Exploring Blockchain Interoperability: Frameworks, Use Cases, and Future Challenges
Newcastle University(纽卡斯尔大学);St Vincent Pallotti College of Engineering & Technology, Nagpur, India(圣文森特帕洛蒂工程与技术学院);Cardiff University(卡迪夫大学)
本文探讨了区块链互操作性解决方案的核心方法与主要贡献,强调了连接异构区块链的重要性及案例研究的应用价值。
2026-04-28 cs.CR cs.DC
Sustainable blockchain-enabled services: Smart contracts
本章通过扩展区块链执行的智能合约的功能,有助于发展区块链支持的服务的多功能性和复杂性。这些贡献包括:(i)一种通过智能代理的层次结构和使用层次加密密钥对来自动管理具有层次条件性结构的合同的方法;(ii)一种用于智能合同基础的高效和安全匹配和转移的方法(实体)在不同的智能合约/分包合同之间;(iii)一种用于产生公共秘密的层次结构的方法,以促进在智能合约/分包合约/底层的背景下具有增加的安全性的分层通信信道;以及(iv)一种用于在合同/分包合同/基础的上下文中通过分布式哈希表来构建安全且优化的储存库的方法。这些方法有助于提供服务,使资源的范围和分布更窄和更广。区块链技术的长寿是通过不断创新实现的。支持区块链的服务可能是一种高效、安全、自动化和具有成本效益的替代方案,或对一系列领域(法律、医疗、金融、政府、物联网)中现有服务基础设施的补充。
2018-06-18 cs.CR
SSHealth: Toward Secure, Blockchain-Enabled Healthcare Systems
医疗保健系统的未来正在通过整合新兴的技术创新来塑造,以推动患者护理的新模式。通过在不同系统级别获取、集成、分析和交换医疗数据,可以引入新的实践,从而从根本上改善医疗服务。本文提出了一种新型的智能安全医疗保健系统(ssHealth),该系统利用边缘计算和区块链技术的进步,允许流行病发现,远程监控和快速应急响应。所提出的系统还允许在本地医疗保健实体之间进行安全的医疗数据交换,从而实现多个国家和国际实体的集成,并实现关键医疗事件的相关性,例如,新出现的流行病的管理和控制。特别是,我们开发了一种基于区块链的架构,并实现了灵活的配置,从而优化了不同健康实体之间的医疗数据共享,并满足ssHealth可能需要的不同级别的服务质量(QoS)。最后,我们强调了建议的ssHealth系统的好处和未来研究的可能方向。
2020-06-18 cs.CR cs.CY cs.NI
Consortium Blockchain for Security and Privacy-Preserving in E-government Systems
自2008年作为安全加密货币共享的解决方案诞生以来,区块链技术现已成为通过无信任和分散的点对点系统进行安全数据共享和存储的核心技术之一。电子政务是存储有关公民、企业和其他附属机构的敏感信息的系统之一,因此成为网络攻击者的目标。现有的电子政务系统是集中式的,因此容易出现单点故障。本文提出了一种基于联盟区块链技术的安全和分散的电子政务系统,这是一个半公开和分散的区块链系统,由一组预先选择的实体或组织组成,负责共识和决策,以使整个网络的同行受益。此外,在添加到区块链网络之前,预先选择了一些电子政务节点来执行用户和交易验证的任务。因此,联盟区块链网络的电子政务用户有权创建、提交、访问和审查交易。单笔交易时间和每秒处理的交易的性能评估证明了所提出的基于联盟区块链的电子政务系统在所有利益相关者之间安全共享信息的实用性。
2020-06-25 cs.CR
Blockchain Solutions for Forensic Evidence Preservation in IoT Environments
物联网(IoT)带来的技术发展伴随着新形式的网络攻击,这些攻击利用了物联网网络的复杂性和异构性,以及物联网设备中存在的许多漏洞。检测受损设备以及收集和保存有关物联网网络中涉嫌恶意行为的证据成为高度优先的领域。本文提出了一种基于区块链的解决方案,该解决方案专为灵巧家庭领域设计,用于收集和保存数字取证证据。该系统利用了一个私人的法医证据数据库,其中存储了捕获的证据,以及一个允许提供完整性,身份验证和不可否认性等安全服务的许可区块链,以便证据可以在法庭上使用。区块链存储证据的元数据,这对于提供上述服务至关重要,并通过智能合约与调查过程中涉及的不同实体进行交互,包括互联网服务提供商,执法机构和检察官。提出了基于区块链的解决方案的高级架构,该解决方案可以解决从物联网网络收集的取证证据的数字处理需求所带来的独特挑战。
2019-03-26 cs.CR
On the Construction of a Post-Quantum Blockchain for Smart City
