区块链在数据安全领域的研究进展

大数据时代,数据已成为驱动社会发展的重要的资产.但是数据在其全生命周期均面临不同种类、不同层次的安全威胁,极大降低了用户进行数据共享的意愿.区块链具有去中心化、去信任化和防篡改的安全特性,为降低信息系统单点化的风险提供了重要的解决思路,能够应用于数据安全领域.该文从数据安全的核心特性入手,介绍区块链在增强数据机密性、数...     

基于区块链的身份认证机制的效率优化方法研究

基于区块链的去中心化PKI使用区块链替代传统的CA,借助区块链的权威性和公开性,实现了认证的去中心化。目前的研究大多使用遍历区块链的方法查询身份—公钥对,从而验证某公钥是否属于通信对方,效率较低。提出了一种基于密码累加器的身份认证方式,将链上身份和公钥信息映射为累加值,实现认证功能的同时提高了身份—公钥对的验证效率,同时解决了区块链体积不断增长的情况下轻节点存储空间不够的问题,并通过实验验证了该方法的可行性和有效性。     

区块链跨域身份管理系统的优化

身份认证是云计算的安全基础,当前云计算环境下不同信任域之间信息交互频繁,迫切需要研究安全且高效的不同信任域间的跨域身份认证。由于传统的中央式身份管理系统存在安全性和可扩展性问题,分散式身份管理受到了学术界和工业界的广泛关注,然而,随着各域之间共享交互的日益增多,分散身份的管理和认证对跨域信任提出了更高的要求,面临着巨大的实现挑战。该文提出了一种基于区块链的去中心化跨域身份管理系统(DCIMB),在此系统中设计了一个去中心化标识符,用于联盟区块链技术命名身份,同时,DCIMB系统中的每个节点都可以参与身份认证和信任建立,从而解决了中心化机制的单点故障问题。为了进一步提高认证效率,保护用户隐私,DCIMB引入了单向累加器作为身份数据结构,保证了实体身份的有效性,并从理论上分析了DCIMB的可行性和性能,并且与现有的身份管理系统相比,DCIMB在跨域身份验证方面实现了出色的优化。     

物链网综述:区块链在物联网中的应用

物联网设备数量的激增和中心化的管理架构给物联网的发展带来了严峻的挑战，区块链技术的去中心化和不可篡改等特点可以用来解决物联网的上述难题，故此将区块链技术应用到物联网领域成为研究热点。随着区块链技术在物联网应用中的深入研究，出现了一个新的概念："物链网"。本文首先介绍了物联网的行业痛点和区块链相关技术，然后分析了将区块链技术应用到物联网领域的论文和白皮书，把融合文献分为平台架构和应用场景两类后，进行归纳总结，并调研了应用领域的典型公链和商业项目，指出了将区块链技术应用于物联网领域所面临的挑战与机遇，讨论了相应的解决方案，最后展望了"物链网"未来的发展趋势，提出未来研究方向应侧重于数据存储和数据管理方向。     

区块链系统身份管理机制研究综述

区块链技术是一项集P2P网络、共识机制、密码学、博弈论、经济学等众多技术与理论于一体的应用创新，以其去中心化这一特质冲击着传统系统中心化机制带来的种种约束，通过共识机制在一个无需第三方信任机构的开放网络环境中实现交易的可信性、可溯源、防篡改等功能，其所形成的新型计算范式和信任机制有助于推动管理模式的转变。同时，区块链技术具有的账本公开和多方共识机制，为以交易为最小数据单元的区块链系统身份管理提出了挑战。梳理区块链系统身份管理技术的重要研究成果，为系统掌握区块链身份标识和认证方式、加强不同应用场景中的信息发现和价值挖掘提供借鉴。在讨论传统系统与区块链系统身份管理特征，并明确区块链身份管理主要内容的基础上，阐释UTXO模型和账户模型的特点，深入分析基于公钥转换、数字证书和去中心化数字身份3类区块链系统身份标识机制，以及匿名认证、实名认证和可控匿名认证3类区块链认证方式，最后对区块链身份管理技术的未来发展进行展望。     

区块链技术综述

区块链是一种广泛应用于新兴数字加密货币的去中心化基础架构,随着比特币的逐渐被接受而受到关注和研究。区块链技术具有去中心化,区块数据基本不可篡改、去信任化等特性,因此受到企业尤其是金融机构的追捧。阐述了区块链技术的核心技术原理,探讨了区块链技术的应用以及所存在的监管问题、安全问题,旨在对区块链技术的相关研究提供帮助。     

