BlockChain and Decentralized Apps
区块链作为比特币的支柱，最近受到了很多关注。区块链作为一种不可变的记录，可以实现去中心化的交易。基于区块链的应用程序正在各种行业中涌现，包括金融服务，信誉系统和物联网（IoT）等。然而，区块链技术的许多障碍，包括可扩展性和安全性问题，必须克服。包括金融、医药、制造业和教育在内的许多行业都使用区块链应用程序来利用这项技术的独特属性。区块链技术（BT）有可能提高可信度，协作，组织，身份，可信度和透明度。我们提供了区块链架构的概述，各种不同类型的区块链以及有关分散式应用程序（也称为Dapps）的信息。本文深入探讨了区块链技术
2023-03-22 cs.CR
Truxen: A Trusted Computing Enhanced Blockchain
Truxen是一个可信计算增强的区块链，使用完整性证明协议作为共识。完整性证明协议源自可信计算和相关的远程证明，可用于向区块链网络中的所有其他节点担保节点的身份和完整性。在本文中，我们描述了如何使用可信计算和完整性证明来增强区块链在挖掘区块，执行交易和智能合约，保护敏感数据等领域的能力。Truxen提出了一种单执行模型，可以在单个节点上验证和执行交易和智能合约，从而实现对链下应用程序的远程调用并执行不确定性任务。
2019-04-17 cs.CR cs.DC
Secure Blockchain Platform for Industrial IoT with Trusted Computing Hardware
作为一种起源于加密货币的颠覆性技术，区块链提供了一个可信的平台来促进工业物联网（IIoT）应用。然而，由于严格的部署条件，在IIoT场景中实施区块链平台面临各种安全挑战。为此，我们提出了一种基于可信计算硬件的安全区块链的新设计，用于IIoT应用。具体来说，我们采用可信执行环境（TEE）模块和定制的安全芯片来保护区块链免受不同的攻击载体。此外，我们在基于ARM的嵌入式设备上实现了所提出的安全IIoT区块链，并构建了一个小规模的IIoT网络来评估其性能。我们的实验结果表明，安全的区块链平台实现了高吞吐量（150 TPS）和低交易确认延迟（低于66 ms），证明了其在实际IIoT场景中的可行性。最后，我们概述了开放的挑战和未来的研究方向。
2021-10-28 cs.CR cs.NI
Secure Spectrum and Resource Sharing for 5G Networks using a Blockchain-based Decentralized Trusted Computing Platform
5G网络将推动下一代高带宽技术，如工厂车间的自动化、物联网和人工智能。它将通过在工作流程中支持AR叠加来提高效率，并通过预测分析和实时检测损坏来确保更安全的实践并减少缺陷数量。5G网络中的动态频谱共享（DSS）将允许5G NR和4G LTE共存，并将提供具有成本效益和效率的解决方案，实现从4G到5G的平稳过渡。然而，这增加了5G网络中的攻击面。据我们所知，目前的工作都没有为5G网络引入实时安全频谱共享机制来保护频谱资源和应用。本文旨在提出一种基于区块链的分布式可信计算平台（BTCP），以及时，动态和准确的方式自我保护大规模5G频谱资源免受网络攻击。此外，该平台提供了一个分散的、可信的和不可否认的平台，以实现5G频谱资源之间的安全频谱共享和数据交换。
2022-01-03 cs.CR
Capivara: A decentralized package version control using Blockchain
分布式共识和区块链在加密货币中很受欢迎，除了硬币用户之外，没有人拥有数据和交易。与开源存储库没有什么不同，其中数据属于用户。在这项工作中，它提出了一种在具有分布式共识的区块链中拥有软件包存储库的方式，并得到了也演示的下载证明的想法的支持。
2019-07-30 cs.CR
RDV: An Alternative To Proof-of-Work And A Real Decentralized Consensus For Blockchain
区块链是一个分散的分类账，所有交易都被记录下来。为了拥有可靠的区块链和防止双重支出，我们需要在区块链上达成分散的共识和协议。比特币使用工作量证明（PoW）。这是一个密码学难题，很难解决，但很容易验证。然而，由于用于交易确认的工作量证明的显著延迟，这种共识机制容易受到双重支出的影响。另一方面，PoW消耗了大量的能量，通过增长网络，它成为这种共识机制的主要问题。在本文中，我们介绍了PoW的替代方案，因为它的所有主要问题和安全问题都可能导致区块链的去中心化崩溃，而完全去中心化的系统是使用区块链技术的主要目的。我们介绍的方法是基于分布式投票过程，称为“RDV：注册，存款，投票”。由于RDV算法没有挖掘过程，因此适用于低能耗设备和物联网（IoT）。
2019-05-03 cs.CR
Eden: An Provably Secure, Ultra-Fast, and Fully Decentralized Blockchain Interoperability Protocol
针对区块链生态系统发展中网络间无缝互操作性的需求，本文提出基于零知识MapReduce框架的弹性去中心化 envoy 网络Eden协议，实现超快速、安全且完全去中心化的跨链通信，探讨其设计、安全模型及创新机制。
2024-11-28 cs.CR