由于一些特殊的特性和功能,区块链是一种非常有用的技术,可以安全地组织智能城市中的各种设备。它有着广泛的应用,特别是在分布式环境中,诸如无线传感器之类的实体需要确定服务器的真实性。由于解决后量子问题的当代区块链技术尚未设计出来,在这项研究中,我们研究了后量子环境中的区块链,并试图发现它如何抵御量子计算的攻击。此外,传统的基于工作量证明(PoW)的共识协议(如比特币)无法提供内存挖掘,区块链中每个区块的交易能力有限,需要扩展。为此,提出了一种新的面向智慧城市应用安全和隐私的后量子工作量证明(post-quantum PoW)共识算法。与现有的经典基于哈希的PoW算法相比,它不仅可以用于在量子计算攻击下保护区块链,而且还可以提供内存挖掘。同时,将基于身份的后量子签名嵌入到交易过程中,构造轻量级交易。随后,我们详细描述了区块链中后量子轻量级事务的执行。总体而言,这项工作有助于丰富未来后量子区块链的研究,并支持新兴的基于区块链的智慧城市的建设或架构。
2020-12-31 cs.CR
DatChain -- Blockchain implementation in Data transfer for IoT Devices
针对物联网设备数据传输中的安全与完整性问题,提出基于区块链的应用DatChain,通过加密存储与区块链网络交换,确保数据在高流量环境下安全高效传输。
2022-11-04 cs.CR
Astraea: A Decentralized Blockchain Oracle
公共区块链最初的设想是在点对点网络中处理货币交易,同时防止双重支出。此后,它已扩展到许多其他应用程序,包括执行存在于区块链上的称为“智能合约”的程序。“智能合约有一个主要的限制,即它们只对区块链上的数据进行操作。被称为预言机的可信实体证明外部数据,以便将其带到区块链上,但他们这样做没有区块链通常提供的强大安全保证。这有可能将Oracle变成集中式故障点。为了解决这个问题,本文介绍了Astraea,一个基于投票游戏的去中心化预言机,它可以决定命题的真假。参与者分为两个角色:投票者和证明者。投票者扮演低风险/低回报的角色,抵抗对抗性操纵,而认证者扮演高风险/高回报的角色,因此他们需要以高度的准确性进行游戏。本文还提出了一个正式的分析系统背后的参数来衡量的概率,对手与有限的资金能够成功地操纵预言机的决定,这表明,相同的参数可以设置为使操纵任意困难-一个理想的功能系统。此外,这个分析表明,在这些条件下,存在一个纳什均衡,所有理性的球员都被迫诚实行事。
2018-08-01 cs.CR
Reputation-based PoS for the Restriction of Illicit Activities on Blockchain: Algorand Usecase
本文针对无许可区块链中的洗钱、赌博和勒索软件等非法活动,提出一种基于声誉的权益证明方法,并在 Algorand 共识协议中实现,通过拒绝区块提议和削弱验证者投票权来限制犯罪实体,且不增加通信资源负担。
2025-08-16 cs.CR cs.CY cs.DC
Homomorphic Encryption-based Vaults for Anonymous Balances on VM-enabled Blockchains
本文提出了一种基于同态加密的隐私保护智能钱包协议,用于在 VM 支持的区块链上实现用户余额和交易金额的机密性,同时支持合规功能和外部代币兼容性。
2025-11-21 cs.CR
Towards a Contract Service Provider Model for Virtual Assets and VASPs
我们介绍的合同服务提供商(CSP)模型作为一个成功的互联网ISP模型的模拟。我们的探索是出于寻求替代区块链服务费模式的需要,这种模式不同于当今许多流行的区块链平台上的智能合约的代币运营(天然气费)模式。由多个CSP业务实体(VASP)组成的给定CSP社区形成了一个合同域,该合同域实现了定义良好的合同原语,策略和合同分类账。CSP社区成员的节点组成了区块链网络。我们讨论了一些设计原则借用互联网架构的设计原则,我们讨论了跨域(跨链)的虚拟资产转让的合同域的背景下,互操作性。
2020-12-06 cs.CR
Blockchain-based TLS Notary Service
传输层安全(TLS)协议是Internet上安全客户端-服务器通信的事实标准。它的安全性可能会被各种利用其设计和实现中的弱点的攻击所削弱。一个主要弱点的例子是TLS部署的公钥基础设施(PKI),这是一个最弱的链路系统,并引入了数百个链路(即,可信实体)。因此,攻击者只要对单个可信实体进行攻击,就可以冒充任何网站。基于多路径探测的公证系统是检测和防止此类攻击的早期和有前途的建议。不幸的是,尽管它们有好处,但并没有得到广泛部署,这主要是由于它们长期存在的问题没有得到解决。在本文中,我们提出了持久性和负责域验证(PADVA),这是下一代TLS公证服务。PADVA结合了以前提案的优点,增强了它们,引入了新的机制,并利用了提供新功能的区块链平台。PADVA保持公证人的可审计性和可问责性,引入服务级别协议和机制来执行它们,放宽对公证人的可用性要求,并与传统的TLS生态系统合作。我们实现和评估PADVA,我们的实验表明,其效率和可部署性。
2018-04-03 cs.CR
Blockchain-Based Decentralized Knowledge Marketplace Using Active Inference
