Role of Blockchain in Revolutionizing Online Transactional Security
本文强调了在传统银行业中使用现代区块链技术的必要性，以减少欺诈行为，并在永久区块链分类账上实现高安全性交易。回顾传统银行服务器可以整合区块链使用的不同渠道，这意味着如何对允许每天进行欺诈交易的银行服务器采取巨大的反欺诈立场。基于区块链的分类账的使用对银行组织的安全性具有很大的影响。基于区块链的货币代币，也称为加密货币，不受政府监管，高度不稳定，使用匿名。此外，投资于加密货币市场的任何资金都没有安全性。然而，在传统银行组织中集成区块链分类账将加强安全性，为其客户提供更多的稳定性和信心，同时，由于受到大型金融组织的信任，使区块链成为一种更可靠的方法。
2022-06-08 cs.CR
A Multi-Layered Security Analysis of Blockchain Systems: From Attack Vectors to Defense and System Hardening
本文从数字货币交易平台、智能合约、公链、共识机制和P2P等层面系统分析区块链面临的安全威胁，并提出相应的防御与系统加固优化思路。
2025-04-12 cs.CR
Security and Privacy for Healthcare Blockchains
医疗区块链提供了一种创新的方式来存储医疗信息，执行医疗交易，并在分散的开放医疗网络环境中建立医疗数据共享和数据集成的信任。尽管医疗区块链技术已经引起了工业界、政府和学术界的广泛兴趣和关注，但在医疗行业从业务运营到研究合作的信息共享中部署区块链时，安全和隐私问题仍然是争论的焦点。本文重点介绍了区块链技术在医疗数据共享中的安全和隐私需求，全面分析了安全和隐私风险和需求，并给出了技术解决方案和策略。首先，我们讨论了通过部署医疗保健区块链实现电子医疗数据共享所需的安全和隐私要求以及属性。其次，我们将现有的努力分为三个参考区块链使用场景，用于电子医疗数据共享，并讨论在医疗区块链的三种使用场景中实现这些安全和隐私属性的技术，例如匿名签名，基于属性的加密，零知识证明，智能合约安全验证技术。最后，我们讨论了区块链在医疗保健领域的其他潜在应用场景。我们推测，这项调查将帮助医疗保健专业人员、决策者和医疗保健服务开发人员从概念、风险、需求、开发和部署技术和系统方面获得对医疗保健区块链安全性和隐私性的技术和直观见解。
2021-06-11 cs.CR
A Security Reference Architecture for Blockchains
由于其有趣的功能，区块链近年来变得流行起来。它们是全栈系统，安全性是其成功的关键因素。这项工作的主要重点是系统化有关区块链安全和隐私问题的知识。为此，我们提出了一个安全参考架构的基础上，展示了堆叠层次结构的各种威胁（类似于ISO/OSI层次结构），以及威胁风险评估使用ISO/IEC 15408的模型。与以前的调查相比，我们专注于基于其起源的安全事件的分类，并使用建议的架构，我们提出现有的预防和缓解技术。我们的工作范围主要涵盖与区块链的去中心化性质相关的方面，而我们只提到常见的操作安全问题和对策。
2019-04-15 cs.CR
A Literature Review on Blockchain-enabled Security and Operation of Cyber-Physical Systems
区块链由于其去中心化的公共性质，已成为众多应用领域的关键技术。网络物理系统（CPS）是利用区块链进行无数操作的突出应用领域之一，其中物联网（IoT）用于数据汇集。虽然CPS的一些问题可以通过简单地采用区块链来解决，因为它具有安全和分布式的特性，但其他问题需要复杂的考虑，以克服区块链施加的限制，同时保持CPS的核心方面。尽管许多研究都集中在区块链在不同CPS应用中的应用或CPS的区块链安全性上，但还没有一项全面的调查将这两种观点结合在一起。为了填补这一空白，我们全面概述了使用区块链增强不同CPS操作以及提高CPS安全性的当代进展。据我们所知，这是第一篇对区块链支持的CPS操作和安全性研究进行深入审查的论文。
2021-07-16 cs.CR
Security and Privacy Enhancing in Blockchain-based IoT Environments via Anonym Auditing
本文提出融合区块链去中心化特性、先进安全协议与匿名审计的物联网安全框架，通过密码匿名化保护用户隐私并维持交易完整性与透明性，且与现有模型比较。
2024-03-03 cs.CR
Blockchain Technology: Introduction, Integration and Security Issues with IoT
区块链主要用于与加密货币比特币的开采有关的安全交易。本文讨论了区块链技术及其组件的基本概念，如区块头，交易，智能合约等。区块链使用分布式数据库，因此本文还解释了分布式区块链相对于集中式数据库的优势。根据应用程序的不同，区块链大致分为两类：Permissionless和Permissioned。本文也对这两个范畴进行了阐述。此外，它还涵盖了共识机制及其工作，以及以太坊平台的概述。区块链技术已被证明是为物联网设备提供安全性的显着技术之一。已经给出了区块链如何对物联网设备有用的说明。还说明了一些应用程序，以解释区块链与物联网的工作。