Teechan: Payment Channels Using Trusted Execution Environments
区块链协议在交易吞吐量和延迟方面存在固有的限制。最近解决区块链性能和规模的努力集中在链下支付渠道上。虽然这些通道可以实现低延迟和高吞吐量，但在比特币区块链上安全地部署它们是困难的，部分原因是构建安全的实现需要改变底层协议和生态系统。我们提出了Teechan，一个全双工的支付通道框架，利用可信的执行环境。Teechan可以安全地部署在现有的比特币区块链上，而无需修改协议。它：（i）实现比现有解决方案更高的交易吞吐量和更低的交易延迟;（ii）只要余额不超过通道的信用，就可以实现无限制的全双工支付;（iii）在任何方向上每次支付只需要发送一条消息;（iv）在任何执行场景下，在区块链上最多放置两个交易。我们使用英特尔SGX在比特币网络上构建并部署了Teechan框架。我们的实验表明，不计算网络延迟，Teechan可以在单个通道上实现每秒2，480个事务，具有亚毫秒延迟。
2017-03-07 cs.CR
Linking Souls to Humans: Blockchain Accounts with Credible Anonymity for Web 3.0 Decentralized Identity
Shenzhen University（深圳大学）；Nanjing University of Science and Technology（南京理工大学）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）
zkBID通过零知识证明和可链接环签名实现区块链账户的可信匿名，解决去中心化身份系统中用户身份混淆问题。
2026-02-15 cs.CR
Proof of Trusted Execution: A Consensus Paradigm for Deterministic Blockchain Finality
本文提出PoTE共识范式，通过可信执行实现确定性区块链最终性，解决传统PoW和PoS的效率与安全问题。
2025-12-10 cs.CR
FL-DABE-BC: A Privacy-Enhanced, Decentralized Authentication, and Secure Communication for Federated Learning Framework with Decentralized Attribute-Based Encryption and Blockchain for IoT Scenarios
提出融合DABE、HE、SMPC与区块链的FL-DABE-BC框架，在物联网设备端实现去中心化认证加密，并通过雾层安全聚合与差分隐私保护模型训练。
2024-10-26 cs.CR
Decentralized Infrastructure for Digital Notarizing, Signing and Sharing Files using Blockchain
Faculty of Computer Science（计算机科学学院）
本文提出基于区块链的去中心化数字认证与文件共享系统，旨在提升官方文档管理的安全性和效率。
2026-01-20 cs.CR
Enabling Opportunistic Users in Multi-Tenant IoT Systems using Decentralized Identifiers and Permissioned Blockchains
在这项工作中，我们利用去中心化标识符和许可区块链的进步来构建一个灵活的用户身份验证和授权机制，提供增强的隐私，实现快速撤销，并支持在相互不信任的实体中执行的分布式“策略决策点”。所提出的解决方案可以应用于多租户“物联网中心”，这些中心将不同的物联网孤岛互连并实现“访客”用户的授权，即，与系统没有信任关系的机会主义用户，系统以前没有遇到或知道他们。
2019-11-13 cs.CR
Decentralized Trusted Timestamping using the Crypto Currency Bitcoin
可信时间戳是一个证明某些信息在给定时间点存在的过程。本文提出了一个可信的时间戳的概念，并以基于Web的服务的形式实现，该服务使用去中心化的比特币区块链来存储数字内容的匿名、防篡改的时间戳。该服务允许用户对文本、照片或视频等文件进行散列，并将创建的散列存储在比特币区块链中。然后，用户可以检索并验证已提交给区块链的时间戳。非商业服务使任何人，例如，研究人员、作家、记者、学生或艺术家，以证明他们在特定时间点拥有某些信息。常见的用例包括证明合同已经签署，拍摄照片，录制视频或在某个日期之前完成任务。所有程序都保持用户数据的完全隐私。
2015-02-13 cs.CR
FileInsurer: A Scalable and Reliable Protocol for Decentralized File Storage in Blockchain
随着区块链应用的发展，对区块链中文件存储的要求也在迅速增加。包括Filecoin、Arweave和Sia在内的许多协议都被提出来为区块链应用程序提供可扩展的分散式文件存储。然而，现有协议的可靠性并没有得到很好的保证。受保险思想的启发，我们创新性地提出了一种区块链中的分散式文件存储协议，命名为FileInsurer，以实现可扩展性和可靠性。在通过分布式存储确保可扩展性的同时，FileInsurer通过增强鲁棒性和充分补偿文件丢失来保证可靠性。具体地说，在温和的条件下，我们证明了不超过0.1%的值的所有文件应补偿，即使一半的存储崩溃。因此，存储提供商只需要抵押相对较小的押金来弥补潜在的文件丢失。由于较低的押金负担，存储提供商有更多的动力参与存储网络。FileInsurer可以运行在星际文件系统（IPFS）的顶层，因此可以直接应用于Web 3.0、不可替代令牌和Metaverse。