SRM Institute Of Science And Technology(SRM科学技术研究所)
知识市场可以被描述为一种市场,在这种市场中,有持续的数据供应来满足对信息的需求,并负责将潜在的问题解决者与需要这些解决方案的实体进行映射。可以将其定义为价值交换系统,其中知识资产的创造和交换的动态特征是各种利益相关者之间互动的频率,性质和结果的基本驱动力。此外,为研究提供资金支持是发展一个能够长期存在的知识市场的过程中的一个重要组成部分,也是科学调查取得进展的一个重要驱动力。本文强调了与传统知识市场相关的缺陷,包括但不限于过度的融资集中,无效的信息交换,缺乏安全性,实体映射等。作者提出了一个分散的知识市场框架,包括区块链,主动推理,零知识证明,拟议的去中心化框架不仅提供了一种有效的映射机制来映射市场中的实体,而且还提供了一种更安全和可控的方式来在不同的利益相关者之间共享知识和服务。
2022-10-04 cs.AI cs.CR cs.DC
A Framework for Prediction and Storage of Battery Life in IoT Devices using DNN and Blockchain
随着数字化的增加,各种实体自动化的需求对发展至关重要。物联网设备生成的数据需要以安全的方式准确处理。这种情况成功的基础需要区块链作为不可更改的数据存储手段,以提高系统的整体安全性和信任度。通过向所有利益相关者提供对自动化系统的信任以及实时数据更新,改进的实施形式可以帮助减轻适应完整自动化系统的压力。本研究的重点是一个用例的实时的物联网(IoT)网络,这是部署在芝加哥公园区的海滩。然后,从各种传感器收集的实时的数据用于设计使用深度神经网络的预测模型,以估计部署在海滩上的物联网传感器的电池寿命。这种拟议的模式可以帮助政府计划提前订购可更换电池,以便提供不间断的服务。由于这些数据是敏感的,需要保护,预测的电池寿命值存储在区块链中,这将是数据的防篡改记录。
2020-11-03 cs.CR
Endorsement-Driven Blockchain SSI Framework for Dynamic IoT Ecosystems
提出基于区块链的 SSI 框架,通过 endorsement 驱动的信任机制允许任意可验证个体签发凭证,实现去中心化、可扩展且低开销的动态 IoT 身份管理。
2025-07-14 cs.CR cs.NI
Utilizing Blockchain and Smart Contracts for Enhanced Fraud Prevention and Minimization in Health Insurance through Multi-Signature Claim Processing
本文提出一种基于区块链和智能合约的医疗保险索赔处理机制,通过多重签名技术要求患者、提供者和保险公司共同参与索赔流程,并记录所有活动以确保透明与问责,从而有效防范和最小化欺诈行为。
2024-07-25 cs.CR
The Future of Document Verification: Leveraging Blockchain and Self-Sovereign Identity for Enhanced Security and Transparency
针对传统文档认证流程耗时、易伪造、隐私风险高、缺乏实时跟踪等问题,本文提出利用区块链和自主主权身份等去中心化技术构建高效、安全、用户友好的文档认证生态系统的新策略。
2024-12-02 cs.CR
SmartOil: Blockchain and smart contract-based oil supply chain management
传统的石油供应链在原油开采、加工、分销、环境污染和可追溯性方面存在各种缺陷。它只提供一个向前流动的产品,几乎没有安全和跟踪过程。随着时间的推移,由于质量检验、欺诈信息和供应链实体垄断行为的限制,该系统将落后。包括假冒产品和系统的不透明性促使该部门进行革新。工业4.0的最新发展导致了供应链的变革,引入了智能供应链。技术进步现在可以重塑未来供应链的基础设施。在本文中,我们提出了一个利用区块链和智能合约来监控整个石油供应链的概念框架。区块链是一种突破性的技术,用于监控和支持点对点网络上分散式供应链的安全建设。物联网(IoT)的使用,特别是传感器,为实时跟踪全球供应链打开了更广阔的窗口。我们构建了一个方法来支持逆向追溯的供应链的每个参与者。定义了区块链和智能合约的功能和特点。智能合约的实施也得到了详细的分析。我们进一步描述了实现这样一个系统的挑战,并验证我们的框架在现实世界中的适应性。最后,本文总结了未来的研究范围,以减轻数据管理和维护的限制与先进的工作原型和敏捷系统实现更大的可追溯性和透明度。
2021-05-11 cs.CR
Blockchain-Based Distributed Patient-Centric Image Management System