2021-01-26 cs.CR
Sharding-Based Proof-of-Stake Blockchain Protocols: Security Analysis
区块链技术已经引起了包括医疗保健、供应链和加密货币在内的各个领域的极大兴趣。然而，区块链的扩展能力有限（即低吞吐量和高延迟）。已经出现了几种解决方案来解决这个问题。特别是，分片证明了它是区块链可扩展性最有前途的解决方案之一。分片可以分为两大类：（1）基于分片的工作量证明（PoW）区块链协议，以及（2）基于分片的权益证明（PoS）区块链协议。这两个类别实现了良好的性能（即，具有合理延迟的良好吞吐量），但提出了安全问题。本文着重分析了第二类证券的安全性。更具体地说，我们计算提交错误块的概率，并通过计算失败的年数来衡量安全性。最后，为了证明所提出的模型的有效性，我们进行了数值分析，并评估所获得的结果。
2021-08-12 cs.CR
Decentralized Trusted Computing Base for Blockchain Infrastructure Security
如今，人们对区块链技术越来越感兴趣，认为它可能是未来全球金融生态系统的基础。然而，为了使这个未来的金融生态系统真正全球化，具有高度的互操作性和稳定性，需要解决与基础设施安全有关的一些挑战。一个关键方面涉及参与区块链点对点网络的系统的安全性和鲁棒性。在本文中，我们讨论的概念，分散的可信计算基础的TCB概念在可信计算的扩展。我们探讨了去中心化的TCB如何有助于（i）强化区块链基础设施中的单个节点和系统，以及（ii）在组成区块链系统的节点的P2P网络中进行安全的面向组的计算。
2019-05-11 cs.CR
Blockchain Technology: Methodology, Application and Security Issues
区块链技术是一种相互关联的系统链，包含交易历史和其他用户数据。它在分散的分布式数字分类账的原则下工作。该技术能够在网络的用户节点之间进行加密安全和匿名的金融交易，使交易能够在透明的环境中由所有用户验证和批准。这是一项革命性的技术，通过使用数字加密货币而获得了新兴的普及。尽管区块链在在线交易系统中有着广阔的发展前景，但它容易出现一些安全和脆弱性问题。本文讨论了区块链方法论、应用和安全问题，可能会对区块链爱好者和研究人员有所启发。
2020-12-24 cs.CR
IoTChain: A Three-Tier Blockchain-based IoT Security Architecture
IoTChain提出了一种基于区块链的物联网安全架构，旨在实现身份认证、访问控制、隐私保护等核心功能，并通过性能评估验证其在物联网部署中的实用性。
2026-01-07 cs.CR
Merkle Trees in Blockchain: A Study of Collision Probability and Security Implications
本研究通过理论分析与实证验证探讨了区块链中Merkle树的哈希碰撞概率，发现路径长度增加会提升根碰撞概率，而哈希长度增加则显著降低碰撞风险，为增强区块链安全性提供了指导。
2024-02-06 cs.CR
Larger Scale Offers Better Security in the Nakamoto-style Blockchain
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
本文提出两种更现实的安全模型，证明大规模 Nakamoto 风格区块链在安全性和鲁棒性方面具有优势。
2026-01-05 cs.CR
Empirical Vulnerability Analysis of Automated Smart Contracts Security Testing on Blockchains
新兴的区块链技术支持去中心化计算范式的转变，并且是一种快速接近的现象。虽然区块链主要被认为是比特币的基础，但由于智能合约的引入，其应用已经远远超出了加密货币。智能合约是一种自我执行的软件，它驻留并运行在托管区块链上。使用基于区块链的智能合约进行安全和透明的管理，以管理互联网环境（主要是物联网）中的交互（身份验证、连接和交易），是研究和实践的一个利基领域。然而，由于底层特定领域语言的复杂语义及其可测试性，编写值得信赖和安全的智能合约可能具有巨大的挑战性。有一些引人注目的事件表明，区块链智能合约可能包含各种代码安全漏洞，从而引发财务损害。当涉及到智能合约的安全性时，拥有编写合约能力的开发人员应该能够在将其部署到区块链上的不可变环境之前测试其代码，以诊断安全漏洞。然而，只有少数智能合约的安全测试工具。这意味着现有的自动智能合约安全测试研究还不够充分，仍处于起步阶段。为了更容易地实现区块链智能合约在安全和隐私方面的应用，我们应该在广泛实施之前首先了解它们的漏洞。因此，本文的目标是对当前静态智能合约安全测试工具进行一次影响深远的实验性评估，为目前应用最广泛的区块链、以太坊及其领域专用程序设计语言Solidity提供第一...
