基于区块链的多方隐私保护公平合同签署协议

传统的公平合同签署协议通过引入中心化的可信第三方来保证协议的公平性。当第三方不诚实且和签署一方进行合谋,就会对另一方产生不公平。同时,第三方可能会泄露参与方的敏感信息,这将极大地威胁参与方的隐私。故合同签署的公平性和隐私性均依赖于第三方的可靠性。基于区块链的公平合同签署协议可去中心化从而避免依赖第三方来解决公平性,但区块链可被公开访问和验证,这为参与方的隐私问题又带来新的挑战。已有的基于公开区块链的隐私保护公平合同签署协议利用参与方共享的秘密因子对合同信息及公钥进行加密从而隐藏了参与方数字证书中的真实身份信息;但在协议的承诺阶段,由于区块链的假名性,执行两笔保证金交易时可能会泄露正在签署合同的参与方信息。为最大限度保护参与方的身份隐私,本文基于混币技术,通过引入半诚实可信第三方来提供参与者身份的混淆服务,并结合盲的可验证加密签名方案,设计出新的隐私保护公平合同签署协议。该协议可支持多个合同签署人通过区块链完成公平的合同签署,不仅可以保护与合同相关的隐私内容,还可以保护参与方的身份隐私。     

基于区块链的公平合同签署协议

一个公平的合同签署协议需要使签名者在协议结束的时候能够同时获取有效的合同、或者无法获取任何有用的信息。大部分的合同签署协议需要一个可信赖的第三方来确保公平性。区块链技术给我们提供了全球账本和计时器。这个计时器在一个新区块出现的时候更新,每一个区块都可以通过块头中的哈希值标识。如果我们假定这个哈希值是均匀分布的,就可以使用Rabin签名信标来实现一个公平合同签署协议。这些协议不需要改变底层区块链技术的任何操作,并且不需要提交任何矿工费就可以完成合同签署。     

基于区块链技术的公平合约交换协议的实现

当前的区块链技术,只在链上实现了“利益”的可信传递,而对应的“责任”传递还未有对应的链上实现,其关键问题是“责任”的载体及“责任”传递的接收确认.只包含“利益”的链上传递,因此,链上建立的信任关系是单向的,无法建立传递发起方对接收方的信任.从线上公平合约交换协议研究出发,给出了无可信第三方的、基于区块链技术的、确定性的线上公平合约交换协议的实现,同时改变了目前交易类型区块链技术的单向信任关系,通过附加协议,在区块链参与节点之间建立了多向信任关系.改造交易类型的区块链数据结构,将交易类型区块链的交易内容转换为待签合约,多方之间发送“转账”交易单,在链内共识协议的控制下,实现多方之间对合约不可抵赖的签名确认.本协议规定：多方在链接的交易单之中完成随机顺序签名确认后,为合约生效的唯一确认.由于区块链交易数据的公开性、不可篡改性和不可否认性,避免了合约任何一方的作弊行为,既保证了合约交换过程的公平性,也保证了合约交换完毕之后的均势.同时,为多方合约提供了实时动态管理功能,包括合约内容的追加、更新和删除.最后讨论了该协议的公平性、隐私性及共识机制的选择问题.     

基于离线可信第三方的公平电子合同签署协议

电子合同签署是电子商务中的一个重要领域,公平电子合同签署协议是公平交换协议的一种应用模型,然而已有的公平电子合同签署协议存在各种安全缺陷.设计了一种新的基于离线可信第三方的公平电子合同签署协议,该协议能够解决已有协议的缺陷,并且提高了协议的执行效率.对协议的安全性进行了分析和证明,结果表明,本协议保证了交换活动的公平进行,从而为电子商务提供了完整的安全保障.     

区块链关键技术的研究进展

区块链是一种将时序数据以链式结构组合而成、以密码学机制保证交易数据不可篡改的分布式账本,是一种新型分布式计算模式与去中心化基础构架。区块链技术具有去中心化、建立信任关系、集体维护、交易公平和透明、不可篡改、可溯源等特征,已成为工业界和学术界的研究热点。介绍了区块链的组成元素,详细阐述了区块链的基本原理、智能合约、共识机制等关键技术,结合金融、物联网、供应链、医疗系统应用场景,讨论了其利用区块链技术的优化方向。总结了区块链技术在安全、效率、隐私保护等方面存在的不足,给出了相应的应对措施。提出了改进共识机制、匿名性和系统吞吐量的有效方法,为区块链技术的进一步发展和完善提供有益的借鉴和指导。     

基于信任的双层可拓展共识协议

共识机制作为区块链技术的核心,决定了区块链系统的性能、可拓展性和安全性.针对当前区块链的性能、可拓展性问题以及维护系统安全所采用的激励机制成本高的问题,提出一种基于信任的双层可拓展共识协议(Trust-based Dual-layer Scalable Consensus Protocol,TDSCP).首先,通过结构化网络设计了双层协同的信任模型和共识算法,其中,信任模型根据节点信任值决定其能否获得生成区块的权利,避免了高昂的挖矿代价;其次,通过分区内双层共识算法提高共识效率,拓展了参与共识的节点数量,避免了系统中心化问题;最后,结合可验证随机函数和多级图划分算法对节点进行分区,可有效防止恶意节点聚集,减少跨分区交易的数量.实验结果表明,TDSCP提高了区块链系统的可拓展性,其分区内算法共识时延较低,且分区方法明显减少了跨分区交易的数量.     