2022-07-24 cs.CR
Decentralized Deepfake Detection Blockchain Network using Dynamic Algorithm management
本文提出一个结合深度学习与区块链的去中心化深度伪造检测框架，通过智能合约实现动态算法管理和代币激励，以民主化方式提升数字媒体内容真实性验证的稳健性。
2023-12-01 cs.CR
Decentralized Biometric Authentication based on Fuzzy Commitments and Blockchain
针对生物特征认证需保密与区块链公共属性的矛盾，提出结合模糊承诺方案的区块链生物特征认证协议，实现去中心化、抗毁性且保护用户生物特征隐私，并分析了协议安全性。
2024-09-17 cs.CR
Achieve Fully Decentralized End to End Encryption Meeting via Blockchain
Zoom Meeting是一个企业在线视频会议解决方案，具有实时消息传递和内容共享功能。然而，它缺乏隐私保护，因为集中的Zoom服务器能够监视用户的消息。因此，为了解决隐私问题，2020年5月，Zoom收购了Keybase，以便Keybase的团队可以帮助其构建端对端加密会议，同时保持Zoom当前的可扩展性和高性能。尽管如此，根据最新发布的Zoom白皮书，即使采用E2E（端到端）加密会议的新设计，安全威胁也无法完全消除，因为新设计并不完全分散。在本文中，我们介绍了一个完全分散的设计E2E加密会议通过区块链技术。通过这种新设计，Zoom的E2E会议隐私可以得到进一步改善。
2022-08-16 cs.CR
Decentralized Vulnerability Disclosure via Permissioned Blockchain: A Secure, Transparent Alternative to Centralized CVE Management
本文提出一种基于许可链的去中心化CVE发布系统，仅授权认证CNA提交并利用智能合约支持受限披露与去中心化治理，通过Hyperledger Fabric原型验证了其在透明度、信任与可审计性上优于现有中心化模式。
2025-05-01 cs.CR
TI-DNS: A Trusted and Incentive DNS Resolution Architecture based on Blockchain
针对DNS缓存投毒及现有防御开销高、实现复杂等问题，本文提出仅需改造解析器端的区块链架构TI-DNS，通过多解析器查询投票与权益激励保证记录可信，原型实验证明其可高效防御缓存投毒。
2023-12-07 cs.CR
Decentralized User-Centric Access Control using PubSub over Blockchain
我们提出了一种机制，把用户的控制中心，并授权他们决定访问他们的数据集合。重新审视安全性中提供保护的基本机制，我们的解决方案使用能力、访问列表和访问权，这些都遵循理解良好的形式概念来推理访问。这一贡献提出了一种实用、正确、可审计、透明、分布式和去中心化的机制，与当前的新兴环境非常匹配，包括物联网、智慧城市、精准医疗和自动驾驶汽车。它基于分布式授权、加密货币和可扩展计算中使用的经过充分测试的原则和实践。
2017-09-29 cs.CR
A Blockchain-based Self-tallying Voting Scheme in Decentralized IoT
物联网（IoT）正在经历爆炸式增长，近年来得到了学术界和工业界的广泛关注。大多数现有的物联网基础设施都是集中式的，其中必须存在云服务器。然而，集中式框架存在不可扩展性和单点故障的问题。因此，通过利用区块链的新兴技术，已经提出了去中心化物联网。投票系统在物联网中被广泛采用，例如无线传感器网络中的领导者选举。自计票投票系统是去中心化物联网中传统集中式投票系统的替代方案，因为传统投票系统不适合这种情况。不幸的是，自计数投票系统固有地遭受公平性问题，例如由恶意投票者引起的自适应和流产问题。在本文中，我们介绍了一个基于区块链的去中心化物联网自结算系统的框架。我们提出了一个具体的结构，并证明了所提出的系统满足所有的安全要求，包括公平性，无争议性和最大的投票保密性。在手机上的实现验证了该系统的实用性。
2019-02-11 cs.CR
Optimizing Blockchain Based Smart Grid Auctions: A Green Revolution
传统的智能电网能源拍卖由于其分散性而无法直接集成到区块链中。因此，正在进行研究工作，以提出能源交易的有效分散拍卖。因为，区块链是一种确保信任的新范式，但它也带来了高计算和通信复杂性的诅咒，最终导致资源稀缺。因此，有必要发展和鼓励发展更加绿色和有利于计算的拍卖，以进行分散的能源交易。在本文中，我们首先提供了一个彻底的动机，分散拍卖传统拍卖。之后，我们提供了深入的设计要求，可以考虑在开发这样的拍卖。在此之后，我们从绿色的角度分析了开发基于区块链的能源拍卖的技术作品。最后，我们总结了本文，从绿色的角度提出了基于区块链的能源拍卖的挑战和未来可能的研究方向。