基于区块链的去中心化身份认证及密钥管理方案

SM9是国内商用密码体系的重要组成部分,它是基于标识的密码体制,可以避免PKI系统中复杂的证书管理难题,为物联网安全应用提供了新的解决方案。但SM9需要可信第三方KGC为用户生成和管理密钥,密钥更新极为不便。为了解决SM9密钥更新的难题,文章利用区块链技术,提出一种去中心化的身份认证及密钥管理方案。在该方案中,用户仅需要首次由IGC(Identity Generator Center)为其生成身份标识符和密钥,随后用户可以自动对密钥更新,在此过程中身份标识符作为公钥保持不变,仅对私钥和参数更新,以便于身份认证。文章重新定义了交易的数据结构,并且更新过程以交易的形式记录在区块链上,通过区块链数据的不可篡改性保证了其真实可信。文章的研究为去中心化的物联网应用场景下身份认证及密钥管理提供了新的解决方案。     

基于区块链和密码累加器的自我主权身份认证方案

针对现有基于区块链的身份认证方案中存在的认证流程复杂、需要多次区块链操作、链上数据不够精简、身份暴露后无法再次隐藏的问题,提出了一种基于区块链和密码累加器的自我主权认证方案。利用密码累加器成员验证高效性的特点,精简区块链数据存储,降低链上数据交互频率,提高系统性能和可扩展性;同时,提出了一种身份数据二次隐藏的方法,能够再次隐藏已披露的用户数据,进一步提高系统的安全性。经与现有身份认证方案进行对比分析和实验验证,表明该方案具有较低的存储、通信与计算成本和较高的可扩展性和安全性。     

区块链技术的发展与展望

区块链是一种计算机技术,即分布式账本或者分布式数据库,它采用了一种"去中心化分布式记账"的概念,特别适合金融业、制造业、以及社会管理的发展需求.本文从货币的起源分析至区块链的发展,详细的阐述了区块链所采用的关键技术,并以比特币为例,讲解了区块链的应用,对快速了解区块链,对相关研究提供了良好借鉴.     

基于区块链的物联网认证机制综述

随着物联网(Internet of Things, IoT)技术的高速发展,各类智能设备数量激增,身份认证成为保障IoT安全的首要需求.区块链作为一种分布式账本技术,提供了去信任的协作环境和安全的数据管理平台,使用区块链技术驱动IoT认证成为学术界和工业界关注的热点.基于云计算和云边协同两种架构分析IoT身份认证机制设计的主要需求,总结区块链技术应用于IoT场景面临的挑战;梳理现有IoT身份认证机制的工作,并将其归结为基于密钥的认证、基于证书的认证和基于身份的认证;分析应用区块链技术的IoT认证工作,并根据认证对象和附加属性对相关文献进行归纳和总结.从形式化和非形式化两个方向总结基于区块链的IoT认证机制的安全性分析方法.最后展望了未来研究方向.     

计算机安全模型研究

安全模型是安全策略的表达，是建立和评估安全系统的向导．在提出基础模型、经典模型和多策略模型概念的基础上，回顾、分析了一些安全模型，着重对其中的一些模型做了比较，最后在总结了这些模型的基础上，展望了安全模型的可能发展趋势。     

基于Windows Server 2003上启用IPSEC保证数据传输安全的分析

IPSec(IPSecurity Protcol,IP安全协议)是一组开放标准集,它们协同地工作来确保对等设备之间的数据机密性、数据完整性以及数据认证。这些对等实体可能是一对主机或是一对安全网关(路由器、防火墙、VPN集中器等等),或者它们可能在一个主机和一个安全网关之间,就像远程访问VPN这种情况。IPSec能够保护对等实体之间的多个数据流,并且一个单一网关能够支持不同的成对的合作伙伴之间的多条并发安全IPSec隧道。     

