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%.     

基于可信模块的云存储用户密钥管理机制研究

云存储为用户提供了方便的在线数据存储服务。但是,云存储服务商并不能完全保障用户隐私数据的安全。目前针对云存储用户隐私数据的保护又缺乏对密钥的保护,本文提出一种基于可信模块的云存储用户密钥管理机制,通过引入可信硬件模块,基于无证书密码学基本原理生成和存储用户密钥信息,建立安全高效的密钥备份和恢复机制,同时,采用数据分割理论提高基于可信硬件模块密钥管理的数据保护效率。文章描述了基于可信模块的密钥管理机制的实现方法,并进行了安全性和效率测试分析,实验表明,该机制具有很好的安全性和数据保护效率。     

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。     

基于区块链的用户自定义位置共享方案

针对移动社交网络位置共享服务存在的隐私泄漏问题,提出基于区块链的用户自定义位置共享（BUDLS）方案.基于区块链实现位置信息分布式管理,防止中央服务器收集大量用户隐私,增强用户位置信息的可控性.设计基于公钥数字签名和同态加密相结合的加密机制,防止位置信息被攻击者非法获取.定义灵活的访问控制策略,根据用户需要提供可靠的服务.安全分析验证结果显示,BUDLS方案满足隐私安全目标.仿真实验结果表明,相比传统方案,BUDLS方案降低了时间成本,提高了位置查询的准确性,有效保护了移动社交网络平台用户的位置隐私.     

基于多角色节点的区块链可扩展方案研究与设计

区块链虽然对当前各类信息技术服务的可信管理产生了积极影响,但由于其在跨链扩展、统一监管和节点隐私等方面的不足,难以满足多链应用场景下的协同与扩展。笔者提出一种基于多角色节点的区块链技术及跨链方案,监管员角色作为区块链统一管理节点,在审计节点和验证节点的协同工作下,可通过为节点设置不同角色实现子链构建,并通过部署不同策略实现子链间的跨链资产转移,以此实现区块链系统的可扩展性,基于节点角色的权限控制可支持节点间的隐私保护。实验性能测试表明:笔者方案能高效满足区块链的可扩展和可监管需求,同时兼顾节点隐私保护。     

单云服务提供者环境下的随机化属性保护研究

单云服务提供者环境下用户随机属性隐私保护包括防范属性集更新泄露与密钥关联属性泄露,主要通过代理认证、零知识证明、可信第三方和匿名签名实现.针对属性保护严重依赖第三方的密钥分配与属性授权,提出了一种密文策略属性基群签密随机属性保护方案.该方案利用无证书群签密的无连接交互验证特性,在用户计算密钥因子时防范云服务提供者获得密钥关联属性信息;利用属性撤销的密钥重构与属性分割的密文重构的相互独立特性,降低了用户签密所需要的最小属性集数量,抵制了攻击者利用属性集更新伪造签名;以密钥服务为中心设计了群签密的身份验证机制以防范其他用户身份伪装.结果表明:该方案实现了保护随机属性安全和消息隐私.     

后量子区块链交易认证方案设计与分析

实现量子安全性和区块链钱包空间尺寸压缩是一种提升区块链的安全性、节省钱包存储开销的有效措施。文章建立了适用于分层确定性钱包的区块链交易认证模型,利用固定维数格基代理算法生成用户的子密钥对,在格上设计了一个具备后量子安全的区块链交易认证方案。结果表明:基于小整数解问题的困难假设,在标准模型下证明了认证方案满足存在不可伪造性;由于实现了子密钥对尺寸与种子密钥尺寸的一致性,同利用盆景树原理生成子密钥对的方法相比较,子公私钥长度分别压缩了50%和75%,交易签名私钥长度压缩了75%。     

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.     