2021-06-28 cs.CR
Scalable and Communication-efficient Decentralized Federated Edge Learning with Multi-blockchain Framework
新兴的联邦边缘学习（Federated Edge Learning，FEL）技术在保证机器学习性能的同时，也解决了数据隐私带来的“数据孤岛”问题，引起了广泛关注。然而，大规模自由电子激光仍然面临着以下关键挑战：（1）缺乏一个安全和通信效率高的模型训练计划的自由电子激光;（2）没有可扩展的和灵活的框架，更新本地模型和全球模型共享（交易）管理。为了弥合差距，我们首先提出了一个区块链授权的安全FEL系统，该系统具有由主链和子链组成的分层区块链框架。该框架可以通过单独管理本地模型更新或模型共享记录来实现性能隔离，从而实现可扩展和灵活的分散式FEL。然后设计了一个一致性证明方案，以去除低质量的模型更新，并以分散和安全的方式管理合格的模型更新，从而实现安全的FEL。为了提高区块链授权的FEL的通信效率，梯度压缩方案被设计成生成稀疏但重要的梯度，以在不影响准确性的情况下减少通信开销，并且还进一步加强训练数据的隐私保护。安全性分析和数值结果表明，所提出的方案可以实现安全的，可扩展的，和通信效率的分散FEL。
2020-08-10 cs.CR
EventWarden: A Decentralized Event-driven Proxy Service for Outsourcing Arbitrary Transactions in Ethereum-like Blockchains
交易是区块链的基本组成部分，因为它们是用户改变区块链状态的主要手段。当前的区块链系统，如比特币和以太坊，要求用户不断观察区块链中发生的事件或感兴趣的状态变化，并要求用户显式释放所需的交易以响应区块链中观察到的事件。本文提出了EventWarden，这是一种分散的事件驱动代理服务，供用户在类似以太坊的区块链中外包交易。EventWarden采用了智能合约和区块链日志的新颖组合。EventWarden允许用户创建一个代理智能合约，指定一个感兴趣的事件，并保留一个任意的交易来释放。在观察到指定事件发生后，区块链网络中的任何人都可以调用代理合约，通过向合约证明事件已记录到区块链日志中来赚取合约中预留的服务费，然后自动触发代理合约释放预留的交易。我们证明了只有当指定事件发生时，保留交易才能从代理合同中释放出来。我们还证明，只要区块链网络中的单个成员在规定的事件发生后被服务费激励调用代理合约，保留的交易就保证会被释放。我们在以太坊官方测试网络上实现EventWarden。实验结果表明EventWarden是有效的，并且在实践中是现成的。
2020-06-05 cs.CR
Non-Disclosing Credential On-chaining for Blockchain-based Decentralized Applications
许多服务系统依赖于其用户的可验证的身份相关信息。然而，必须同时防止和避免操纵和不必要地暴露这些与隐私有关的信息。基于点对点区块链的去中心化，具有基于智能合约的执行模型和利用零知识证明的可验证链下计算，有望为下一代非公开凭据管理解决方案提供基础。在本文中，我们提出了一种新的证书链系统，该系统在保持匿名性的同时确保了基于区块链的透明度。我们提出了一个通用的模型符合W3C可验证的凭证建议，并演示了它如何可以应用于解决现有的问题，需要计算身份相关的属性验证。我们的基于zkSNARKs的参考实现和评估表明，与基于以下内容的相关方法相比，CL签名，我们的方法提供了显着的性能优势和更灵活的证明机制，支持我们日益分散，透明和值得信赖的服务系统的愿景。
2022-09-20 cs.CR
Cross-Chain Sealed-Bid Auctions Using Confidential Compute Blockchains
针对公有链透明性与密封拍卖保密性的冲突问题，提出基于TEE支撑的机密计算区块链与公有链结合的跨链密封拍卖协议，兼顾安全隐私与可扩展性，已在SUAVE和以太坊上实现并验证可行性。
2025-10-22 cs.CR
Building Resilient Web 3.0 with Quantum Information Technologies and Blockchain: An Ambilateral View
Web 3.0追求建立基于区块链技术的去中心化生态系统，以推动实体商业和治理的数字化转型。通过基于密码技术的区块链中的共识算法和智能合约，实现数字身份、数字资产管理、去中心化自治组织和去中心化金融，为Web 3.0中安全透明的数字经济服务，促进数字经济与实体经济的融合。随着量子设备的快速实现，Web 3. 0正在与量子云计算和量子互联网的部署并行发展。在这方面，量子计算首先颠覆了保护数据安全的原始密码系统，同时利用量子计算和通信的优势重塑现代密码学。因此，这项调查从双边的角度全面概述了基于区块链的Web 3.0及其量子和后量子增强。一方面，一些后量子迁移方法和反量子签名为区块链内部技术提供了在量子攻击下实现不可伪造安全的潜在方法。另一方面，一些量子/后量子加密和验证算法提高了区块链的外部性能，实现了去中心化、有价值、安全的区块链系统。最后，我们讨论了开发可证明的安全分散式数字生态系统的未来方向。