应用区块链的多接收者多消息签密方案

信息通过公共链路进行传输时极易遭受窃听、篡改等形式的网络攻击,因此有必要保障信息在传输过程中的机密性和完整性,而签密技术能够有效地实现上述目的.基于椭圆曲线,提出一种多接收者多消息签密方案,能够有效地适配到广播系统中.采用多密钥分发中心管理系统主密钥信息,且能够周期地更新各自的秘密信息,以抵抗对应的APT攻击.不同更新周期注册的用户相互之间能够通信,不会影响系统的可用性.提出了一种基于区块链的周期更新策略,根据公有链中区块高度和时间戳触发密钥更新动作,基于区块链不可篡改特性确保方案的安全性,且该过程不需要执行交易动作,因此是免费的.基于Computational Diffie-Hellman问题和离散对数问题,在随机预言机模型下证明了签密方案的机密性和不可伪造性,该方案同时具有密钥托管安全性、前后向兼容性、不可否认性.性能分析表明,该签密方案具有较短的密文长度和较高的执行效率.在实验仿真部分,首先分析了密钥分发中心数量和门限值对签密算法性能的影响,在排除网络延迟等因素干扰下,引入多密钥分发中心后,性能损耗在5%以内;其次,基于区块链实现周期更新时的时间误差百分比会随周期的增加而下降,当周期大于550s时,其值控制在1%以内.这种误差使得攻击者很难预测更新的准确时间,增大了攻击的难度.     

区块链技术在域间路由安全领域的应用研究

互联网域间路由系统的安全问题一直备受关注.实现全网范围的互联网资源管理认证和可信跨域协作至关重要.区块链技术以其去中心化、防篡改、可追溯等天然属性,可作为域间网络资源认证与信任建立的基础.首先分析域间路由系统安全脆弱性及其影响,以及传统域间路由安全机制面临的部署困难、管理复杂、信任中心化等困境;然后,在简要介绍区块链技术基本理论的基础上指出区块链技术运用于域间路由系统安全的技术思路,并详述区块链技术应用于域间路由认证、域间智能管理和域间DDoS防御等方面的最新进展;最后,分析区块链应用于域间路由安全领域的优势,从性能与规模、兼容性与增量部署以及区块链自身安全问题这3个方面分析其问题与挑战,并对下一步研究进行展望.     

一种面向云端辅助工业控制系统的安全机制

随着云计算、物联网等信息通信技术与数据采集与监控系统的整合, 工业控制系统面临新的安全问题, 其中数据的完整性、机密性保护和有效的身份认证问题受到了关注.为了在这样一个多功能、分布式的环境中解决这些问题, 该文利用基于属性的加密方法, 构建访问控制策略, 为用户提供身份认证和授权服务, 保护用户与工业控制系统间的数据通信安全并实时检查存储数据的完整性.方案从正确性、安全性及系统性能等方面做出分析, 并与常用的认证方法进行了对比.     

基于区块链的高透明度PKI认证协议

公钥基础设施（PKI）作为互联网空间安全基础设施的重要组成部分,为互联网的信息传输提供必要的真实性、完整性、机密性和不可否认性。现有的公钥基础设施存在证书颁发机构权力过大、吊销查询困难等问题。随着区块链技术的发展,可以利用区块链技术去中心化、透明度高、结构扁平等优点来解决上述公钥基础设施存在的问题,提高整个互联网建立信任关系的能力和效率。因此,提出基于区块链的高透明度PKI认证协议。该协议通过加入门限签名技术提出了改进的实用拜占庭容错共识算法（TS-PBFT）。TS-PBFT算法降低了原有实用拜占庭容错（PBFT,practical Byzantine fault tolerance）共识算法的通信复杂度,减少了通信开销;TS-PBFT 算法在视图切换协议的主节点选举引入了外界监督机制,增加了可监管性;TS-PBFT 算法在快速一致性协议中引入了批处理机制,提升了共识过程的性能。该协议一方面在提出的PBFT 算法的基础上引入了区块链技术,提升了证书吊销查询的安全性,并引入了计数布隆过滤器,提升了证书查询的效率;另一方面,该协议在证书的生命周期管理中增加了证书审计流程,对证书颁发机构的行为做出监管,促使其提高安全标准,达到限制其权力的目的。安全性分析和效率实验分析表明,所提协议系统具有抵抗伪装申请证书攻击等安全属性,与已有PKI协议相比在TLS/SSL握手耗时上具有优势。     

磁盘数据安全保护技术综述

随着越来越多的重要数据存储在磁盘上,磁盘数据的安全保护逐渐成为备受关注的问题。众多的安全威胁如磁盘数据被非法修改、磁盘数据泄漏、磁盘失窃,都可能会对保存着重要信息的组织如军队、政府、企业等造成无法估计的损失。以保密性、完整性、可用性、验证和授权为安全威胁模型,从硬件和软件两个方面对当前主要的磁盘数据安全保护技术、系统进行分析和比较,并展望今后的研究方向。