基于区块链技术的绿证智能合约交易风险聚类分析模型

常见的聚类分析模型受到分布式清洁能源接入模式的冲击，内部数据容易被篡改，模型安全性较低。对此，提出基于区块链技术的绿证智能合约交易风险聚类分析模型。引入区块链技术，改变交易信息的哈希结构，将同时生成的区块链证书记入区块链数据库中，作为信息不可篡改的凭证，用于信任认证；设计智能合约响应机制，实现区块链数据的信任认证，在认证完成后，投影区块链数据，完成区块链数据的聚类处理；以聚类结果为依据，构建决策树风险分析模型。实验结果表明，在面对分布式清洁能源接入模式的冲击时，该模型内部数据安全，没有被篡改，安全评估值在4.5以上，自身的安全性得到了提高。     

基于SM2数字签名的区块链匿名密钥交换协议

区块链技术因其去中心化、匿名性、不可篡改、不可伪造等优点, 已经成为我国的一项前沿技术, 在各领域得到广泛的应用。虽然用户可利用区块链发布匿名交易, 有效隐藏交易双方的身份信息, 但双方交易完成后传输交易相关数据可能破坏匿名性。这是因为在数据传输过程中, 为了保证双方通信安全, 往往使用认证密钥交换协议认证双方身份, 计算会话密钥建立安全信道。由于传统的认证密钥交换协议涉及双方的长期公私钥对信息, 所以将泄露交易双方的身份信息。虽然区块链匿名密钥交换可基于交易双方的历史链上交易完成密钥交换, 有效保障交易双方的匿名性, 但现有区块链匿名密钥交换协议主要基于国外密码算法设计, 难以适用于国产区块链平台, 不符合我国密码核心技术自主可控的要求。为丰富国产商用密码算法在区块链匿名密钥交换方面的研究, 满足区块链交易后双方匿名安全通信的需求, 本文以 SM2 数字签名算法和区块链为基础, 构造非交互式和交互式两种区块链匿名密钥交换协议。并在 CK 安全模型中证明非交互式的协议满足会话密钥安全, 交互式的协议满足有前向安全性的会话密钥安全。最后通过理论分析和编程实现结果表明, 本文协议在没有比现有协议消耗更多的计算开销与通信代价的前提下, 可适用于国产化区块链平台。     

无随机预言机的公平合同签署协议

针对目前已有的公平合同签署协议存在的不足,利用已有的无随机预言机模型下的短签名方案和q-强Diffie- Hellman假设,设计一种新的具有离线半可信第三方的公平合同签署协议,离线第三方只在意外情况下才介入协议,且在纠纷解决阶段只是协助参与方解密,则协议结束,第三方并不能获得参与方的签名。由于基于短签名,所需存储和通信的数据量小,该协议只适用于低带宽通信以及需要较小的数据存储量的环境。     

区块链技术在网络交易监测中的应用研究

区块链作为一种信任机制，为各行业各领域产业创新、技术创新提供了重要途径。本文分析了国内外区块链的典型应用场景，梳理研究了网络交易监测领域区块链的创新应用情况，结合网络交易监测当前面临的问题，研究梳理了区块链在网络交易监测领域的应用方向、应用场景，探索提出区块链在网络交易监测领域的应用框架。     

签名中嵌入用户身份信息的公平合同签署协议

通过在Schnorr签名中嵌入用户的身份信息设计了一个公平的合同签署协议。与已有的没有嵌入用户身份信息的合同签署协议相比,该协议具有更好的公平性。另外本协议还引入了n个离线的半可信第三方,分析表明这不仅实现了签名者隐私的保护,还有效地降低了签名者中的一方与离线半可信第三方合谋来获取另一方签名的概率,它的理论基础是公开可验证秘密分享。     

基于区块链的身份托管模型研究

针对现有中心化信任下用户多身份管理难的问题,提出一种基于区块链的身份托管模型。模型将用户拥有的各个系统的身份信息采用椭圆曲线算法加密签名,确保身份信息的所有权;设计了身份认证区块链模型和身份信息上链的智能合约,将身份签名结果存储到区块链中,确保其安全和不可篡改;设计了登录验证的智能合约,使用用户公钥对签名信息验证用户是否具有登录系统的权限。对该区块链身份托管模型在Hyperledger Fabric中进行实验论证,实验结果表明,该模型具有高的安全性和时间效率,能方便管理用户的多个系统身份信息。     

边缘计算模式下全同态加密智能合约设计

区块链产生的成千上万的交易信息数据不断被收集到区块链中,会给区块链网络的计算资源和存储空间造成极大负担.为了解决区块链网络计算资源不足和存储空间有限的问题,我们将边缘计算模式应用于联盟链Hyperledger Fabric系统中,在区块链中设计了基于边缘计算模式的智能合约,以提高区块链的存储空间和运行效率.在此基础上,...     