2018-09-07 cs.CR
HyperSec: Visual Analytics for blockchain security monitoring
如今，大型组织正在采用许可区块链进行业务关键操作。因此，它们容易受到恶意行为者的攻击。研究人员已经发现并列举了一些可能威胁区块链数据的可用性、完整性和机密性的攻击。然而，目前仍然很难发现这些攻击。我们认为，安全专家需要适当的可视化来帮助他们检测对区块链网络的攻击。为了实现这一目标，我们开发了HyperSec，这是一种可视化分析监控工具，可以提供相关信息，以检测对Hyperledger Fabric的持续攻击。为了进行评估，我们将HyperSec原型连接到Hyperledger Fabric测试网络。结果表明，安全专家可以使用HyperSec的可视化来检测对Fabric的常见攻击。
2021-03-26 cs.CR
A Comprehensive Survey on the Applications of Blockchain for Securing Vehicular Networks
车载网络承诺提供交通管理、路线调度、数据交换、娱乐等功能。任何大规模的技术整合都会带来提供安全性的挑战。区块链技术一直是许多研究的热门选择，以使车辆网络更加安全。它的特性满足一些基本的安全要求，如分散性，透明度，防篡改性和公共审计。本研究报告列举了过去几年在这方面作出的一些显著努力。我们从应用、安全和区块链的角度分析了大约75种基于区块链的车载网络安全方案。应用视角关注使用基于安全区块链的车辆网络的各种应用，例如交通、停车、数据共享/交易和资源共享。安全视角关注安全需求和攻击。区块链视角关注区块链平台，区块链类型和区块链实施中使用的共识机制。我们还编译了用于模拟区块链和模拟车辆网络的流行模拟工具。此外，为了让读者对研究领域有更广泛的了解，我们讨论了各种最先进的新兴技术在基于区块链的车辆网络中的作用。最后，我们总结了调查，列出了一些共同的挑战和未来的研究方向在这一领域。
2022-01-13 cs.CR
A Taxonomy Study on Securing Blockchain-based Industrial Applications: An Overview, Application Perspectives, Requirements, Attacks, Countermeasures, and Open Issues
区块链技术在当今的工业应用中发挥了主导作用，自诞生以来就提供了显著的功能并显示出显著的性能。区块链从加密货币的概念开始了它的旅程，现在是一系列核心应用程序的一部分，以实现各种任务之间的弹性和自动化。随着区块链技术集成到不同的工业应用中，许多应用程序设计，安全和隐私挑战都出现了，对用户及其数据构成了严重威胁。尽管已经提出了几种方法来解决具有功能参数的目标应用程序的特定安全和隐私需求，但仍然需要对基于区块链的工业应用程序的应用程序，安全和隐私挑战以及要求进行研究，以及可能的安全威胁和对策。这项研究对基于区块链的工业4.0应用进行了最新的调查，重点关注关键的应用程序和安全与隐私要求，以及对区块链系统的相应攻击和潜在的对策。我们还分析并提供了这些应用程序中使用的不同安全和隐私技术的分类，以提高安全功能的先进性。此外，我们强调了工业应用中的一些开放问题，这些问题有助于设计安全的基于区块链的应用程序作为未来的发展方向。
2021-05-25 cs.CR
Blockchain security based on cryptography: a review
Hainan University（海南大学）
从密码学角度分析区块链攻击，介绍哈希函数等技术及在区块链中的作用，基于六层架构分析各层攻击并提应对方法，剖析多种攻击原理并设计防御方案，总结核心问题与展望未来发展。
2026-07-07 cs.CR
Security Requirement Analysis of Blockchain-based E-Voting Systems
在印度这样的民主国家，投票是公民的一项基本权利。公民需要亲自出席并在基于选票的投票系统中投票。大多数公民未能履行这一约束，远离了他们的基本义务。在这种情况下，电子投票系统通常被认为是一种有效的替代方案。区块链技术是一种新兴技术，可以提供真正的解决方案，因为它具有不可变，透明，匿名和分散的特性。本文提出了电子投票系统的安全需求分析，并根据这些需求评估区块链技术。
2022-08-02 cs.CR
Coinbugs: Enumerating Common Blockchain Implementation-Level Vulnerabilities
大量的工作一直致力于调查和系统化以太坊智能合约安全漏洞类。然而，在调查比特币存在的第一个十年期间发现的基本PoW区块链节点实现中常见的实现级安全漏洞时，文献中存在差距。本文试图填补这一空白。特别是，如果通过验证和生成新块来参与网络的软件是从头开始开发的，那么WCGW - What Could Go Wrong？列出了10大错误类型类别，并为每个类别链接了已知的示例。中本聪论文所设计的区块链令人兴奋，并引入了几个安全研究人员感兴趣的新颖错误类。本文针对的是安全测试人员，旨在从区块链安全审查和区块链开发人员开始，作为常见陷阱的参考。
2021-04-13 cs.CR
On the security of the Blockchain Bix Protocol and Certificates