基于适配器签名和盲混技术的电子资源交易方案设计与实现

为解决第三方电子商务平台存在信用风险、交易不确定以及监管体系不完善的问题,出现许多利用区块链技术实现去中心化的方案,然而区块链交易透明且可追踪导致出现隐私泄露的新问题。针对该问题,采用适配器签名技术与盲混合技术,提出一种新颖的电子资源交易方案,解决了无可信第三方公平交易问题,保护了交易双方的隐私安全。经过安全性论证,该方案具有公平性、原子性和不可链接性。仿真实现表明,该方案具有良好的执行效率。     

Method for using the blockchain to protect data privacy of IoV

With the rapid development of the Internet of Things,vehicle industry is undergoing a rapid transformation from the early vehicle Ad-Hoc network to the Internet of Vehicles (IoV) in which massive vehicles and on-board smart devices can realize data sharing and interaction.However,this brings about a big challenge for the security of shared data in a huge volume containing a lot of user privacy,especially the issues of access control,trust and key escrow.To address these problems,we propose an efficient blockchain-based distributed data sharing method in IoV.In our scheme,blockchain transactions are utilized for trustworthily data storage and access as well as user revocation.To realize end device verification,we introduce certificateless cryptography for transaction verification of blockchain nodes and the ease of the key escrow problem.Moreover,we propose an efficient partial policy-hidden CP-ABE scheme for data fine-grained access control with efficient user revocation.Security analysis and experiments demonstrate that our scheme is secure,efficient and practical.     

基于区块链的车联网矩阵计算安全卸载方案

为了保护任务数据的机密性,验证计算结果的正确性,提出基于区块链的车联网矩阵计算安全卸载方案.该方案利用编写在区块链上的智能合约自动执行计算结果验证过程,保证验证过程的安全性和结果的不可篡改.方案提出的基于矩阵加法的轻量级矩阵加密方法,简化了矩阵计算卸载加解密的复杂度.通过与现有方案比较可知,本文方案能够在有效保护车辆的敏感信息的同时,实现对矩阵计算结果正确性的验证.利用所构建的矩阵加密方法,能够有效地降低车辆侧矩阵加解密的计算开销.     

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.     

基于区块链智能合约的物联网数据资产化方法

使用基于区块链智能合约的物联网数据资产化方法解决物联网系统中个人数据难以确权、数据资产的量化跟踪和价值转移无法高效完成等问题.借助区块链数字指纹将数据所有权和控制权从设备生产商转移至用户,为个人数据确权;通过全生命周期管理和数字签名等技术,将设备状态和数据哈希值存储至区块链,保证数据的可靠性;使用智能合约构建去第三方数据交易平台,保证数据共享的安全性,便捷地完成数据变现和数据价值转移.攻击可能性和攻击成功概率的量化分析结果表明,区块链智能合约技术可以为数据提供防篡改性,消除数据交易过程中的信任问题.借助区块链智能合约技术能够初步实现物联网数据的资产化,促进物联网设备的数据价值转移和共享.     

基于局部差分隐私的电动汽车充电位置隐私汇聚

电动汽车频繁接入充电桩充电而产生的位置数据对优化充电桩布置、指导电力调度具有重要意义。然而充电位置数据对于汽车用户来说属于隐私信息。为防止汽车用户的隐私泄露,亟需探索研究隐私汇聚充电位置数据的方法。采用局部差分隐私技术保护电动汽车充电位置数据,通过引入贝叶斯随机多伪隐私算法设计一种基于分区的隐私保护充电位置数据汇聚方法。该方法利用贝叶斯随机多伪隐私算法设计了一个用于本地化扰动充电位置数据的局部混淆算法,然后,结合随机多伪算法的重构算法设计了满足稀疏、样本量小等特点的充电位置数据的隐私汇聚方法。同时,在保证隐私保护水平的前提下,通过对位置域进行划分以缩小隐私位置域,进一步提高汇聚结果的可用性。对所设计方法的隐私性进行分析。最后,在正态分布、均匀分布、峰值分布和随机分布4种不同的合成数据集以及公开的Gowalla数据集上进行验证。实验结果表明：在相同隐私水平的条件下,所设计的方法在可用性方面优于基于随机映射矩阵的隐私汇聚方法。     

考虑替代救援可靠度的应急配置优化模型

为了合理规划应急设施选址与资源配置方案,分析救援车辆失效对系统覆盖可靠度的影响. 通过构建虚拟车辆资源池,考虑实际中存在使用系统内剩余可用车辆替代失效车辆的情景,提出救援覆盖可靠度的计算方法. 以系统总成本最小化为目标,考虑设施分级和2种救援车辆的匹配,建立考虑替代救援的应急配置双层规划模型. 上层模型优化设施选址与车辆配置方案,下层模型进行物资需求分配. 设计双层启发式算法进行求解. 案例分析表明：随着车辆间容量倍数在合理范围内增长,系统总成本呈现先降低后平稳的趋势,该模型可以为最优的车辆种类匹配方案选择提供依据. 通过与基于传统可靠度计算方法得到的结果对比表明,使用所提的可靠度计算方法,有助于减少系统总成本,在不同车辆类型匹配方案下的平均优化程度为9.01%.     

