EdgeLinker: Practical Blockchain-based Framework for Healthcare Fog Applications to Enhance Security in Edge-IoT Data Communications
本文提出EdgeLinker框架，结合权威证明共识、以太坊智能合约与密码算法，保障医疗雾应用中边缘IoT设备与雾层间的安全通信，在读写吞吐量、读取时间及能耗上显著优于现有技术。
2024-08-28 cs.DC cs.NI
A Blockchain-Based Consent Mechanism for Access to Fitness Data in the Healthcare Context
可穿戴健身设备被广泛用于跟踪个人的健康和身体活动，以提高健康服务的质量。这些设备会检测到由集中的第三方处理的大量敏感数据。虽然许多研究人员已经彻底评估了可穿戴健身追踪器的隐私问题，但没有研究通过将数据控制权交给用户来解决追踪器的隐私问题。区块链是一种新兴技术，在解决同意管理隐私问题方面具有突出优势。由于没有完全透明，合法合规的解决方案来共享个人健身数据，本研究介绍了一种基于区块链和智能合约的以人为本，合法合规，分散和动态同意系统的架构。所提出的系统的活动的算法和序列图显示同意相关的数据流之间的各种代理，这是后来用来证明系统的可信度，通过形式化的安全要求。使用形式化安全建模框架SeMF对系统的安全性能进行了评估，验证了基于形式语言理论的抽象层次解决方案的可行性.因此，我们已经通过经验证明，区块链技术适合通过使用区块链和智能合约记录个人的同意来减轻健身提供者的隐私问题。
2022-03-02 cs.CR cs.CY cs.DC
Is Blockchain for Internet of Medical Things a Panacea for COVID-19 Pandemic?
COVID-19疫情的爆发深刻影响了公众的生活方式和社会的医疗体系。作为应对新冠肺炎等传染病流行所带来的新挑战的一种有前途的方法，部署在医院、诊所和医疗中心的医疗物联网（IoMT）可以节省诊断时间，提高医疗资源的效率，尽管IoMT的隐私和安全问题阻碍了广泛采用。为了解决IoMT的隐私，安全和互操作性问题，我们通过将区块链引入现有的IoMT系统，提出了一个基于区块链的IoMT框架。在本文中，我们回顾了这种架构的好处，并说明了支持区块链的IoMT带来的机遇。我们还提供了基于区块链的IoMT在抗击COVID-19大流行方面的用例，包括预防传染病、位置共享和接触者追踪以及注射药物供应链。我们还概述了这一领域今后的工作。
2022-04-16 cs.CR cs.CY cs.DC
A Survey of Blockchain Applications in Different Domains
区块链最近受到了广泛的关注，因为它们为价值的创造和管理提供了去中心化的方法。世界各地的许多银行、互联网公司、汽车制造商甚至政府都已经纳入或开始考虑使用区块链来提高其服务的安全性、可扩展性和效率。在本文中，我们调查了区块链在不同领域的应用。这些领域包括加密货币、医疗保健、广告、保险、版权保护、能源和社会应用。我们的工作为对区块链感兴趣的个人和组织提供了及时的总结。我们希望我们的研究能够激励更多的区块链应用。
2019-11-06 cs.CR cs.CY cs.DC
Blockchain-empowered Federated Learning for Healthcare Metaverses: User-centric Incentive Mechanism with Optimal Data Freshness
Guangdong University of Technology（广东工业大学）；Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Nanjing University of Aeronautics and Astronautics（南京航空航天大学）
本文针对医疗元宇宙的隐私与数据共享挑战，提出基于去中心化联邦学习的跨链隐私保护框架，并利用信息年龄与前景理论设计以用户为中心的数据共享激励机制，数值结果验证了其有效性。
2023-07-29 cs.DC cs.GT cs.LG
A Scalable Multi-Layered Blockchain Architecture for Enhanced EHR Sharing and Drug Supply Chain Management
针对医疗数字化中的数据安全、隐私与可扩展性问题，提出含五层结构的可扩展多层区块链架构，用于EHR共享与药品供应链管理，经Caliper基准测试验证提升了交易吞吐量、降低了通信开销，兼具安全互操作与供应链监控能力。
2024-12-09 cs.CR cs.DC
A Survey of State-of-the-Art on Blockchains: Theories, Modelings, and Tools