BIX协议是一种基于区块链的协议，允许分发将主体与其公钥链接的证书，因此提供类似于PKI的服务，但不需要CA。在本文中，我们分析了BIX协议的安全性在一个正式的方式，在四个步骤。首先，我们确定正式的安全性假设是非常适合这个协议。其次，我们提出了一些针对BIX协议的攻击场景。第三，我们提供了一个正式的安全证明，其中一些攻击是不可行的，根据我们以前建立的假设。最后，我们将展示如何进行另一次攻击。
2016-07-28 cs.CR
Blockchain Security by Design Framework for Trust and Adoption in IoT Environment
随着物联网（IoT）的最新进展，需要新的和更强大的安全框架来检测和减轻新形式的网络攻击，这些攻击利用复杂和异构的物联网网络，以及物联网设备中存在的许多漏洞。随着区块链技术的兴起，服务提供商非常重视更好地理解和采用区块链技术，以便为自己的组织及其客户提供更安全和可信的系统。本文通过物联网环境中信任和采用的设计原则，为组织中的高级官员和决策者以及区块链安全框架的技术经理介绍了一个高级指南。本文讨论了Cyber-Trust项目区块链技术开发，作为所提供安全框架的代表性案例研究。安全和隐私的设计方法被引入作为一个重要的考虑因素，在建立框架。
2021-09-20 cs.CR
Blockchain access control Ecosystem for Big Data security
近年来，现代技术的进步经历了在不同领域捕获和记录的巨大数据集的爆炸，但也引起了对数据存储，传输，处理和访问数据的安全性和保护的关注。区块链是一种分布式账本，以安全、灵活、可验证和永久的方式记录交易。区块链中的交易可以是资产的交换、智能合约条款的执行或记录的更新。在本文中，我们开发了一个区块链访问控制生态系统，该生态系统为资产所有者提供了有效管理大型数据集访问控制并防止数据泄露的主权权利。Linux基金会的Hyperledger Fabric区块链用于运行业务网络，而Hyperledger composer工具用于实现在区块链网络上运行的智能合约或事务处理功能。
2019-12-22 cs.CR
Modeling the Impact of Network Connectivity on Consensus Security of Proof-of-Work Blockchain
区块链是流行的比特币背后的技术，被认为是一种“设计安全”系统，因为它旨在在一群不信任的各方之间创造安全，但没有一个中央可信的权威。区块链的安全性依赖于诚实多数的前提，即只要大多数共识投票权是诚实的，区块链系统就被认为是安全的。在工作量证明（PoW）区块链的情况下，对手无法控制超过50%的网络总计算能力。然而，这个50%的阈值仅基于对计算能力的分析，对网络和节点行为进行了隐含和理想化的假设。最近的研究表明，网络连接、区块链分叉的存在和挖掘策略等因素可能会破坏诚实多数所保证的共识安全性，但既没有提供具体的分析，也没有提供定量的评估。在本文中，我们通过提出一个分析模型来评估网络连接对不同对手模型下PoW区块链共识安全性的影响，从而填补了这一空白。我们将我们的分析模型应用于两种对抗场景：1）诚实但潜在的勾结，2）自私的挖掘。对于每一种情况下，我们量化的分叉比赛中所涉及的节点的通信能力，估计对手的挖掘收入和它的安全属性的共识协议的影响。仿真结果验证了我们的分析。我们的建模和分析提供了一个范例，用于评估各种因素在分布式共识系统的安全影响。
2020-08-31 cs.CR
A Survey on the Applications of Blockchains in Security of IoT Systems
物联网（IoT）已经通过将智能设备集成在一起，为客户提供高质量的服务，改变了我们的日常生活。这些设备集成在一起形成一个网络，通过这个网络可以产生、传输和共享大量数据。一个关键问题是这样一个复杂平台的安全性和完整性，以确保这些基于物联网的系统的可持续性和可靠性。区块链是一种新兴技术，它已经展示了其独特的功能和能力，适用于不同的问题和应用领域，包括基于物联网的系统。这份调查报告回顾了区块链在物联网环境中的适应性，以说明该技术如何能够解决连接到物联网系统的设备的集成和安全问题。这项调查的创新之处在于，我们提出了一项基于物联网数据的集成方法和安全问题的调查，并讨论了区块链在这些问题中的作用。
2021-12-17 cs.CR
Integrating Hardware Security into a Blockchain-Based Transactive Energy Platform
这篇应用研究论文介绍了一种新的框架，用于将硬件安全和区块链功能与网格边缘设备相集成，以建立一种分布式网络安全机制，该机制可以验证进出设备的消息的来源。扩展了双因素认证和硬件信任根的思想，这项工作描述了一个加密信任中心（TM）（CTC（TM））芯片集成到网格边缘设备，以创建统一的加密密钥管理的发展。产品经理、能源系统设计师和安全架构师可以利用这个模块化框架作为统一的方法来管理各种供应商、年份和规模的分布式设备。结果表明，CTC（TM）应用于基于区块链的交互式能源（TE）平台，以提供加密密钥并提高运营网络和数据管理的一致性。这种配置、安装和维护密钥的过程被描述为生态安全供应（TM）（ESP（TM））。实验室测试结果表明，该方法可以解决Hyperledger Fabric等常见区块链框架中的几个网络安全漏洞。