近年来,许多研究人员一直致力于开发一种可行的解决方案,用于存储和交换医疗保健领域的医学图像。目前的做法是部署在基于云的集中式数据中心,这增加了维护成本,需要大量的存储空间,并提高了通过网络共享信息的隐私问题。因此,设计一个框架来在不信任的环境中有效地共享和存储大医疗数据非常重要。在本文中,我们提出了一种新的概念验证设计的分布式以患者为中心的图像管理(PCIM)系统,其目的是确保安全和控制患者的私人数据,而不使用集中式的基础设施。在这个系统中,我们采用了新兴的以太坊区块链和分布式文件系统技术,称为星际文件系统(IPFS)。然后,我们实现了一个以太坊智能合约,称为以患者为中心的访问控制协议,以实现分布式和可信的访问控制策略。IPFS提供了分散存储医学图像的方法,可在全球范围内访问。我们描述了PCIM系统架构如何促进分布式和安全的以患者为中心的数据访问跨多个实体,如医院,患者和图像请求者。最后,我们在以太坊测试网区块链上部署了一个智能合约原型,并在Windows环境中评估了拟议的框架。评估结果表明,该方案是有效可行的。
2020-11-24 cs.CR
Requirements for Ethereum Private Sidechains
企业以太坊联盟的企业以太坊客户端规范定义了提供私有智能合约功能的以太坊客户端应遵守的要求。该规范虽然具有开创性,但忽略了一些重要的区块链要求,并且没有充分考虑提供私有侧链功能的以太坊客户端的要求。本文介绍了私有侧链的案例,并定义了交付该技术所需遵守的要求。根据需求分析了三个区块链客户端的功能:Quorum,Parity和Hyperledger Fabric。Quorum和Hyperledger Fabric作为私有联盟区块链运营,Parity在以太坊主网之上提供私有交易功能。这些不同的方法导致了不同的优点和缺点,导致每个客户不遵守一个或多个关键要求。特别是,没有一个被审查的区块链客户端支持确定引导信息以建立按需区块链的能力,也没有一个客户端支持以太坊主网的安全管理和固定。本文介绍了以太坊私有侧链和一系列技术,使其能够满足复杂的侧链要求。介绍了以太坊登记机构,其允许先前没有交互的实体安全地获取信息以引导侧链,并描述了管理和固定策略,其允许将侧链的状态安全地固定到以太坊主网而不损害隐私。
2018-07-06 cs.CR
An IoT Blockchain Architecture Using Oracles and Smart Contracts: the Use-Case of a Food Supply Chain
区块链是一种分布式技术,允许在相互交互和执行交易的不可靠用户之间建立信任。虽然区块链技术主要用于加密货币,但它已成为在物联网(IoT)领域建立信任的一种使能技术。然而,物联网区块链的天真使用导致了高延迟和广泛的计算能力。在本文中,我们提出了一种专用于供应链的区块链架构,该供应链包括不同的分布式物联网实体。我们为这种架构提出了一个轻量级的共识,称为LC4IoT。通过广泛的模拟评估的共识。结果表明,所提出的共识使用低的计算能力,存储能力和延迟。
2022-01-27 cs.CR cs.NI
Blockchain Address Poisoning
本文针对区块链地址投毒攻击,在以太坊和BSC上开展两年测量,发现2.7亿次攻击并造成至少8380万美元损失,同时分析攻击实体、策略与仿冒地址生成过程,并提出防御对策。
2025-07-02 cs.CR
B-FICA: BlockChain based Framework for Auto-insurance Claim and Adjudication
在本文中,我们提出了一个基于分区区块链的CAV汽车保险索赔和裁决框架(B-FICA),该框架通过双边验证跟踪传感器数据和实体交互。B-FICA使用具有两个分区的许可BC来在需要知道的基础上共享信息。它还使用多签名交易来证明指令的执行,以确保可靠性和可验证性,并使用动态轻量级共识和验证协议来防止证据更改。定性评估表明,B-FICA是弹性的几个潜在的责任实体的安全攻击。最后,仿真结果表明,与现有技术相比,B-FICA减少了处理时间,其延迟开销可以忽略不计的实际情况和边际安全成本。
2018-06-16 cs.CR cs.CY
Assessing the Efficacy of Heuristic-Based Address Clustering for Bitcoin
本文研究 Bitcoin 实体聚类,评估两种常用启发式并提出四种新启发式,通过聚类比率衡量实体缩减并分析其随时间的演变。
2024-03-01 cs.CR cs.SI q-fin.GN
Machine Learning for Blockchain Data Analysis: Progress and Opportunities
University of Manitoba(曼尼托巴大学);University of Central Florida(中佛罗里达大学);Aalborg University(奥尔堡大学)
本文综述了机器学习在区块链数据分析中的应用进展,探讨了其在电子犯罪检测和趋势预测等方面的机遇与挑战,并阐述了区块链数据对机器学习生态发展的推动作用。
2024-04-28 cs.CR cs.LG
L2AI: lightweight three-factor authentication and authorization in IOMT blockchain-based environment