2023-03-23 cs.CR
PoVF: Empowering Decentralized Blockchain Systems with Verifiable Function Consensus
本文提出基于可验证函数的公平共识机制 PoVF 及延迟缓冲结构，在保证去中心化和安全性的同时实现高交易吞吐量，实验显示其基尼系数低至 0.39，每秒可处理 4000 笔交易。
2025-01-02 cs.CR
Building Scalable Decentralized Payment Systems
在过去十年的大部分时间里，以安全的方式增加去中心化区块链的交易吞吐量一直是区块链研究的圣杯。本文介绍了一种扩展区块链的方案，同时保持几乎相同的安全性和去中心化，俗称乐观汇总。我们提出了一个第二层的缩放技术，使用一个不允许的侧链与合并的共识。侧链仅支持以信任最小化的方式交易UTXO和向父链转移资金的功能。客户端代码的优化实现和工程设计，以及与当前部署的系统相比块传播效率的改进，允许使用此侧链扩展远远超过当代区块链所展示的能力，而不会对完整节点产生不必要的资源需求。
2020-07-24 cs.CR
Blockchain and Trusted Computing: Problems, Pitfalls, and a Solution for Hyperledger Fabric
区块链上的智能合约无法保密，因为它的数据会在网络中的所有节点上复制。为了解决这个问题，有人建议将区块链与可信执行环境（TEE）（如英特尔SGX）相结合，以执行需要隐私的应用程序。不受信任的区块链节点无法访问TEE内的数据和计算。本文首先探讨了TEE与区块链相结合所产生的一些陷阱。由于TEE原则上是无状态的，因此它们容易受到回滚攻击，应该防止回滚攻击以维护应用程序的隐私。然而，在具有非最终共识协议的区块链中，例如以太坊中的工作量证明等，合约执行必须通过设计来处理回滚。这意味着用于保护区块链执行的TEE不能直接用于此类区块链;这种方法只有在共识决策是最终决定时才有效。其次，这项工作为英特尔SGX技术中的Hyperledger Fabric智能合约执行引入了一个架构和原型，Hyperledger Fabric是企业区块链应用程序的重要平台。我们的系统解决了由执行顺序验证架构的Fabric，并防止回滚攻击基于TEE尽可能的困难。为了提高安全性，我们的设计将区块链上的每个应用程序封装在自己的安全区中，使其免受主机系统的影响。一项评估表明，对于密封投标拍卖应用程序，将执行转移到SGX的开销在10%-20%之间。
2018-05-22 cs.CR cs.DC
Blockchain-assisted Undisclosed IIoT Vulnerabilities Trusted Sharing Protection with Dynamic Token
随着工业物联网（IIoT）设备的大规模部署，威胁IIoT安全的漏洞数量也在急剧增加，其中包括大量未公开的IIoT漏洞，这些漏洞缺乏缓解措施。协同漏洞披露（CVD）是最流行的漏洞共享解决方案之一，其中一些安全工作者（SW）可以共同开发未公开的漏洞补丁。然而，CVD假设共享参与者（SW）都是诚实的，因此为不诚实的SW提供了泄露未公开的IIoT漏洞的机会。为了应对这些威胁，我们提出了一个具有动态令牌的未公开IIoT漏洞可信共享保护（UIV-TSP）方案。在本文中，动态令牌是一种隐式的访问凭证，供软件获取未公开的漏洞信息，仅由系统持有，并随着软件访问而不断更新。同时，可以将最新更新的令牌作为可追溯性令牌悄悄地潜入所获取的信息中。一旦未公开的漏洞信息离开软件主机，嵌入式自毁程序将自动触发，以防止泄漏，因为可追溯性令牌中的目的MAC地址已更改。为了快速区分不诚实的软件，信任机制被用来评估软件的信任值。此外，我们设计了一种区块链辅助的连续日志存储方法，以实现动态令牌的防篡改和未公开的IIoT漏洞共享的透明性。仿真结果表明，我们提出的方案是弹性的，以抑制不诚实的SW和保护物联网未公开的漏洞有效。
2022-05-10 cs.CR
A Trusted, Verifiable and Differential Cyber Threat Intelligence Sharing Framework using Blockchain
网络威胁情报（CTI）是有关网络和物理威胁的知识，有助于减轻潜在的网络攻击。当前威胁形势的快速发展使许多组织共享CTI以加强其安全态势，从而实现互利。然而，在许多情况下，CTI数据包含属性（例如，软件版本），可能会泄露敏感信息或对共享组织造成声誉损害。虽然当前的方法允许将CTI共享限制到可信组织，但是它们缺乏其中共享数据可以被验证和"有区别地“传播（即，选择性的信息共享）与由组织灵活定义的策略和度量。在本文中，我们提出了一个基于区块链的CTI共享框架，允许组织以可信，可验证和差异化的方式共享敏感的CTI数据。我们讨论了与现有方法相关的限制，并强调了建议CTI共享框架的优点。我们还使用以太坊区块链网络提供了详细的概念证明。我们的实验结果表明，该框架可以促进CTI的交换，而不会产生显着的额外开销。
2022-08-25 cs.CR cs.DC
Towards Blockchain-enabled Open Architectures for Scalable Digital Asset Platforms