2020-08-24 cs.CR
SoK: Security Analysis of Blockchain-based Cryptocurrency
Cryptocurrency是对一种货币形式的新探索，它提出了一种基于区块链技术和密码学理论的去中心化电子支付方案。虽然加密货币具有分布式和防篡改的安全特性，但不断增长的市场需求导致恶意交易和攻击的增加，从而使加密货币面临漏洞，隐私问题和安全威胁。特别令人担忧的是，新出现的攻击和威胁类型使得加密货币的安全变得越来越紧迫。因此，本文基于区块链基础设施将现有的加密货币安全威胁和攻击分为五个基本类别，并详细分析了每种威胁和攻击所利用的漏洞原理。此外，本文还研究了攻击者的逻辑和方法，并成功地再现了漏洞。此外，作者总结了现有的检测和防御方案，并对它们进行了评估，所有这些都为确保加密货币的安全性提供了重要的参考。最后，本文讨论了加密货币的未来发展趋势，以及它可能面临的公共挑战。
2025-03-28 cs.CR
Identity Management on Blockchain -- Privacy and Security Aspects
在过去的几年里，区块链上的身份管理解决方案被提出来作为数字身份管理问题的可能解决方案。然而，它们仍处于早期阶段，需要进行进一步的研究，以确定身份系统是否可以从区块链的使用中受益。出于这一动机，我们调查了区块链上的身份管理解决方案，旨在让读者概述当前状况，并更好地了解使用此类解决方案的利弊。我们对十个最知名的实现进行了分析，重点关注隐私和安全方面。最后，我们确定了现有的挑战，并提出了新的研究方向。
2020-04-27 cs.CR
AI-Protected Blockchain-based IoT environments: Harnessing the Future of Network Security and Privacy
本研究探讨人工智能与区块链在物联网中的协同作用，通过AI分析数据检测威胁、区块链确保防篡改，以增强网络安全与隐私保护。
2024-05-22 cs.CR
BlockChain: A distributed solution to automotive security and privacy
互联的智能汽车提供了一系列复杂的服务，使车主、运输当局、汽车制造商和其他服务提供商受益。这可能会使智能车辆面临一系列安全和隐私威胁，例如位置跟踪或远程劫持车辆。在这篇文章中，我们认为区块链（BC）是一种颠覆性的技术，已经发现了从加密货币到智能合约的许多应用，是应对这些挑战的潜在解决方案。我们提出了一个基于BC的架构，以保护用户的隐私，并增加车辆生态系统的安全性。无线远程软件更新和其他新兴的服务，如动态车辆保险费，被用来说明所提出的安全架构的功效。我们还定性地论证了该架构对常见安全攻击的弹性。
2017-09-29 cs.CR
Rethinking Blockchain Security: Position Paper
区块链技术在涉及安全漏洞的事件中几乎与其创新潜力一样出名。我们通过一个使用STIX格式构建的数据库，揭示了这些事件的普遍性和性质。除了与OPSEC相关的事件外，我们发现许多事件的性质都与区块链技术有关。其中有两类：智能合约和技术经济协议激励。对于智能合约，我们建议使用软件测试的最新进展，在部署之前发现缺陷。对于协议，我们提出了PRESTO框架，使我们能够比较不同的协议在一个五维的框架。
2019-04-25 cs.CR
Security of Healthcare Data Using Blockchains: A Survey
医疗保健行业的进步正在以健康4.0的形式进入一个新时代。网络物理系统（CPS）、大数据、云计算、机器学习和区块链等创新技术与医疗保健服务的整合，通过基于数据的学习和系统互连提高了性能和效率。另一方面，它也增加了复杂性，并由于医疗保健数据的大量涌入，共享和存储而带来了自己的漏洞。通过身份验证访问保护其免受网络攻击以及隐私保护是医疗保健部门面临的重大挑战之一。为此，使用基于区块链的网络可以大大减少医疗保健系统的漏洞并保护其数据。本章探讨区块链在加强医疗保健数据安全方面的作用，回答与什么数据使用，何时需要，为什么需要，谁需要以及最先进的技术如何使用区块链来保护医疗保健数据相关的问题。作为案例研究，我们还探索和分析了区块链在COVID-19大流行的医疗数据安全中的最新实现。为了为未来的研究方向提供一条道路，我们确定并讨论了与基于区块链的医疗数据安全实施相关的技术限制和监管挑战。
2021-03-23 cs.CR
A Novel Classification of Attacks on Blockchain Layers: Vulnerabilities, Attacks, Mitigations, and Research Directions
本调查基于离散区块链分层方法论，提出区块链攻击的新分类，深入分析各层漏洞与攻击向量，探讨缓解技术及量子计算影响，为区块链安全与隐私研究提供全面参考。
2024-04-28 cs.CR
DistB-SDoIndustry: Enhancing Security in Industry 4.0 Services based on Distributed Blockchain through Software Defined Networking-IoT Enabled Architecture
