身份認證是互聯(lián)網中保證信息安全、構建信任關系的重要手段,但傳統(tǒng)的身份認證系統(tǒng)中心化的管理機制存在著信息泄露和外部攻擊的安全風險,并且用戶身份信息在各個組織機構間不能溝通,實現(xiàn)信息共享具有一定的難度,造成用戶在服務商獲取資源服務時,需要重復提交相同的信息進行身份認證,在認證機制上不夠靈活。區(qū)塊鏈技術自2008年誕生以來,作為數字加密貨幣——“比特幣”的核心支撐技術受到了廣泛關注。因其具有的去中心化、公開透明、防篡改等特點,在應用上已經不局限于數字加密貨幣,人們開始尋求其更廣闊的應用場景。以太坊作為一個開源的區(qū)塊鏈平臺,滿足了人們利用區(qū)塊鏈技術開發(fā)各具特色的去中心化應用的需求,并且可編程性的智能合約使得在無可信中心的情況進行公平交易,讓區(qū)塊鏈在應用上更加廣泛。本研究主要依托于以太坊區(qū)塊鏈平臺,利用智能合約實現(xiàn)一個去中心化的身份認證系統(tǒng),實現(xiàn)用戶多類型身份信息的管理,滿足不同應用場景下的身份認證需求。主要研究內容如下:（1）實現(xiàn)一個去中心化的身份管理系統(tǒng)。針對當前用戶身份信息中心化的管理方式存在安全風險以及無法實現(xiàn)共享的問題,借助以太坊平臺,利用智能合約構建一個不依賴第三方、用戶自主可控的身... 

【文章來源】：西南科技大學四川省

【文章頁數】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

區(qū)塊鏈數據結構

2相關技術7底層技術進行了封裝，幫助開發(fā)者直接開發(fā)區(qū)塊鏈應用而不必實現(xiàn)區(qū)塊鏈底層代碼邏輯。以太坊為智能合約提供了一個運行環(huán)境，合約能夠在以太坊虛擬機（EVM）中編譯執(zhí)行，使得開發(fā)者能夠通過編寫智能合約實現(xiàn)與區(qū)塊鏈的交互，降低區(qū)塊鏈應用開發(fā)的難度。以太坊體系架構如圖2-2所示[34]，主要由區(qū)塊鏈（底層數據結構）、P2P網絡、共識算法、智能合約以及去中心化應用DApp組成。智能合約在以太坊虛擬機（EVM）編譯運行，外部應用可以通過RPC（RemoteProcedureCall）調用合約，而Web3.js封裝了以太坊的JSONRPCAPI，是以太坊提供了基于Javascript語言的庫，這讓開發(fā)基于區(qū)塊鏈的去中心化Web前端應用成為可能。圖2-2以太坊架構比特幣是人們熟知的也是最早的區(qū)塊鏈應用，為了方便了解以太坊，就兩者模型類型以及交易等方面進行比較。與比特幣基于交易的模型不同，以太坊是基于狀態(tài)的模型，不僅僅是賬戶之間的貨幣交易而且還是賬戶之間價值和信息的轉移。對于智能合約來說，針對狀態(tài)數據更容易處理復雜的業(yè)務邏輯[35]。在以太坊中，賬戶分為外部賬戶和合約賬戶兩種。外部賬戶主要由用戶自己控制，而合約賬戶由合約代碼控制。在比特幣中，交易類型比較單一，僅僅是數字貨幣的轉移，而在以太坊中，外部賬戶發(fā)出的以太幣轉賬、智能合約的部署和調用（引起狀態(tài)值的改變）都會引起交易的產生。就交易結構來說，兩者也有所不同，比特幣中的交易主要包含交易輸入值inputs和輸出值out，代表交易資金的來源和去向。而以太坊的交易數據結構包含屬性更加靈活，包含了接收方地址、以太幣數量、交易簽名等信息[34]。2.1.3智能合約技術早在1994年，智能合約就已被提出，主要思想是在計算機中的一段可執(zhí)行代碼，與一般編程語言中的“if-then”思想

西南科技大學碩士學位論文8由于計算手段和應用場景的限制導致智能合約并沒有得到重視和廣泛應用[29]。區(qū)塊鏈出現(xiàn)為智能合約提供了可信執(zhí)行環(huán)境。區(qū)塊鏈分布式和可復制的特點，使得在不需要第三方的前提之下，自動執(zhí)行合約，實現(xiàn)可信交易。智能合約的出現(xiàn)對區(qū)塊鏈的功能進行了擴展，使得人們能夠開發(fā)各具特色的DApp。由于本研究主要是基于以太坊平臺開發(fā)，而智能合約是實現(xiàn)相關功能的關鍵，因此下面就以太坊智能合約進行介紹。以太坊中的智能合約主要是包含狀態(tài)數據和代碼邏輯兩部分。外部通過調用智能合約，按照合約內部設定規(guī)則執(zhí)行交易，訪問合約狀態(tài)數據，從而實現(xiàn)DApp。智能合約在以太坊中的運作機制如圖2-3所示[34,36]。合約經過編譯后部署到區(qū)塊鏈中。外部應用通過RPC調用合約事件，如果滿足合約制定的響應條件，自動執(zhí)行響應規(guī)則代碼，最后將結果返回給外部應用。外部應用調用智能合約有兩種方式，主要區(qū)別在于是否會產生交易記錄。一般修改操作會產生一筆交易，各節(jié)點共識后記錄在區(qū)塊鏈中，保證了操作記錄可追溯，但一般查詢合約操作不會產生交易。圖2-3智能合約運作機制除此以外，智能合約中支持內部事件注冊與通知機制，在合約中注冊一個event事件并在合約中函數代碼里觸發(fā)該事件，當外部應用調用函數時就會觸發(fā)event事件，外部可以通過監(jiān)聽該事件得到相關響應信息。此機制使得外部應用能夠及時知曉合約內部發(fā)生的相關事件。2.2密碼學相關技術2.2.1對稱加密與非對稱加密(1)對稱加密：主要特征是加密和解密密鑰相同。加解密流程圖如圖2-4所示，發(fā)送方利用加密算法和密鑰對明文信息進行加密，將生成的密文發(fā)送給接收方。接收方通過解密算法和相同的密鑰對密文進行解密，從而恢復明文信息。常用的對稱加密

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]基于區(qū)塊鏈的智能合約研究與實現(xiàn)[D]. 楊茜.西南科技大學 2018
[4]基于WSN的群組公鑰匿名鑒別方案的研究[D]. 魯杰.重慶郵電大學 2016
[5]基于屬性的加密體制研究與實現(xiàn)[D]. 余敏達.山東大學 2013
[6]移動網絡漫游認證協(xié)議的形式化研究[D]. 翁艷琴.湖北師范學院 2012



本文編號：3071424