针对医疗物联网中不安全信道带来的安全挑战,提出L2AI轻量级三因素认证方案,利用伪身份和动态索引增强匿名性,并通过ROR模型和Proverif工具验证安全性,支持高效注册与可扩展性。
2024-07-16 cs.CR
Blockchain-Driven Research in Personality-Based Distributed Pair Programming
本研究将区块链技术整合到基于个性的分布式结对编程研究中,开发了ROMA框架对齐人类/AI角色与大五人格特质以优化动机和生产力,实验证明其能提升研究的普适性、可复现性和透明度以及团队绩效。
2024-12-24 cs.CR cs.HC
Augmenting Fiat Currency with an Integrated Managed Cryptocurrency
在这项工作中,我们研究了管理货币的治理特征(例如,法定货币)可以内置到加密货币中,以利用使用区块链技术和智能合约的潜在好处。由此产生的管理加密货币可以提高透明度和完整性,同时可能使新型货币工具的出现成为可能。它与现金的相似之处在于,它使公众能够立即将资金转移到收款人,而无需中间系统参与。然而,我们的系统是以账户为基础的,不像流通的钞票是独立的。我们的设计将允许一个人满足了解你的客户的法律,并受到执法行动后,合法的正当程序(例如,账户冻结和资金扣押),同时通过制衡措施减轻交易对手风险。因此,资金只能在经核准和认证的用户之间转移。我们的系统具有链上治理功能,使用部署在专用许可区块链上的智能合约,该区块链具有不同的控制机制,可以读取数据,写入数据和发布区块。为了启用治理功能,只有经过身份验证的授权实体才能提交事务。为了实现隐私,只有区块发布者可以读取区块链;发布者维护专用节点,提供区块链数据的访问控制部分可见性。被许可后,我们可以使用一个简单的共识协议,没有交易费用。一个单独的安全层防止拒绝服务,一个权力平衡机制防止任何一小群实体拥有不当的控制权。在获得许可的情况下,我们确保没有任何实体通过投票系统控制区块链数据或区块发布功能,并公开可见选举结果。
2019-12-13 cs.CR cs.CY
B-FERL: Blockchain based Framework for Securing Smart Vehicles
智能汽车中无处不在的连接技术及其功能的逐步自动化将带来巨大的好处,包括拥堵和道路死亡率的大幅下降。然而,自动化和连通性的提高扩大了攻击面,并提高了恶意实体成功执行攻击的可能性。在本文中,我们提出了一个基于区块链的框架,用于安全的小型车辆(B-FERL)。B-FERL使用许可的区块链技术来定制互联车辆生态系统中受限实体的信息访问。它还使用车辆和路边单元之间的挑战响应数据交换来监控车辆的内部状态,以识别车载网络受损的情况。为了在车辆网络中实现真实有效的通信,只有在区块链中具有可验证记录的车辆才能交换消息。通过定性的参数,我们表明,B-FERL是有弹性的识别攻击。此外,在模拟的情况下的定量评估表明,B-FERL确保一个合适的响应时间和所需的存储大小与现实情况兼容。最后,我们展示了B-FERL如何实现与汽车生态系统相关的各种重要功能,如信任管理,车辆取证和安全的车辆网络。
2020-07-20 cs.CR cs.DC
A Blockchain-based Trust System for Decentralised Applications: When trustless needs trust
区块链技术被设想为开始一个分散的应用程序和服务(DApps)的时代,而不需要可信的中介。这样的DApp打开了一个市场,在这个市场中,服务由贡献者交付给最终用户,然后由加密货币以自动化、点对点和不信任的方式激励。然而,由智能合约整合的区块链仅确保智能合约中定义的业务逻辑执行的链上数据安全性,自治性和完整性。它无法保证DApp的服务质量,这完全取决于服务的性能。因此,迫切需要一种信任系统来降低在区块链网络中处理欺诈对手的风险。这些原因促使我们开发一个完全分散的信任框架,部署在区块链平台之上,与市场上的DApps一起运作,以打击欺骗性实体的士气,同时鼓励值得信赖的实体。信任系统作为一种底层的去中心化服务,为最终用户提供反馈机制,并相应地在生态系统中维护它们之间的信任关系。我们相信,这项研究通过为DApps引入通用信任中间件来加强DApps生态系统,并为分散式信任系统的实现提供了启示。
2021-01-26 cs.CR cs.DC
Blockchain-Enabled NextGen Service Architecture for Mobile Internet Offload
全球不同代移动蜂窝网络的融合为最终用户带来了不同的数据速度体验。目前,对于一个移动网络运营商(MNO)的订户使用WiFi提供商的服务,没有适当的定义机制。蜂窝和数据服务提供商也没有标准化的程序来安全地相互交互,并允许他们的订户在现收现付的基础上使用第三方服务。本文提出了一个基于区块链的卸载框架,允许移动运营商的用户暂时使用另一个MNO或WiFi提供商的高速网络。智能合约允许各种实体,如MNO,经纪人和WiFi提供商自动执行相互协议,以安全和受控的方式利用第三方基础设施。为了测试所提出的框架,用户从3G/4G/4G-LTE/5G网络卸载到固定宽带WiFi网络,并对结果进行分析。卸载框架使用ns-3网络模拟器实现,以太坊区块链智能合约功能用于结算发票。