工业4.0是一个新兴的研究热点。然而，它在控制数据方面面临着许多挑战，可以通过物联网（IoT），大数据，人工智能（AI），软件定义网络（SDN）和区块链（BC）等各种技术来解决，以安全地管理数据。此外，传感器、电器、连接到互联网的传感器网络和工业4.0模型的复杂性，为设计能够持续分析所产生数据的系统、基础设施和智能应用程序带来了挑战。关于这些，作者提出了一个分布式的基于区块链的安全性，以工业4.0应用与SDN-IoT启用的环境。区块链能够为我们所需的系统带来强大，隐私和保密性。此外，SDN-IoT融合了工业4.0的不同服务，具有更高的安全性和灵活性。此外，作者还提供了物联网、SDN和区块链等技术的完美组合，以适当提高工业4.0服务的安全性和隐私性。最后，作者评估性能和安全性的各种方式在所提出的架构。
2020-12-18 cs.CR
On the Security of Permissioned Blockchain Solutions for IoT Applications
区块链已经在许多领域找到了许多应用，并有望显着提高其安全性。物联网（IoT）构成了区块链的一个重要应用领域，已经提出了许多架构，不仅用于提高安全性，还用于提高透明度和可扩展性等属性。然而，许多区块链解决方案都受到与所使用的共识协议相关的固有约束。这些限制主要由无许可设置继承，例如工作量证明中的计算能力，并成为资源受限的物联网环境中的严重障碍。此外，低吞吐量或高延迟的共识协议不适合生成大量数据的物联网网络。因此，在本文中，我们专注于许可的区块链平台，并研究所使用的共识协议，旨在评估其性能和容错作为（原则上高度不安全的）物联网生态系统的主要选择标准。论文的结果为各种共识协议的本质差异及其满足物联网需求的能力提供了新的见解。
2021-09-08 cs.CR
A survey on Blockchain-based applications for reforming data protection, privacy and security
在过去的几年里，许多尖端技术显著地改变了现代社会、经济和工业，还有更多的技术正在开发和早期实施中，这反过来又会导致更广泛的采用和更大的改变。区块链技术以及其他新兴技术预计将在某些领域改变全球商业和个人生活方式的几乎所有方面。它一直在传播，从金融服务到医疗保健，供应链和网络安全的多部门应用程序与日俱增。同时，在数字世界中，数据保护和隐私是客户，公司和政策制定者也认真考虑的最大问题，因为最近报告的事件中安全漏洞和监视的增加。在这种情况下，区块链有能力和潜力彻底改变在线世界中个人数据的信任，安全和隐私。因此，本文的目的是研究区块链应用于隐私和安全领域改革的实际案例，讨论其影响以及机遇和挑战。
2020-09-01 cs.CR
Blockchain-Enhanced Framework for Secure Third-Party Vendor Risk Management and Vigilant Security Controls
本文提出一个整合区块链与智能合约的第三方供应商风险管理框架，通过实时监控关键安全控制并以iHealth迁移AWS Cloud为例验证其可显著减少脆弱性并改善事件响应。
2024-11-20 cs.CR
Blockchain Technology to Secure Bluetooth
蓝牙是用于在设备之间无线交换数据的通信技术。在过去的几年中，已经发现了大量的安全漏洞，并且对手正在利用它们造成伤害和重大损失。已经批准并安装了许多系统安全更新，以解决安全漏洞和错误，并防止可能暴露个人或其他有价值信息的攻击。但这些更新是不够的，适当的和新的错误不断出现。在蓝牙技术中，配对被认为是发现大多数错误的步骤，大多数攻击都针对蓝牙的这个特定过程部分。在安全性和敏感信息交换方面，一项已被证明是防弹的新技术是区块链。区块链技术有望很好地融入智能设备网络，并保护物联网（IoT），蓝牙技术正在广泛使用。这项工作提出了一个在蓝牙配对过程中发现的漏洞，并提出了一个区块链解决方案来保护配对并缓解此漏洞。本文首先介绍了蓝牙技术，并深入研究了区块链技术如何成为某些安全问题的解决方案。然后，解决方案方法展示了如何集成和实施区块链以确保所需的安全级别。某些攻击事件的蓝牙脆弱点进行了检查和讨论和结论给出了安全相关问题的扩展。
2022-11-11 cs.CR
Security Analysis on Tangle-based Blockchain through Simulation
在设计基于DAG的区块链系统时，基于Tangle的结构成为最有前途的解决方案之一。该方法通过直接并行确认多个事务而不是线性确认单个块来提高可扩展性。然而，性能的提高可能带来潜在的安全风险。在本文中，我们构造了三种类型的攻击，即寄生攻击（PS），双重支出攻击（DS），混合攻击（HB）的综合评价。为了实现这一目标，我们解构了基于Tangle的项目（例如IOTA），并抽象了主要组件，以重建一个简单但灵活的模拟网络。然后，我们非正式地定义了三个最小的行动，建立了攻击策略逐层。在此基础上，我们提供分析来评估不同类型的攻击。据我们所知，这是第一个对基于Tangle的区块链进行全面安全分析的研究。
2020-08-12 cs.CR
Security Services Using Blockchains: A State of the Art Survey