为了绘制区块链社区当前研究活动的路线图，我们首先简要概述了近5年来发表的最先进的区块链调查。我们发现，这些调查基本上都是在研究基于区块链的应用，比如区块链辅助的物联网（IoT）、商业应用、安全解决方案以及其他许多领域的应用。然而，我们认为，通过利用最先进的理论建模，分析模型和有用的实验工具对区块链的本质进行全面的调查仍然缺乏。为了填补这一空白，我们通过识别和分类与区块链系统和网络的理论发现和基本机制密切相关的最新高质量研究成果来进行全面调查。最后总结了几个有前途的开放性问题，为未来的研究方向。我们希望这项调查可以为研究人员，工程师和教育工作者提供有用的指导，从理论，建模和工具的角度了解区块链的前沿发展。
2020-12-01 cs.CY cs.DC
Blockchain-Based Applications in Higher Education: A Systematic Mapping Study
区块链的应用已经从数字货币扩展到其他领域，如健康、物联网和教育。在本文中，我们提出了一个系统的映射研究，以收集和分析与高等教育领域相关的区块链技术的相关研究。本文件集中讨论两个主题。首先，它考察了为教育目的开发的基于区块链的应用程序的最新技术水平。其次，它总结了未来研究中需要解决的挑战和研究差距。
2020-06-25 cs.CY cs.DC
Distributed Ledger Technology based Integrated Healthcare Solution for Bangladesh
本文为孟加拉国提出了一种基于区块链的综合医疗保健应用平台，利用Hyperledger fabric、智能合约和BaaS保障数据安全与协作，并构建国家数据仓库以促进医疗数据共享与净化分析。
2022-05-30 cs.DC cs.IR
When Mobile Blockchain Meets Edge Computing
区块链作为当前流行的比特币数字货币的骨干技术，已经成为一种很有前途的去中心化数据管理框架。虽然区块链已经在许多应用中被广泛采用，例如，金融、医疗、物流等领域，其在移动服务中的应用仍然有限。这是由于区块链用户需要解决预设的工作量证明难题来添加新数据，即，a block块，to the blockchain块.然而，解决工作量证明在CPU时间和能量方面消耗大量资源，这不适合于资源有限的移动设备。为了促进区块链在未来移动物联网系统中的应用，多路访问移动边缘计算似乎是解决移动用户工作量证明难题的一个吉祥的解决方案。我们首先介绍了移动区块链边缘计算的新概念。然后，我们介绍了一种经济的边缘计算资源管理方法。此外，提出了一个支持移动边缘计算的区块链系统原型，并给出了实验结果来证明所提出的概念。
2018-04-11 cs.DC
Recent Advances of Blockchain and its Applications
区块链是一种新兴的去中心化的数据汇集、共享和存储技术，它为各种现实世界的用例提供了丰富的透明、安全、防篡改、安全和健壮的账本服务。近年来，区块链技术本身以及采用区块链的应用程序都有了显着的发展。现有的大多数调查都局限于区块链或应用程序的几个特定问题，难以描绘当前巨型区块链生态系统的全貌。在本文中，我们调查了区块链技术及其在现实世界应用中最活跃的研究课题的最新进展。我们首先回顾了一般区块链系统中共识机制和存储机制的最新发展。然后对区块链支持的物联网，边缘计算，联邦学习和几个新兴应用进行了广泛的文献，包括医疗保健，COVID-19大流行，社交网络和供应链，其中详细讨论了每个特定的研究主题。最后，我们讨论了未来的方向，挑战和机遇，在学术界和工业界。
2022-08-16 cs.CR cs.DC
Systematizing Blockchain Research Themes and Design Patterns: Insights from the University Blockchain Research Initiative (UBRI)
University of Waterloo（滑铁卢大学）；University College London（伦敦大学学院）；Ripple Labs, Inc.（Ripple实验室有限公司）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
本文通过分析UBRI网络，探讨了学术研究向实际部署转化的架构与协调模式，总结了技术与制度领域中的关键矛盾，为理解学术研究如何影响生产架构、监管发展和去中心化生态系统韧性提供结构化视角。
2026-04-23 cs.DC
Effective Scaling of Blockchain Beyond Consensus Innovations and Moore's Law
作为一项新兴技术，区块链在从智能医疗到智慧城市的众多应用场景中取得了巨大成功。然而，分布式存储和计算方法所带来的大量资源消耗是阻碍其进一步发展的瓶颈。这使得区块链遭受性能不足和可扩展性差的困扰。在这里，我们分析了最近的区块链技术，并证明了广泛采用的基于共识的扩展的潜力是非常有限的，特别是在当前这个时代，基于摩尔定律的硬件扩展即将结束。我们通过开发一个名为Prism的开源基准测试工具来实现这一目标，该工具用于调查导致资源效率低下的关键因素，然后讨论各种拓扑和硬件创新，这些创新有助于扩大区块链的规模。据我们所知，这是第一次通过进行大规模和全面的基准测试来探索下一代扩展策略的深入研究。
2020-04-20 cs.CR cs.DC
Redactable Blockchains: An Overview