如今，人们对部署区块链和分散式账本技术非常感兴趣，以此作为解决当前金融和数字资产基础设施缺陷的一种手段。许多数字资产和加密货币项目的关注点都集中在区块链系统和智能合约上。许多项目都试图将区块链作为新的去中心化金融世界的核心。然而，这种以区块链为中心的主流观点目前面临着一些障碍和挑战。在本文中，我们认为去中心化经济的正确观点应该是以资产为中心，目标应该是在现实世界中对资产进行一致的生命周期管理，并在区块链上进行数字表示。我们引入了数字孪生的概念，以捕捉现实世界的资产及其链上表示之间的关系。利用数字孪生容器来允许链下状态持久性和链上状态可追溯性，其中容器可以部署在区块链上以及传统的应用服务器上。数字孪生容器成为传统基础设施和新兴区块链基础设施之间的桥梁，允许传统系统与区块链系统一致地互操作。我们相信这种以资产为中心的观点是区块链和分散式分类账技术新兴领域的正确发展方向。
2021-10-24 cs.CR
Application of Blockchain Frameworks for Decentralized Identity and Access Management of IoT Devices
本研究提出一种基于 Hyperledger Fabric 和 DIDs 的物联网去中心化身份与访问管理框架，通过 Node-RED 模拟验证了其在提升数据完整性、透明度及减少中心化依赖方面的有效性。
2025-10-31 cs.CR
Blockchain based Decentralized Petition System
本文针对现有在线请愿系统缺乏问责制、易受攻击等问题，提出一种基于区块链的去中心化请愿与投票系统，通过链上记录签名和选票实现透明、防篡改的决策过程，并讨论其架构、实现及未来研究方向。
2024-06-29 cs.CR
Blockchain-based Federated Learning with Secure Aggregation in Trusted Execution Environment for Internet-of-Things
针对工业物联网联邦学习中本地模型易被篡改的问题，提出结合区块链与 Intel SGX TEE 的安全聚合框架，通过可信执行、共识验证和分布式账本保障全局模型完整性，并以多组 CNN 与数据集实验评估性能。
2023-04-25 cs.AI cs.CR
VoteMate: A Decentralized Application for Scalable Electronic Voting on EVM-Based Blockchain
针对在线投票易被操纵、中心化系统缺透明度与保密性的问题，本文提出基于EVM区块链的去中心化投票应用VoteMate，依托区块链透明防篡改、端到端可验证的特性，结合密码学层保障选民保密性与投票安全。
2025-05-21 cs.CR
Blockchain-based Immutable Evidence and Decentralized Loss Adjustment for Autonomous Vehicle Accidents in Insurance
针对自动驾驶汽车事故责任划分与deepfake保险欺诈问题，提出基于区块链的去中心化应用，利用智能合约结合混合数据库验证事故录像真实性并实现去中心化的损失理算。
2023-03-29 cs.CR
Detection Of Insider Attacks In Block Chain Network Using The Trusted Two Way Intrusion Detection System
为了数据隐私、系统可靠性和安全性，区块链技术近年来变得越来越流行。尽管区块链很有用，但它很容易受到网络攻击;例如，2019年1月，对以太坊经典的51%攻击成功暴露了该平台的安全漏洞。从统计学的角度来看，攻击是一种极不寻常的事件，大大偏离了正常情况。区块链攻击检测可能会受益于深度学习，这是一个旨在发现海量数据存储库中的见解、模式和异常的研究领域。在这项工作中，我们定义了一个可信的双向入侵检测系统的基础上，分层加权模糊算法和自组织堆栈网络（SOSN）深度学习模型，这是训练利用聚合信息监测区块链活动提取。在这里，智能合约最初处理节点身份验证。验证节点的目的是确保只有特定的节点可以提交和检索信息。我们实现了层次加权模糊算法来评估交易节点的信任能力。然后交易验证步骤通过自组织堆栈网络深度学习模型确保提交的交易上的所有恶意交易或活动。整个实验是在matlab环境下进行的。大量的实验结果表明，我们提出的检测方法具有更好的性能的重要指标，如精度，召回率，F-Score，开销。
2022-11-06 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
Proposal for a fully decentralized blockchain and proof-of-work algorithm for solving NP-complete problems
我们提出了一个工作量证明算法，奖励区块链矿工使用计算资源解决NP完全难题。由此产生的区块链将公开存储和改进现实世界应用程序问题的解决方案，同时保持安全且功能齐全的交易分类账。
2017-09-02 cs.CR cs.DC
Toward a Secure and Decentralized Blockchain-based Ride-Hailing Platform for Autonomous Vehicles