本文调查了几种安全服务的基于区块链的方法。这些服务包括身份验证、机密性、隐私和访问控制列表（ACL）、数据和资源出处以及完整性保证。所有这些服务对于当前的分布式应用程序都是至关重要的，特别是由于通过网络处理大量数据和使用云计算。身份验证确保用户是他/她声称的人。机密性保证数据不能被未经授权的用户读取。隐私使用户能够控制谁可以访问他们的数据。起源允许有效跟踪数据和资源以及它们在网络上的所有权和利用率。完整性有助于验证数据是否未被修改或更改。这些服务目前由集中式控制器（例如证书颁发机构）管理。因此，服务容易受到对集中式控制器的攻击。另一方面，区块链是一种安全的分布式账本，可以帮助解决中心化的许多问题。本文的目的是提供有关当前应用程序使用安全服务的见解，强调目前用于提供这些服务的最先进技术，描述其挑战，并讨论区块链技术如何解决这些挑战。此外，还对提供此类安全服务的几种基于区块链的方法进行了全面比较。还讨论了与使用基于区块链的安全服务相关的挑战，以促进该领域的进一步研究。
2018-10-20 cs.CR
A Security Case Study for Blockchain Games
区块链游戏是一种新兴的娱乐模式。然而，由于区块链技术的不成熟和开发人员的不成熟，区块链游戏仍然存在安全问题。在这项工作中，我们分析了区块链游戏架构，并揭示了可能的破解渗透方法。我们扫描了600多个商业区块链游戏，分别从Web服务器和智能合约的角度总结了安全概述。我们还对区块链游戏进行了三个案例研究，以展示详细的漏洞检测。
2019-06-13 cs.CR cs.MM
Enhancing Data Security for Cloud Computing Applications through Distributed Blockchain-based SDN Architecture in IoT Networks
区块链（BC）和软件定义网络（SDN）是最近研究中最突出的新兴技术。这些技术在各自的应用程序中提供安全性、完整性和机密性。云计算也是几年来流行的综合技术。机密信息通常与云基础设施共享，以使客户能够访问远程资源，例如计算和存储操作。然而，云计算也带来了重大的安全威胁、问题和挑战。因此，为了克服这些困难，我们建议在云计算平台中集成区块链和SDN。在这项研究中，我们介绍了更好地保护云的架构。此外，我们利用分布式区块链方法在所提出的架构中传达安全性，机密性，隐私性，完整性，适应性和可扩展性。BC为用户提供了一个分布式或去中心化的高效环境。此外，我们提出了一种SDN方法，以提高云基础设施的可靠性，稳定性和负载均衡能力。最后，我们提供了一个实验评估的性能，我们的SDN和BC为基础的实现使用不同的参数，还监测系统中的一些攻击，并证明其有效性。
2022-11-28 cs.CR
Blockchain Security Risk Assessment in Quantum Era, Migration Strategies and Proactive Defense
School of Engineering, The University of British Columbia, Canada（不列颠哥伦比亚大学工程学院）
本文评估量子计算对区块链的威胁，提出混合迁移策略与安全蓝图，以主动防御量子攻击并保障主流区块链生态安全。
2025-08-25 cs.CR
Blockchain Security when Messages are Lost
区块链研究中共识协议的安全性分析主要集中在同步模型上，其中点对点通信延迟的上限是一个已知的有限常数。这些模型在噪声环境中是不现实的，在噪声环境中，消息可能会丢失（即招致无限延迟）。在这项工作中，我们研究了消息丢失对工作量证明最长链协议安全性的影响。我们引入了一个新的通信模型来捕获消息丢失的影响称为$0-\infty$模型，并得出一个区域的可容忍的对抗能力下的共识协议是安全的。保证是作为交易违反所需安全属性的概率的简单界而导出的。具体来说，我们表明，这种违反概率几乎呈指数衰减的安全参数。我们的方法包括从块树中构造组合对象，并识别与它们相关的随机变量，这些变量可以进行分析。这种方法改进了现有的界限，并扩展了已知的制度，可容忍的对抗阈值的设置，其中消息可能会丢失。
2022-02-16 cs.CR
hChain: Blockchain Based Large Scale EHR Data Sharing with Enhanced Security and Privacy
本研究提出基于区块链的hChain智慧医疗系统，结合IoMT与边缘设备，通过对称/非对称加密、SHA256哈希、位置验证等机制，提升EHR共享的安全性与隐私性及IoMT环境算力。
2025-05-19 cs.CR
Bitcoin and Blockchain: Security and Privacy
加密货币是一种分散的数字货币，旨在实现安全和私人的资产转移和存储。作为一种货币，它应该很难伪造和双重消费。在本文中，我们回顾和分析了比特币的主要安全和隐私问题。特别是，我们专注于其基础，区块链技术。首先，我们介绍了比特币的全面背景和安全性的初步研究。其次，研究了比特币面临的主要安全威胁和应对措施。我们分析了双重支出攻击的风险，评估成功执行攻击的概率，并推导出攻击者执行此类攻击的盈利能力。第三，分析了比特币点对点网络的潜在安全风险和比特币存储的安全性。我们比较了三种类型的比特币钱包的安全性，服务类型及其权衡。最后，我们讨论了替代加密货币的安全和隐私功能，并概述了当今新兴技术。我们的研究结果可以帮助比特币用户在接受交易之前确定双重支出尝试的风险和交易时间延迟或信心之间的权衡。这些结果也可以帮助矿工制定合适的策略，参与采矿过程，并最大限度地提高他们的利润。
