成智能合约代码,把代码、数据与项目状态全部记录在区块链上,从技术层面合理解决股权所有权唯一性、第三方系统连接、快速权益登记与确权、不可篡改的权益转移、记账即结算、数据安全和隐私保护等需求,支持提升股权交易流程效率,从数天缩短到几分钟.     

特约主编寄语

<正>近些年来,区块链技术得到了学术界和工业界越来越多的重视。区块链技术基于密码学原理,具有去中心化、防篡改、开放性、可追溯和可编程性等特征,能够在不可信的环境中不依靠权威的第三方可信机构解决多方之间的信任问题。目前区块链技术已经得到广泛的应用,并改变着诸多行业的运行规则。因此,对区块链技术及其具体应用进行研究具有重要的意义。本期邀请了来自多所知名大学与研究机构的著名学     

高性能许可公链

现有区块链主要分为公链和联盟链,公链是区块链思想的本源,然而公链体系存在匿名账户难以与现实世界对应,以及系统执行效率低两大缺陷,同时,联盟链较差的隐私性和信息安全性又备受诟病,鉴于此,提出许可公链的概念和实现方案.许可公链通过链上分布式密码学注册方案,实现公共许可机制;通过可订阅二层合约、区块快速转发和结构化广播3个技术提高大规模区块链的交易速度.因此,许可公链融合联盟链的许可机制与公链技术,是面向公众用户的、可监管的创新公链方案.所提出许可公链系统不仅建立了个人和账户的安全隐私对应关系,而且新架构灵活高效,可支持复杂的实际应用,尤其适用于金融业务与智能金融监管.     

区块链数据安全管理和隐私保护技术研究综述

针对当前区块链安全方面存在数据管理模式不合理、数据共享方案不可靠、智能合约漏洞不易修复和多类型数据隐私保护不完善等问题,分析并总结了国内外关于数据安全管理和隐私保护技术的文献. 从数据存储安全、数据隐私安全、数据访问安全和数据共享安全4个方面来概括目前区块链系统存在的各类安全问题及合理的解决方案,讨论区块链实现数据安全面临的挑战及未来的研究方向,为区块链安全领域相关人员未来的研究工作提供了一定的参考.     

基于区块链的大学生个人数据保护方案

针对学生线上择业数据不完善,学生数据易泄露等问题,文中提出并设计一种基于区块链的大学生个人数据保护方案。方案以联盟链为基础,将学生个人数据分为隐私数据与基础数据两部分,利用密码学技术对隐私数据加密上链实现数据保护;利用区块链去中心化等特点实现数据共享。方案采用PBFT(改进的实用拜占庭容错)机制,包含教育机构、政府机构、用人单位等不同角色,利用密码学技术对链上数据进行细粒度保护。通过安全性分析证明该方案抗恶意篡改攻击,抗重放攻击并保证数据泄露可溯源追责。     

云计算中支持隐私保护的多银行电子现金系统

鉴于云计算可以解决传统网络中电子现金系统的隐私泄漏、交易不规范和高成本投入等问题,提出一种云环境中支持隐私保护的多银行电子现金方案.该方案运用可信平台模块(Trusted Platform Module,TPM)提供的隐私保护和远程证明功能,实现从电子支付系统终端到上层应用的安全性,运用群签名技术提高电子现金支付的效率和匿名性.最后对提出的方案进行了安全性分析.     

区块链架构下具有隐私保护的车联网信誉模型

针对车联网传统信誉机制存在的集中式信誉服务器不可信、威胁用户隐私及检测范围单一等问题，提出区块链架构下具有隐私保护的车联网信誉模型.基于区块链技术，设计分布式可信的车联网信誉更新模型.采用多密钥全同态加密算法实现评价数据的加密与计算，降低用户隐私泄露的风险.设计回溯时间间隔自适应调整策略，防止恶意车辆基于信誉更新特性绕过检测.仿真结果表明，该方案能够有效地保护用户隐私，对不同环境下的恶意车辆都能够保持较高的检测率和较低的误报率.与传统方案相比，该方案针对车辆恶意行为的检出率提高了32%.     

Research on key technology of blockchain privacy protection and scalability

The blockchain has typical features such as decentralization of accounts, data irrevocability and transparency of information, which solves to a certain extent the collaboration and value flow between individuals who do not trust each other. However, the public verifiability of the blockchain poses security challenges for user privacy, while its performance issues, especially in terms of transaction throughput and scalability, also limit further development of blockchain technology. This paper researches and discusses the two major aspects of blockchain privacy protection and scaling technologies. First, it outlines the Bitcoin and ETH technologies in the blockchain and the comparison between them; then, it introduces several typical blockchain-oriented key technologies and development status of privacy protection such as ring signature, zero knowledge proof, secure multi-party computing, homomorphic commitment and subvector commitment. Similarly, the key technologies and case studies of blockchain scale-up are introduced from both up and down the chain to break through the two major bottlenecks in the development of blockchain privacy protection and scalability, so that the blockchain has a smart contract function, under the premise of protecting user privacy with high transaction throughput and scalability, to meet the actual needs of a wide range of fields such as finance, education, social management and industrial logistics, is the future direction of development of the blockchain.     