本报告概述了可编辑区块链，探讨了其通过变色龙哈希等密码学机制实现受控修改以解决传统区块链不可篡改性带来的合规与隐私问题，并分析了其在医疗、金融等领域的应用及未来挑战。
2025-08-12 cs.CR cs.DC
Decentralized Health Intelligence Network (DHIN)
University of Oxford（牛津大学）
本文提出去中心化健康智能网络（DHIN），通过自主权身份、个人健康记录、公共区块链上的联邦学习及去信任化奖励机制，解决医疗数据主权与碎片化问题，构建患者可控、可获益的自筹资金医疗保健新模式。
2024-09-04 cs.AI cs.CR cs.CY
Blockchain technology research and application: a systematic literature review and future trends
本文针对区块链技术现存的可扩展性、安全性等挑战，从学术与产业视角系统梳理其发展、架构及各领域应用，总结技术难点与最新进展并展望未来趋势。
2023-06-27 cs.CR cs.DC
Bibliometric Analysis of Scientific Publications on Blockchain Research and Applications
针对区块链领域缺乏科学出版物全面分析的问题，本研究利用科睿唯安数据库汇编2008-2023年的41,497篇文献，通过文献计量和引文分析概述研究格局、识别新兴领域及有影响力出版物，助力理解该领域趋势与方向。
2025-04-18 cs.DC cs.DL
A Survey on Blockchain for Big Data: Approaches, Opportunities, and Future Directions
在过去的几年里，大数据在各种科学和工程领域引起了强烈的兴趣。尽管有许多优点和应用，但为了更好的服务质量，大数据中存在许多有待解决的挑战，例如，大数据分析、大数据管理以及大数据隐私和安全。区块链以其去中心化和安全性的特点，具有改善大数据服务和应用的巨大潜力。在这篇文章中，我们提供了一个关于大数据区块链的全面调查，重点是最新的方法，机会和未来的方向。首先，我们简要概述了区块链和大数据以及它们集成背后的动机。接下来，我们调查了各种用于大数据的区块链服务，包括用于安全大数据采集、数据存储、数据分析和数据隐私保护的区块链。然后，我们回顾了在不同垂直领域（如智能城市，智能医疗，智能交通和智能电网）中使用区块链进行大数据应用的最新研究。为了更好地理解，还介绍和分析了一些具有代表性的区块链大数据项目。最后，挑战和未来的方向进行了讨论，以进一步推动在这个有前途的领域的研究。
2021-02-05 cs.CR cs.DC
Fuzzychain-edge: A novel Fuzzy logic-based adaptive Access control model for Blockchain in Edge Computing
Fuzzychain-edge通过融合模糊逻辑、零知识证明和区块链技术，提出了一种自适应访问控制模型，以提升物联网环境中的数据安全与隐私保护。
2026-01-15 cs.CR cs.DC
Protecting the Decentralized Future: An Exploration of Common Blockchain Attacks and their Countermeasures
本研究全面分析常见区块链攻击及其对策，评估不同解决方案的有效性，并强调根据具体应用需求定制防御措施，为区块链安全研究提供重要参考。
2023-06-20 cs.CR cs.CY cs.DB
Toward Scalable Docker-Based Emulations of Blockchain Networks for Research and Development
本文提出利用Linux和Docker在单台物理机上运行大规模真实区块链软件的方法，解决大规模网络仿真中的技术问题，并通过两个涉及3000多个容器的实验验证其可扩展性与实用性。
2024-02-22 cs.DC cs.PF
Empower Healthcare through a Self-Sovereign Identity Infrastructure for Secure Electronic Health Data Access
提出一个基于自我主权身份和区块链的开源健康数据管理框架，以患者为中心，实现安全访问、数据恢复与紧急处理，并通过概念验证验证其可行性。
2025-01-21 cs.CR cs.DC
Tokenization of Real Estate Assets Using Blockchain
本文提出基于区块链的房地产资产代币化框架，利用智能合约、不可篡改记录和时间戳存储解决透明度低、欺诈、中介多及流动性不足等问题，从而降低投资门槛并改善利益相关者互动。
2024-05-03 cs.CR cs.DC cs.ET
TrialChain: A Blockchain-Based Platform to Validate Data Integrity in Large, Biomedical Research Studies