2019-04-25 cs.CR
Blockguard: Adaptive Blockchain Security
我们考虑根据其重要性改变区块链交易的安全性的问题。这种自适应安全性是通过使用可变大小的共识委员会来实现的。为了提高业绩，这些委员会同时运作。我们提出了两个算法，允许自适应安全性，形成并发的可变大小的共识委员会的需求。一种是基于单个联合区块链，另一种是基于单独的分片区块链。对于委员会内的共识，我们的算法可以使用各种可用的拜占庭鲁棒容错算法（BFT）。我们实现同步BFT、异步BFT和工作量证明共识。我们彻底评估我们的自适应安全算法的性能。
2019-07-30 cs.CR cs.DC
Blockchain-based Security Framework for Critical Industry 4.0 Cyber-physical System
由于最近网络攻击的兴起，人们对安全替代方案表示了强烈的关注，这些攻击主要针对工业，医疗或能源生态系统等关键系统。尽管最新的行业基础设施在很大程度上依赖于人工智能驱动的维护，但基于损坏数据的预测无疑会导致生命和资本损失。诚然，不适当的数据保护机制很容易对网络的安全性和可靠性构成挑战。传统的云或可信证书驱动技术的缺点促使我们展示一个独特的基于区块链的框架，以实现安全高效的工业4.0系统。所展示的框架在增强联盟区块链之后消除了长期建立的证书颁发机构，从而减少了数据处理延迟，并提高了具有成本效益的吞吐量。尽管如此，分布式工业4.0安全模型需要合作信任，而不是依赖于单一方，这本质上是在纵容单点故障的成本和威胁。因此，多重签名技术的建议框架完成了多方认证，这证实了其适用于实时和协同的信息物理系统。
2021-06-24 cs.CR
EtrusChain: File Storage with DNA and Blockchain
本文提出EtrusChain，一种结合区块链与DNA加密的文件存储系统，利用DNA序列作为密钥增强安全性，实现去中心化、防篡改的存储，为区块链数据存储研究奠定基础。
2023-06-19 cs.CR
Quantum Disruption: An SOK of How Post-Quantum Attackers Reshape Blockchain Security and Performance
Northeastern University（东北大学）；Ripple Inc（Ripple公司）
本文研究了后量子密码学在区块链系统中的影响，指出其集成需要架构重新设计而非简单替换，以保障安全性和效率。
2026-08-14 cs.CR
Unlocking Metaverse-as-a-Service The three pillars to watch: Privacy and Security, Edge Computing, and Blockchain
在本文中，作者全面概述了元服务即服务（MaaS）平台的三大核心支柱：隐私和安全，边缘计算和区块链技术。本文首先研究了无线访问虚拟实境的安全问题。然后，它从以数据为中心、以学习为中心和以人为中心的角度讨论了metaverse内部的隐私和安全问题。作者解决了私有化敏感数据属性和保护机器学习算法在metaverse平台内以分布式方式运行的私有和安全机制。新的愿景和较少调查的方法进行审查，以帮助移动网络运营商和虚拟实境服务提供商促进实现安全和私有的MaaS通过不同层次的虚拟实境，从访问层到客户端之间的社交互动。在文章的后面，我们解释了边缘计算的范式如何加强虚拟世界的不同方面。与此同时，在虚拟世界中使用边缘计算的挑战也得到了全面的研究。此外，本文还全面调查和分析了MaaS平台的10个主要挑战，并深入讨论了区块链技术如何为这些限制提供解决方案。最后，未来的愿景和方向，如以内容为中心的安全和零信任的虚拟世界，一些区块链的未解决的挑战也进行了讨论，为网络设计师在虚拟世界时代带来进一步的见解。
2023-01-11 cs.CR
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
DoS Attacks and Defense Technologies in Blockchain Systems: A Hierarchical Analysis
Hainan University（海南大学）
本文通过分层分析方法，探讨区块链系统中DoS攻击的分类、原理及防御技术，旨在提升区块链的安全性和稳定性。
2026-01-30 cs.CR
A Secure and Efficient Direct Power Load Control Framework Based on Blockchain
直接负荷控制（DLC）的安全性和隐私性是智能电网的一个基本挑战。在本文中，我们提出了一个基于区块链的框架来提高DLC的安全性和隐私性。我们提出了一种方法，使参与节点共享他们的数据与分销公司在一个匿名和安全的方式。为了减少数据分发的相关开销，我们提出了一种基于哈希的事务生成方法。我们还概述了DLC的过程中管理负载的消费者网站。定性分析证明了所提出的方法的安全性和隐私。
2018-12-20 cs.CR