一种使用区块链保护车联网数据隐私的方法

随着物联网的快速发展和成熟,汽车工业领域的应用正经历着从早期的车辆Ad-Hoc网络到车联网的快速转变,数以万计的车辆及其搭载的各种车载设备都将通过车联网实现车辆或驾驶数据的共享和交互,而这些海量的数据的存储以及其中的大量用户隐私和数据安全问题带来巨大的挑战,尤其是访问控制、信任和密钥托管问题.针对该问题提出了一种基于区...     

Recommendation of platoon members by combining the blockchain and vehicular social network

Aiming at the problems of safety and privacy threats in establishing autonomous vehicle platoons in vehicle social networks, which would hinder the widespread adoption of platoons, a scheme for recommendation of autonomous vehicle platoon members by combining the blockchain and vehicle social networks is proposed. A series of security protocols to form a privacy platoon recommendation algorithm is first proposed. Second, the homomorphic encryption and secure multi-party computing are integrated to protect data security and reduce the risk of privacy leakage. Finally, the blockchain and vehicle social networks are combined to achieve efficient system operation. The proof of security shows that the proposed scheme meets the requirement of privacy protection. Besides, experimental results show that the cost of communication and that of calculation in the proposed scheme are both acceptable and reliable and effective for the formation of the platoon.     

结合区块链的车联网隐私保护可信预测缓存架构

在享受基于位置的服务(LBS, location-based service)时,用户需要频繁提交位置信息和查询请求,可能导致隐私泄露。因此,利用认知引擎感知用户需求的能力提出一种基于区块链的隐私保护缓存架构(TPCB, trusted prediction cache architecture based on blockchain)。首先,基于LSTM模型预测查询请求,请求者依靠服务提供商广播缓存数据获取服务。其次,采用信任机制评估信任值来解决与不同邻居通信时引起的交互不可信问题。最后,基于区块链的特性将交易过程中生成的大量信任数据和交易数据存储在区块中。实验结果表明TPCB能有效提高缓存命中率,并对抑制恶意提供商、激励拒绝参与的提供商和隐私保护方面具有良好的性能。     

Research on the application of blockchain technology in the sharing of electronic medical records

Electronic health records contain the occurrence, development and treatment of patients' diseases, and have a high medical value. Due to the privacy and sensitivity of medical data, data sharing and privacy protection are key issues for electronic medical records. Aiming at the characteristics of decentralization and tamper resistance of the blockchain, an electronic medical record sharing model based on the blockchain is proposed. First, a private chain and an alliance chain are built to store the encrypted electronic medical and electronic medical's security index records of users, respectively. Second, a combination of distributed key generation technology and a type and identity based proxy re-encryption scheme is proposed, and a multi-center scheme is designed as a data sharing protocol, which uses the entrusted-proof-of-rights-and-interests algorithm to select proxy nodes. Finally, an analysis and calculation of the proposed scheme and the existing scheme in various aspects such as tamper resistance and attack resistance are conducted. The result shows that the scheme consumes less energy in terms of communication overhead and computing power so that it can achieve the safe sharing of medical data effectively.     

基于安全多方计算的车载网隐私保护机制

为了解决当前车载网隐私保护机制的安全性和效率问题,基于安全多方计算理论和匿名认证协议,提出了一种新的车载网节点隐私保护方案.该方案利用线性方程组的求解理论,采用安全高效的茫然传输机制,避开了传统的计算复杂的公钥密码算法.对方案的安全性和效率分析的结果表明,新方案不仅能够解决车载网中发送者隐私、接收者隐私、匿名性、共谋攻击、重放攻击等多种安全问题,而且认证效率也得到了有效提高,在计算性能受限的物联网环境中,具有理论和应用价值.     

基于移动代理的电子交易安全方案

总结了基于移动代理的电子交易安全需求,在未指定代理者的强代理签名方案的基础上,提出了一种新的安全电子交易方案。新方案增加了客户隐私保护功能,能够有效地解决代理在多个备选商家的主机之间移动时的安全问题,保证了客户和商家双方身份的不可伪造性和交易信息的不可拆分性,可抗重放攻击,实现了各商家之间身份和交易信息的保密。分析表明,新方案满足所有电子交易安全需求,更具实用性。     

Covert data transmission mechanism based on dynamic label in blockchain

The existing blockchain data covert transmission scheme is faced with the problems of poor concealment, small channel capacity and low efficiency. This paper designs a new model for separating the data embedding mechanism from the transaction filtering mechanism, and proposes a new filtering algorithm based on the address dynamic label. In this scheme,the HMAC algorithm is used to construct the special address label, so that the receiving party can effectively screen the special transaction carrying the concealed information from the massive data in the blockchain ledger, and realize the concealed data transmission in the open blockchain scenario. Simulation results show that the proposed scheme can realize the hidden transmission of data in the real bitcoin network. The concealment and efficiency of the scheme are better than those of the traditional scheme.