用于生物医学研究和临床试验的数据治理是生成准确结果的重要要求。为了提高数据质量和分析的可见性，我们开发了TrialChain，这是一个基于区块链的平台，可用于验证大型生物医学研究的数据完整性。我们使用MultiChain平台实现了私有区块链，并将其与部署在大型研究中心内的数据科学平台集成。使用Python构建了一个管理Web应用程序来管理平台，该平台是使用Docker构建的微服务架构。TrialChain平台在数据采集期间集成到我们现有的数据科学平台中。使用NiFi，数据被散列并记录在本地区块链基础设施中。为了提供公共验证，本地区块链状态定期同步到公共以太坊网络。使用组合的私有/公共区块链平台允许对结果进行公共验证，同时保持额外的安全性和降低区块链交易的成本。由于下游分析而产生的原始数据和修改可以记录在TrialChain中，并且可以在需要时使用对平台的API调用快速验证数据资产或结果。TrialChain平台提供了一个数据治理解决方案，用于审核生物医学研究数据的获取和分析。该平台提供数据真实性的加密保证，也可用于文档数据分析。
2018-07-10 cs.CR cs.DC
Efficient patient-centric EMR sharing block tree
本文提出基于区块链的数据结构MedBlockTree，利用变色龙哈希函数构建多分支块树，并引入EnhancedPro共识算法，有效解决了电子病历共享系统的可扩展性问题，实现处理速度$ν\cdot n$倍的显著提升。
2025-04-29 cs.CR cs.DC
Blockchain for IoT Access Control: Recent Trends and Future Research Directions
随着无线传感器网络、智能设备以及传统信息和通信技术的快速发展，物联网（IoT）应用和服务在我们的日常生活中的使用有着巨大的增长。物联网系统处理大量数据。这些数据可能特别敏感，因为它可能包括健康，财务，位置和其他高度个人化的信息。物联网中的细粒度安全管理需要有效的访问控制。一些提案讨论了物联网的访问控制，但是，对新兴的基于区块链的物联网访问控制解决方案的关注有限。在本文中，我们回顾了基于区块链的物联网访问控制解决方案的最新趋势和关键需求。我们确定了区块链的几个重要方面，包括分散控制，安全存储和以不信任的方式共享信息，用于物联网访问控制，包括其优点和局限性。最后，我们指出了一些未来的研究方向，如何有效地将区块链融合到物联网访问控制中。
2021-06-09 cs.CR cs.DC
BLOFF: A Blockchain based Forensic Model in IoT
在这个技术爆炸式增长的时代，当我们考虑灵巧家庭和城市、智能能源、安全和监控以及医疗保健等技术时，物联网（IoT）已成为游戏规则的改变者。物联网提供的众多好处已成为对用户和网络犯罪分子有吸引力的技术。今天的网络犯罪分子拥有部署数百万次复杂攻击的工具和技术。这些攻击需要调查;这就是数字取证发挥作用的地方。然而，由于物联网环境的异构性，在物联网系统中进行取证调查并不容易。此外，法医调查人员大多依赖于服务提供商提供的证据，这种情况可能导致证据污染。为了解决这个问题，作者提出了一种基于区块链的物联网取证模型，该模型可以防止篡改日志成为证据。
2021-03-15 cs.CR cs.DC
Leveraging Blockchain for Immutable Logging and Querying Across Multiple Sites
区块链已经成为一种分散和分布式的框架，可以实现篡改恢复能力，从而实现存储数据的实际不变性。这种不变性属性在需要可扩展性的情况下很重要，例如在维护敏感医疗保健和生物医学数据的访问日志时。然而，默认情况下，区块链的底层数据结构不提供有效查询存储数据的能力。在这项调查中，我们表明，通过使用额外的键值存储，可以有效地对存储在区块链上的访问日志数据运行复杂的审计查询。本文特别报告了我们为iDASH Privacy & Security Workshop 2018竞赛区块链赛道设计的方法。特别是，我们实现了我们的解决方案，并使用iDASH 2018组织者提供的数据，将其加载和查询响应性能与常用的关系数据库SQLite进行了比较。根据查询类型和数据大小的不同，基于区块链的查询-响应和基于SQLite的查询-响应之间的运行时间差异在0.2秒到6秒之间。更深入的研究表明，范围查询是我们解决方案的瓶颈，尽管如此，它还是线性扩展的。具体地说，这项调查表明，基于区块链的系统可以为复杂查询提供合理的查询响应时间，即使它们只使用简单的键值存储来管理它们的数据。因此，我们表明，区块链可能有助于在多个站点上维护具有可重复性和不变性要求的数据。
2020-03-05 cs.CR cs.DB cs.DC
Trusted Multi-Party Computation and Verifiable Simulations: A Scalable Blockchain Approach
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；IBM Research（IBM研究院）
本文提出了一种基于区块链的可扩展框架，用于在多方计算环境中实现计算结果的可信性和可验证性，通过减少存储和通信成本的损失性压缩方案解决可扩展性问题。
2018-09-22 cs.DC cs.IT cs.SY