2021-04-17 cs.CR cs.NI
Liquefaction: Privately Liquefying Blockchain Assets
针对加密货币系统中私钥及资产由个体控制的基础假设,提出基于可信执行环境(TEEs)的钱包平台Liquefaction,通过附加多用户策略实现资产隐私化共享、租赁或汇集,揭示其对加密货币领域的广泛影响并探讨对策,促使对现有模型的全面反思。
2024-12-03 cs.CR
A Trust and Reputation System for IoT Exploiting Distributed Ledger Technology
比特币的出现,以及随之而来的区块链,开启了一个去中心化的新时代。区块链使相互不信任的实体能够协同工作以实现共同目标。然而,目前的区块链技术缺乏可扩展性,这限制了它们在物联网(IoT)应用中的使用。互联网上的许多设备都具有计算和通信能力,以促进决策。这些设备将很快成为一个500亿节点的网络。此外,传感器即服务(SaaS)等新的物联网业务模式需要强大的信任和信誉系统(TRS)。在本文中,我们介绍了一种结合Tangle和区块链作为物联网TRS框架的创新分布式账本。Tangle和区块链的结合提供了前者的可维护性和后者的可扩展性。拟议的分类账可以处理大量的物联网设备交易,并促进低功耗节点的加入和贡献。采用分布式账本可以减轻许多威胁,例如粉饰攻击。结合支付和评级协议,所提出的方法为上层信誉算法提供了更干净的数据。
2021-11-26 cs.CR cs.DC
Application of Public Ledgers to Revocation in Distributed Access Control
最近,人们对区块链的潜在新应用产生了浓厚的兴趣,并提出了更通用的设计,称为公共账本。大多数新颖的提议都是在金融部门提出的。然而,公共分类帐是一种抽象,它解决了安全分布式系统设计中的几个基本问题:过去事件严格线性顺序形式的全球时间、全球一致且不可变的历史视图,以及一些应用程序的强制执行特定于应用程序的安全属性。本文研究了应用程序的公共账本访问控制,更具体地说,在分布式系统中,实体表示的公钥和授权被编码到签名证书的组管理。在分布式环境中,处理负面信息(如证书或组成员资格的撤销)尤其困难。事件的线性顺序和全局一致性简化了这些问题,但在账本实现中执行内部约束往往会带来问题。我们表明,不同类型的撤销需要从分类账略有不同的属性。我们将这些要求与比特币(最知名的区块链)进行了比较,并描述了一种有效的成员资格撤销分类账设计,该设计结合了区块链和网络PKI监控的思想。虽然我们使用基于证书的组成员管理作为案例研究,相同的思想可以更广泛地应用于分布式系统中的权限撤销。
2016-08-23 cs.CR
AIAuditTrack: A Framework for AI Security system
organization= Huazhong University of Science;organization= Lingnan University;organization= Centre for Artificial Intelligence;Robotics (CAIR) Hong Kong Institute of Science \& Innovation, Chinese Academy of Sciences;Tsinghua University;Fujian Jiangxia University
AIAuditTrack通过区块链技术实现AI交互轨迹记录与治理,提供可扩展的AI安全审计与责任追溯方案。
2025-12-16 cs.AI cs.CR
Improving Privacy and Security in Unmanned Aerial Vehicles Network using Blockchain
无人机(UAV),也被称为无人机,已经在当今商业行业的各个领域爆炸式增长。他们有机会改造旧业务,甚至为各种品牌和特许经营商开发新的机会。无人机用于供应链,维持监视并充当移动热点。虽然无人机具有潜在的应用,但它们带来了一些社会问题和挑战,需要在公共安全,隐私和网络安全方面加以解决。无人机容易受到各种网络攻击和漏洞;它们还可能被恶意实体黑客攻击和滥用,导致网络犯罪。对手可以利用这些漏洞,导致数据丢失,财产和生命的破坏。通过监测无人机的行为,可以部分检测到虚假信息传播、干扰、灰洞、黑洞和GPS欺骗等攻击,但可能无法解决隐私问题。本文介绍了使用区块链技术的无人机之间的安全通信。我们的方法包括构建智能合约,并建立一个安全可靠的无人机自组织网络。该网络将能抵御各种网络攻击,并能抵御恶意入侵。
2022-06-27 cs.CR cs.DC
Development of a Blockchain-Based On-Demand Lightweight Commodity Delivery System
针对孟加拉国轻量商品配送中的真实性、多方协作与公平交换问题,本文提出由卖方、承运方和买方参与的全国性按需市场框架,并利用区块链存储交易细节以提升透明性与可靠性。