网约车和拼车应用程序最近越来越受欢迎，成为传统出行方式的便捷替代品。目前对自动驾驶汽车的研究正在迅速加速，很快将成为乘车平台架构的关键组成部分。由于传统网约车架构的集中性，实现自动驾驶汽车网约车平台是一项艰巨的挑战。在传统的叫车环境中，驾驶员操作自己的个人车辆，因此集中式叫车平台的成功需要一个自动驾驶车队。网约车平台的分散化将消除通往自动驾驶汽车网约车平台的道路障碍，允许自动驾驶汽车的车主在不使用时将其车辆添加到社区驾驶车队中。区块链技术由于其不变性和容错性而成为这种去中心化架构的一个有吸引力的选择。本文提出了一个框架，用于开发在Hyperledger Fabric区块链平台上实现的去中心化叫车架构。使用静态分析工具和执行重网络负载下的性能分析的实现进行评估。
2019-10-05 cs.CR
BlockMarkchain: A Secure Decentralized Data Market with a Constant Load on the Blockchain
在本文中，我们开发了BlockMarkchain，作为一个安全的数据市场，个人数据卖家可以在安全的环境中与买家交换经过认证的数据，各方之间没有任何相互信任，也不信任第三方作为中介。为了开发这个平台，我们依赖于部署在安全的公共区块链上的智能合约。这里的主要挑战是验证数据的有效性并防止各方的恶意行为，同时保护数据的隐私并考虑到区块链上可用的有限计算和存储资源。在BlockMarkchain中，买方可以选择质疑卖方的诚实性，并证明智能合约的数据无效。智能合约评估买家的索赔，并通过没收他/她的存款来惩罚不诚实的一方。BlockMarkchain具有几个显著的特征，包括（i）经过认证的数据从未在公共区块链上披露，（ii）区块链上发布的数据大小，区块链上的计算负载以及与区块链通信的成本是恒定的且可以忽略不计，以及（iii）各方验证的计算成本并不昂贵。
2020-03-25 cs.CR
Decentralized Privacy-preserving Timed Execution in Blockchain-based Smart Contract Platforms
在大数据时代，在保护用户隐私的同时实现任务调度对于基于区块链的智能合约平台中的各种去中心化应用至关重要。这种隐私保护任务调度器要求任务输入数据被秘密地保持直到规定的任务执行时间，并且被自动记录到区块链中，以使得即使用户离线也能够在执行时间执行任务。虽然直接的集中式方法提供了问题的基本解决方案，但不幸的是，它们仅限于单个信任点，并且涉及单个控制点。本文介绍了在以太坊区块链网络中使用智能合约支持隐私保护任务调度的分散技术。我们设计了一个隐私保护的任务调度协议，由管理器智能合约管理。该协议要求用户通过部署代理智能合约来调度任务，代理智能合约维护任务的非敏感信息，同时创建分散的秘密信任并从网络中选择受托人来维护任务的敏感信息。该协议采用秘密共享和分层加密等安全技术，并通过委托人支付保证金作为经济威慑，保护敏感信息免受可能的攻击，包括委托人破坏敏感信息（丢弃攻击）或在协议执行前秘密释放敏感信息（提前释放攻击）。我们通过严格的分析证明了所提出的协议的攻击弹性。我们在以太坊官方测试网络上的实现和实验评估表明，与所提出的方法相关的低金钱成本和低时间开销。
2019-02-14 cs.CR
Decentralized Accessibility of e-commerce Products through Blockchain Technology
为各种电子商业产品考虑了分布式和透明的分类账系统，包括保健药品，电子产品，安全设备，食品等，以确保技术和电子商业的可持续性。该解决方案名为“PRODCHAIN”，是一个通用的区块链框架，具有基于网格的加密过程，用于降低跟踪电子商业产品的复杂性。此外，我们还引入了一个基于评级的共识过程，称为成就证明（PoA）。分析了解决方案，并在以太坊网络上进行了实验研究。结果在延迟和吞吐量方面进行了讨论，证明了PRODCHAIN在电子商业产品和服务中的效率。所提出的解决方案有利于提高产品的可追溯性，确保社会和财务的可持续性。这项工作将帮助研究人员了解区块链对社会未来发展中供应链可能性的影响。
2020-07-10 cs.CR
PubChain: A Decentralized Open-Access Publication Platform with Participants Incentivized by Blockchain Technology
我们设计并实现了Publication Chain（PubChain），这是一个基于区块链和IPFS对等文件共享系统的去中心化和分布式技术构建的去中心化开放获取出版平台。现有的出版平台有一些严重的缺点。首先，在出版商拥有的平台上获取出版物往往是收费的，而不是促进广泛的知识共享。付费墙的这一弊端，让科研人员无法“站在巨人的肩膀上”。此外，大多数现有出版物平台（包括开放获取和出版商平台）上的同行评审过程往往效率低下，因为没有适当的激励来鼓励评审人员进行高质量的评审。PubChain是现有出版场所的替代平台，旨在解决其缺点。没有中央第三方拥有内容（即，论文和评论）的PubChain。利用区块链技术，我们在PubChain上设计了一个精心设计的激励计划，以激励关键利益相关者（即，作者、读者和审稿人）以实质性的方式参与PubChain上的出版活动，通过自我激励的互动获得学分和奖励。我们已经进行了模拟，以调查我们提出的激励计划对欺诈性出版物和评论的鲁棒性。我们还实现了PubChain的原型，以展示其关键概念。