面向车辆边缘计算的任务合作卸载

随着物联网技术和人工智能技术的飞速发展，车辆边缘计算越来越引起人们的注意。车辆如何有效地利用车辆周边的各种通信、计算和缓存资源，结合边缘计算系统模型将计算任务迁移到离车辆更近的路边单元，已经成为目前车联网研究的热点。由于车辆应用设备有限的计算资源，车辆用户的任务计算需求无法满足，需要充分利用车辆周边的计算资源来计算任务。本文研究了车辆边缘计算中任务的合作卸载机制，以最小化车辆任务的计算时延。首先，设计了任务合作卸载的三层系统架构，考虑了车辆周边停泊车辆的计算资源以及路边单元的计算资源，组成云服务器层、停泊车辆合作集群层和路边单元合作集群层的三层架构。通过路边单元合作集群和停泊车辆合作集群的合作卸载，充分利用系统的空闲计算资源，进一步提高了系统的资源利用率。然后，基于k-聚类算法的思想提出了路边单元合作集群划分算法对路边单元进行合作集群的划分，并采用块连续上界最小化的分布式迭代优化方法设计了任务合作卸载算法,对终端车辆用户的任务进行卸载计算。最后，通过将本文算法和其他算法方案的进行实验对比，仿真结果表明，本文算法在系统时延和系统吞吐量方面具有更好的性能表现，可以降低23%的系统时延，并且能提升28%的系统吞吐量。     

众包服务中基于公平性最大化的团队组建方法

众包服务已成为各个领域的主流服务计算范式。在众包服务中,如何选择合适的移动用户形成团队并用于众包服务是一个挑战性的问题。目前大多数研究都集中在使通信成本最小化的团队组建方法上,但在众包服务实际应用中,存在不基于沟通成本最小化的团队组建问题;因此,文章在社交网络框架下提出了基于公平性最大化的团队组建方法,给出了基于公平性最大化的团队组建方案和任务众包算法,并在实际社交网络中验证了基于公平性最大化的团队组建方案和任务众包算法。其结果表明,所提出的基于公平性最大化的团队组建方法是有效的,并在众包服务中具有实际应用价值。     

Preliminary research on the blockchain protocol in satellite broadcasting network environment

Low throughput has been the biggest obstacle to large-scale blockchain applications. During the past few years, researchers have proposed various schemes for improving the systems’ throughput. However, due to the inherent inefficiency and defects of the Internet, especially in data broadcasting tasks, these efforts have all proved unsatisfactory. In this paper, we propose a novel blockchain protocol which utilizes the satellite broadcasting network instead of the traditional Internet for data broadcasting and consensus tasks. An automatic resumption mechanism is also proposed to solve the unique communication problems of satellite broadcasting. Simulation results show that the proposed algorithm has a lower communication cost and can greatly improve the throughput of the blockchain system. Theoretical estimation of a satellite broadcasting enabled blockchain system’s throughput is 6 000 000 TPS with a satellite bandwidth of 20 Gbps.     

一种可自定义金额的数字货币去中心化混淆方案

区块链是随比特币等数字货币兴起的一种全新的去中心化架构, 具有去信任化的特点。在区块链中用假名来提供匿名性, 然而研究表明这种匿名并不安全, 通过交易图谱分析可以发现不同假名间的关联性, 找到同一用户的假名, 破坏匿名性。通过地址的混合可以解决这一问题。本文提出了一种去中心化的混币方法, 通过分析证明, 该方法能有效地保障用户的隐私, 还能实现用户不同金额的混合, 增加便捷性。