2023-07-16 cs.CR cs.DC
Flashback: Enhancing Proposer-Builder Design with Future-Block Auctions in Proof-of-Stake Ethereum
针对以太坊MEV威胁共识安全的问题,该研究将未来区块提议者纳入PBS博弈模型,提出更优的拍卖机制,经合成与真实数据验证可实现更高利润均衡,为PoS以太坊拍卖机制优化提供依据。
2024-05-15 cs.CR
Adoption of Blockchain Platform for Security Enhancement in Energy Transaction
本文提出并实现了一个基于区块链的能源交易平台,通过P2P市场机制和共识机制增强交易安全性、降低运营成本并保护用户隐私。
2023-05-31 cs.CR cs.SY eess.SY
Thinking Out of the Blocks: Holochain for Distributed Security in IoT Healthcare
物联网(IoT)是一种新兴的认知技术,它通过互联网将大量智能物理设备与在不同平台上运行的虚拟对象连接起来。物联网越来越多地在分布式环境中实施,几乎在我们生活的每个领域都留下了足迹。不幸的是,对于医疗保健系统来说,连接到物联网网络的实体面临着前所未有的安全威胁。物联网医疗系统依赖于大量的敏感和个人数据,在保护数据安全和隐私方面面临着独特的挑战。尽管区块链由于其固有的分布式账本技术(DLT)而成为这种情况下的解决方案,但它受到了随着网络规模增加存储和计算需求的重大挫折。本文提出了一种基于全息链的安全和隐私保护框架,用于物联网医疗系统,克服了这些挑战,特别适合资源受限的物联网场景。性能和全面的安全分析表明,与区块链和其他现有系统相比,基于全息链的物联网医疗系统要好得多。
2021-03-01 cs.CR
A Secure and Trusted Mechanism for Industrial IoT Network using Blockchain
工业物联网(IIoT)是一种强大的物联网应用,通过确保集线器,制造场所和包装单位等各种实体之间的透明通信来重塑行业的增长。在IIoT中引入数据科学技术可以提高以更有效的方式分析收集的数据的能力,而当前的IIoT架构由于其分布式特性而缺乏这种能力。从安全角度来看,网络异常/攻击者在IIoT中构成了很高的安全风险。在本文中,我们已经解决了这个问题,其中协调器物联网设备被选为计算物联网设备的信任,以防止恶意设备成为网络的一部分。此外,通过集成基于区块链的数据模型来确保数据的透明度。所提出的框架的性能进行了广泛和严格的验证,通过MATLAB对各种安全指标,如攻击强度,消息更改,和错误认证的概率。仿真结果表明,该解决方案通过有效检测网络中的恶意攻击,提高了IIoT网络的安全性。
2022-06-07 cs.CR cs.SY eess.SY
A Survey on Secure and Private Federated Learning Using Blockchain: Theory and Application in Resource-constrained Computing
Florida International University(佛罗里达国际大学);Southern Illinois University(南伊利诺伊大学)
近年来,由于先进机器学习和人工智能的快速发展以及新兴的安全和隐私威胁,联邦学习(FL)得到了广泛的普及。FL可以从边缘设备的本地数据存储中高效地生成模型,而不会向任何实体泄露敏感数据。虽然这种模式部分缓解了用户敏感数据的隐私问题,但由于日益增长的网络威胁和隐私侵犯技术,FL过程的性能可能受到威胁并达到瓶颈。为了加快FL过程的扩散,FL环境的区块链集成引起了学术界和工业界人士的广泛关注。区块链具有去中心化、不变性、共识和透明性的特点,有可能防止安全和隐私威胁。然而,如果区块链机制需要昂贵的计算资源,那么资源受限的FL客户端就不能参与训练。考虑到这一点,本次调查的重点是审查在资源受限的FL环境中成功部署区块链的挑战、解决方案和未来方向。我们全面回顾了适合FL过程的变体区块链机制,并讨论了它们在有限资源预算下的权衡。此外,我们还广泛分析了在资源受限的FL环境中可能观察到的网络威胁,以及区块链如何在阻止这些网络攻击方面发挥关键作用。为此,我们强调了一些潜在的解决方案,以实现区块链和联邦学习的耦合,这些解决方案可以提供高水平的可靠性、数据隐私和分布式计算性能。
2023-03-24 cs.CR cs.DC cs.LG
When Web 3.0 Meets Reality: A Hyperdimensional Fractal Polytope P2P Ecosystems
本文提出基于任意维分形多面体与区块链离散时间的 Web 3.0 时空网络架构,并结合确定性路由、双向认证和多层身份方案,实现向网络与物理世界的合规扩展。
2023-08-13 cs.AR cs.CR cs.DC
Please, do not decentralize the Internet with (permissionless) blockchains!