2020-03-31 cs.CR
Blockchain-Enabled Decentralized Privacy-Preserving Group Purchasing for Energy Plans
针对传统能源套餐团购依赖可信第三方、隐私与透明度不足的问题，提出结合隐私保护区块链与安全多方计算的去中心化团购方案，通过在线算法生成协调切换决策，保护用户数据且可验证防欺诈，已在以太坊等平台实现并完成实证评估。
2025-05-16 cs.CR
Testimonium: A Cost-Efficient Blockchain Relay
目前的区块链技术提供了非常有限的互操作性。特别是，使区块链能够验证其他区块链上数据存在的解决方案要么成本非常高，要么没有完全分散。为了克服这些限制，我们引入了Testimonium，这是一种新型的区块链中继方案，它应用了按需验证模式和简化支付验证的链上执行，以实现跨区块链的数据验证，同时保持完全去中心化。评估基于以太坊的区块链方案表明，Testimonium比现有解决方案的成本降低了92%。因此，该方案为通用区块链互操作性奠定了坚实的基础。例如，它可以为跨区块链的分布式事务开发一个原子提交协议。
2020-02-26 cs.CR
Blockchain And The Future of the Internet: A Comprehensive Review
区块链正在挑战目前在互联网中流行的中央信任基础设施的现状，朝着一个以去中心化、透明度和可信可扩展性为重点的设计原则发展。从理想的角度来看，区块链倡导一个去中心化、透明和更民主的互联网版本。区块链本质上是一个可信和分散的数据库，在能源部门、林业、渔业、采矿、材料回收、空气污染监测、供应链管理及其相关业务等领域都有应用。在本文中，我们对基于区块链的网络应用进行了调查。我们的目标是涵盖基于区块链的系统的发展，这些系统试图在现有的、主要是集中的网络应用空间中实现复兴。在用区块链重新想象空间的同时，我们强调了可能出现的各种常见挑战、陷阱和缺点。我们的目标是让这本书成为一本指导性的参考手册，供那些有兴趣为现有用例转向基于区块链的解决方案或从头开始自动化的人使用。
2020-11-13 cs.CR
DeLottery: A Novel Decentralized Lottery System Based on Blockchain Technology
在本文中，我们设计了DeLottery，一个基于区块链技术和智能合约的去中心化彩票系统。彩票是几个世纪以来的一种经典的娱乐和慈善形式。面对彩票与信息技术结合的瓶颈，我们将智能合约和区块链应用于彩票行业的去中心化，智能化和安全的系统。此外，我们还受到RANDAO算法的启发，RANDAO是区块链场景中一种出色的随机数生成方式。详细介绍了该系统的组成和功能。我们在区块链网络中实现了DeLottery，并展示了所提出的彩票系统的运行过程和安全性。
2019-11-06 cs.CR cs.DC
Decentralized Cross-Blockchain Asset Transfers
今天，存在几种跨区块链资产转移的解决方案。然而，这些解决方案要么是针对特定资产量身定制的，要么忽视了防止资产在运输过程中丢失的最终性保证。在本文中，我们提出了一个跨区块链的资产转移协议，该协议支持任意资产，并符合最终性要求。在区块链之间自由转移资产的能力可以增加交易吞吐量，并通过允许开发人员设计利用多个区块链的容量和功能的数字资产，为开发人员提供更大的灵活性。
2021-10-10 cs.CR cs.DC
Trusted Data Notifications from Private Blockchains
私有区块链网络被企业用来管理去中心化的流程，而不需要可信的中介，也不需要在以太坊这样的开放网络上公开暴露他们的资产。然而，无法加入此类网络的外部方可能迫切需要被告知其共享分类账上的某些数据项以及数据真实性的认证;例如，按揭银行可能需要从管理物业契约的网络了解按揭物业的出售。这些当事人愿意补偿网络，以换取私人共享信息的真实性证明和外部使用的授权。我们设计了一种新颖的加密安全协议，使用公共区块链和原子交换技术在理性网络成员和信息接收者之间实现公平交换。使用我们的协议，私有区块链的任何成员都可以原子地揭示私有区块链数据，并提供证据，以换取外部方的货币奖励，当且仅当外部方是有效的接收者时。该协议为接收方保留了数据的机密性，此外，如果数据被证明是不真实的，则允许它发起挑战。我们还正式分析了该协议的安全性和隐私性，它可以用于广泛的实际场景
2021-01-23 cs.CR cs.DC
Trusted Wireless Monitoring based on Blockchain over NB-IoT Connectivity
从物联网（IoT）设备收集的各种排放或污染的数据，对利益相关者来说具有重要的经济价值。这使得它容易被滥用或篡改，并提出了将物联网与分布式账本技术（DLT）集成以收集，存储和保护物联网数据的需求。然而，DLT给节俭的物联网连接带来了额外的开销，并使物联网流量对称化，从而改变了物联网面向上行链路的通常假设。我们已经实现了一个平台，将DLT与基于窄带物联网（NB-IoT）的监控系统集成在一起。我们在两个用例中评估性能并讨论权衡：数据授权和实时监控。
2021-01-01 cs.CR cs.DC