基于自定义日志的Fabric的共识交易轨迹可视化追踪方法

联盟链缺少展示各个节点资源使用情况、健康状态、互相关系、共识交易流程等方面的可视化方法,为此提出一种基于自定义日志的Fabric共识交易轨迹追踪方法（FTL）。首先,以典型联盟链框架Hyperledger Fabric为基础设施实现区块链底层构建;然后,利用ELK工具链收集与解析Fabric的自定义共识交易日志,并利用Spring Boot作为业务逻辑处理框架;最后,采用专注于图分析领域的Graphin实现共识交易轨迹的可视化。实验结果表明,与原生Fabric应用相比,基于FTL的Fabric的应用框架在实现可视化追踪基础后,平均性能仅下降了8.8%,未造成显著延迟,可以为监管方提供更加智能的区块链监管方案。     

基于ATL的公平交换协议的形式化验证

如何对电子商务协议进行分析与验证一直是研究的热点,基于ATL（交替时态逻辑）对电子商务协议中的公平交换协议（Fair Exchange Protocols）进行形式化分析与验证,并选取了其中的一个电子合同签署协议进行形式化验证。用ATL语言来形式化描述公平交换协议,并使用ATS（Alternating Transition Systems,交替转移系统）来为公平交换协议进行形式化建模,再用形式化验证工具MOCHA对公平交换协议的公平性（Fairness）、及时性（Timeliness）和不可滥用性（Abuse-Freeness）进行有效的验证;对验证结果进行分析与讨论,发现了该协议不满足公平性和不可滥用性,不符合设计的要求。     

物流服务交易区块链与蚁群智能合约算法研究

为解决物流服务交易中供应商、生产商、用户等多方参与者之间的信用关系缺失,提高制定合约的效率,避免干扰合约的正常执行以及传统合约的可抵赖性、可篡改性以及不可追溯性等问题,提出了物流服务交易区块链与蚁群智能合约算法。分析传统的物流服务交易模式存在的问题,提出一种新的物流服务交易合约概念模型,并利用区块链和智能合约的特点和优势,以及物流服务交易中的信息发布、谈判、议价、制定合约等交易环节和区块链的链接关系,构建一种去中心化的物流服务交易智能合约区块链模型。以该模型为基础,依据物流服务交易合约的工作流程以及蚁群算法的特点,设计了物流服务交易区块链与蚁群智能合约算法。在多节点物流服务交易仿真平台进行实验,实验结果表明,该算法实现了基于区块链的多物流用户服务交易智能合约的创建、存储和自动执行,整个过程透明可跟踪、共识且不可篡改。因此,该算法是基于区块链解决物流服务交易问题的一种有效方法。     

一种新的公平电子合同签署协议

针对许多协议在网络环境下的电子合同签署中不能完全实现公平性与保密性,利用ElGamal数字签名方案构建了一种新的同时生效签名方法并运用于公平电子合同签署协议。不引入第三方参与协议保证合同内容的保密性;利用模糊签名同时生效的方法保证电子合同签署的公平性。协议适用于大部分网络中的电子合同签署。     

基于签名者隐私保护的公平合同签署协议

电子合同签署是数字签名公平交换的实际应用,而签名者隐私的保密问题是影响电子合同签署协议应用的重要问题。提出一种基于签名者隐私保护的公平合同签署协议,通过利用签名的划分、签名的可验证加密及双线性对等技术实现对签名者隐私的保密。该协议结构简单,能保护签名者的隐私,效率较高。     

基于区块链的公平可验证的多关键词密文排序检索

针对区块链环境下已有的可搜索加密方案实现结果验证和公平支付的成本过高、检索功能局限的问题,提出基于区块链的支持验证与公平支付的多关键词排序检索方案。该方案通过云服务器（CSP）存储加密索引树和执行搜索操作,并且构建了包含验证证明的查找表来辅助智能合约完成检索结果的验证以及公平支付,从而降低智能合约执行操作的复杂性,节约时间和费用成本。此外,结合向量空间模型与词频逆文档频率（TF-IDF）技术构建平衡二叉树结构的索引,并使用安全K邻近对索引和查询向量进行加密,从而实现支持动态更新的多关键词排序检索。安全性和性能分析表明,所提方案在区块链环境下和已知密文模型下是安全可行的;仿真实验结果表明,所提方案能够以可接受的开销实现结果验证与公平支付。     

带有公平电子合同的交易协议

基于原子的公平匿名交易协议,采用两阶段提交的思想,通过可信第三方TTP(trusted third party)来控制交易的提交。在进行大量交易时,TTP会成为瓶颈。文中在原协议的基础上进行改进,引入了公平电子合同,改变交易提交方式,减少了TTP的工作量,但并没有破坏其原子性和公平匿名性,同时交易后产生的电子合同可具有传统交易合同的作用。