去中心化互联网的旧咒语再次大张旗鼓地出现,这一次是围绕区块链技术炒作。我们已经看到了一种被认为会改变互联网本质的技术:点对点。现实是,点对点命名系统失败了,点对点社交网络失败了,是的,点对点存储也失败了。在本文中,我们将回顾在过去几年中的分布式系统的研究,以确定开放的对等网络的限制。我们将解决系统复杂性、安全性和脆弱性、不稳定性和性能等问题。我们将展示上述问题中有多少也适用于最近的无许可区块链网络。这些系统对成熟工业应用的适用性被同样的属性所破坏,这些属性使它们对自由主义者的观众如此有趣:即它们的开放性,伪匿名性和不受监管的加密货币。因此,我们认为,无许可的区块链网络不适合作为去中心化互联网的基础。然而,仍然有希望实现更多的去中心化,尽管在形式上相对于去中心化互联网的自由主义观点有所限制:与当今世界主导的超级大国合作,而不是竞争。这源于最近对拜占庭容错和许可区块链的兴趣激增,这为使用可信第三方并不是仲裁实体集合的唯一方式的世界打开了大门。通过许可的区块链建立信任的能力使控制权从中心转移到边缘,真正实现了以边缘为中心的计算的承诺。
2019-04-30 cs.CR cs.CY cs.DC
PharmaChain: A Blockchain to Ensure Counterfeit Free Pharmaceutical Supply Chain
获得基本药物是所有发达国家、发展中国家和欠发达国家每个人的一项基本权利。这可以通过建立药品供应链来实现,这将消除不同组织之间的界限,并使它们能够共同努力,使药品甚至到达地球的偏远角落。由于涉及多个实体,地理分布广泛,货物和经济流动非常复杂,因此PSC很难审计和解决所涉及的任何问题。这引起了许多问题,包括伪造的威胁增加,由于数据碎片而在整个网络中传播的信息不准确,客户缺乏信心以及向需要的地方分发药物的延误。因此,迫切需要一个强有力的PSC,对所有相关方都是透明的,并且可以轻松跟踪和追踪从制造商到消费者的整个药品过程。这不仅可以为消费者建立安全,还可以帮助制造商在消费者中建立信心并增加销售。在本文中,提出了一种新的基于分布式账本技术(DLT)的透明供应链架构,并实现了概念验证。所提出的架构的效率和可扩展性进行评估,并与现有的解决方案进行比较。
2022-02-05 cs.CR cs.CY
Enhancing Trust and Privacy in Distributed Networks: A Comprehensive Survey on Blockchain-based Federated Learning
Hithink RoyalFlush Information Network Co. Ltd.(同花顺信息网络有限公司);Kyushu University(九州大学);Baidu Inc.(百度公司);Unicom Digital Tech.(联通数字科技有限公司);Boston Consulting Group(波士顿咨询公司)
本文系统综述了基于区块链的联邦学习(BCFL),提出其分类法和一般架构,并分析其在医疗、物联网等隐私敏感领域的应用及未来研究方向。
2024-03-28 cs.AI cs.CR cs.DC
Blockchain-based Trust Management in Security Credential Management System for Vehicular Network
针对车联网SCMS信任管理去中心化需求,提出基于区块链的BBTM机制,替代策略生成器并实现策略管理、证书链聚合等功能,经Hyperledger Fabric实验验证其轻量高效且安全透明。
2025-02-21 cs.CR cs.DC cs.NI
Vulnerability Scanners for Ethereum Smart Contracts: A Large-Scale Study
本研究通过大规模多数据集评估17款漏洞扫描器,发现现有工具在检测以太坊智能合约漏洞方面性能普遍不佳,揭示当前技术尚不能有效解决该开放问题。
2023-12-27 cs.CR
Trustworthy Blockchain-based Federated Learning for Electronic Health Records: Identity-Gated Participation against Sybil Attacks
Federal Institute of Education, Science, and Technology of Rio Grande do Norte (IFRN)(里约格兰德北教育科学和技术联邦学院)
本文提出基于区块链的可信联邦学习框架,利用去中心化标识符和可验证凭证保障医疗数据安全,有效抵御Sybil攻击,提升模型预测性能。
2026-11-03 cs.AI cs.CR cs.LG
Zero-X: A Blockchain-Enabled Open-Set Federated Learning Framework for Zero-Day Attack Detection in IoV
University of La Rochelle(拉罗谢尔大学);Badji Mokhtar Annaba University(巴吉·穆克塔尔·安纳巴大学);University of Luxembourg(卢森堡大学)
本文提出Zero-X框架,通过区块链赋能的隐私保护联邦学习结合开放集识别,在车联网中同时检测零日攻击和N-day攻击,实验证明其检测率高且误报率低,性能优于现有方案。
2024-07-03 cs.AI cs.CR
The MEV Saga: Can Regulation Illuminate the Dark Forest?
本文跨学科分析区块链MEV风险,阐释Flashbots提出的PBS设计及其脆弱性,指出PoS链中信任向构建者转移的隐患,提出缓解MEV负面影响、保护用户的设计与政策建议,以推动相关治理政策讨论。
2023-05-02 cs.CR cs.CY
Smart Contract Development from the Perspective of Developers: Topics and Issues Discussed on Social Media
基于区块链的平台正在成为一种变革性技术,可以在没有可信实体的情况下提供可靠性,完整性和可扩展性。这些平台的关键特征之一是以智能合约的形式对通用计算进行可信的去中心化执行,这些智能合约预计将具有广泛的应用。因此,近年来出现了一个快速增长和活跃的智能合约开发者社区。许多研究工作已经调查了这些开发人员面临的技术挑战,为智能合约开发引入了各种工具,语言和框架,重点是安全性。然而,对于社区本身、开发人员以及他们所面临和讨论的问题,人们所知相对较少。为了解决这一差距,我们研究了智能合约开发人员以及他们在两个社交媒体网站Stack Exchange和Medium上的讨论。我们深入了解这些讨论的趋势和关键主题,开发人员对各种安全问题和安全工具的兴趣,以及开发人员的技术背景。
2020-01-17 cs.CR cs.CY cs.SE