基于聯(lián)盟區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)安全存儲方案設(shè)計與應(yīng)用
發(fā)布時間:2022-01-21 21:44
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展以及社會信息化程度的不斷提高,各類應(yīng)用軟件以及電子設(shè)備均會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)扮演著越來越重要的角色。因此,應(yīng)用軟件對數(shù)據(jù)存儲的需求非常普遍。對于應(yīng)用軟件中用戶私密數(shù)據(jù)存儲而言,數(shù)據(jù)所有者和數(shù)據(jù)管理者分離易導(dǎo)致用戶數(shù)據(jù)被篡改和數(shù)據(jù)泄露的問題。當(dāng)前數(shù)據(jù)安全性的保護(hù)措施有兩個方面的不足迫切需要完善。一方面,數(shù)據(jù)完整性校驗通常依賴于可信任的第三方審計機(jī)構(gòu),數(shù)據(jù)管理者可能惡意冒充第三方審計機(jī)構(gòu),導(dǎo)致數(shù)據(jù)被篡改后用戶不知情,對數(shù)據(jù)完整性造成威脅。另一方面,數(shù)據(jù)存儲缺乏可信的訪問記錄溯源,雖然管理者可以通過系統(tǒng)運(yùn)行日志追溯訪問記錄,但是篡改日志的成本較低,溯源結(jié)果可信度不高,用戶對數(shù)據(jù)泄露事件的發(fā)生不可知,對用戶隱私造成威脅。近年來,區(qū)塊鏈技術(shù)在金融、防偽溯源等領(lǐng)域中逐漸嶄露頭角,具有去信任和數(shù)據(jù)不可篡改的特點(diǎn)。因此,本文根據(jù)將區(qū)塊鏈與分布式存儲技術(shù)相結(jié)合的思路,進(jìn)行了以下幾個方面的研究與設(shè)計工作:(1)針對區(qū)塊鏈開源項目以太坊在聯(lián)盟鏈場景中存在的問題開展研究。一方面,以太坊采用的工作量證明機(jī)制會進(jìn)行“挖礦”操作耗費(fèi)大量算力不適合作為聯(lián)盟鏈共識機(jī)制。對此,本文采用Tender...
【文章來源】:安徽大學(xué)安徽省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:106 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1網(wǎng)民遭遇安全事件類別??從統(tǒng)計結(jié)果可以看出個人數(shù)據(jù)泄露是日常生活中最為普遍的互聯(lián)網(wǎng)安全事??
每個節(jié)點(diǎn)對應(yīng)不同的組織或機(jī)構(gòu),共同維護(hù)區(qū)塊鏈運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)部分去??中心化。區(qū)塊鏈底層是一個鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu),一個個區(qū)塊根據(jù)生成的順序依次串聯(lián)起來,??后繼區(qū)塊記錄前驅(qū)區(qū)塊的哈希值。區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)如圖2.1所示,其中previous?hash??是前一個區(qū)塊的哈希值,transactions是區(qū)塊中的交易,metadata是區(qū)塊中存儲的??
P2P網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)提供了以太坊節(jié)點(diǎn)之間對等的關(guān)系,沒有中心服務(wù)??器,各個節(jié)點(diǎn)以同等的地位參與系統(tǒng)中消息傳播和數(shù)據(jù)驗證等功能。P2P網(wǎng)絡(luò)模??式【3?1如圖2.2所示,是區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)去中心化架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中存在??N個(N是網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)目)完全相同的數(shù)據(jù)備份,任何一個備份數(shù)據(jù)發(fā)生變化??時,數(shù)據(jù)可以很快的同步到網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn),保證了區(qū)塊鏈系統(tǒng)的安全性[38]。??/釋??J.?▲??圖2.2?P2P網(wǎng)絡(luò)模式??以太坊虛擬機(jī)是運(yùn)行智能合約的載體并且每個節(jié)點(diǎn)的EVM執(zhí)行相同的指令。??EVM內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.3所示,其中有內(nèi)存(memory)、賬戶存儲(storage)以及??棧(stack),內(nèi)存中的數(shù)據(jù)是易失的,賬戶存儲中的數(shù)據(jù)是非易失并作為系統(tǒng)狀??態(tài)的一部分,棧是用來執(zhí)行虛擬機(jī)中的運(yùn)算。??EVM??污?storage?memory??圖2.3?EVM結(jié)構(gòu)圖??以太坊作為一種開放的區(qū)塊鏈平臺,十分的靈活并且具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。開??發(fā)者可以編寫智能合約并將合約部署到以太坊中創(chuàng)建新的去中心化應(yīng)用實(shí)現(xiàn)想??要的功能。但是,以太坊采用工作量證明作為共識機(jī)制,網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)需要通過??“挖礦”來競爭記賬權(quán)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]居民電子健康檔案建設(shè)中存在的問題與對策[J]. 張悅,王茜,王健. 中國衛(wèi)生信息管理雜志. 2018(06)
[2]區(qū)塊鏈智能合約安全開發(fā)技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 畢曉冰,馬兆豐,徐明昆. 信息安全與通信保密. 2018(12)
[3]區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)分析:現(xiàn)狀、趨勢與挑戰(zhàn)[J]. 陳偉利,鄭子彬. 計算機(jī)研究與發(fā)展. 2018(09)
[4]DESC: enabling secure data exchange based on smart contracts[J]. Jiao LIANG,Weili HAN,Zeqing GUO,Yaoliang CHEN,Chang CAO,Xiaoyang Sean WANG,Fenghua LI. Science China(Information Sciences). 2018(04)
[5]Ceph Storage 3:軟件定義存儲[J]. 季瑩. 網(wǎng)絡(luò)安全和信息化. 2018(02)
[6]基于NodeJS+Express框架的輕應(yīng)用定制平臺的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J]. 王伶俐,張傳國. 計算機(jī)科學(xué). 2017(S2)
[7]區(qū)塊鏈技術(shù):架構(gòu)及進(jìn)展[J]. 邵奇峰,金澈清,張召,錢衛(wèi)寧,周傲英. 計算機(jī)學(xué)報. 2018(05)
[8]基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療數(shù)據(jù)共享模型研究[J]. 薛騰飛,傅群超,王樅,王新宴. 自動化學(xué)報. 2017(09)
[9]基于區(qū)塊鏈2.0的以太坊初探[J]. 李赫,孫繼飛,楊泳,汪松. 中國金融電腦. 2017(06)
[10]基于智能合約的配電網(wǎng)去中心化交易機(jī)制[J]. 平健,陳思捷,張寧,嚴(yán)正,姚良忠. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2017(13)
本文編號:3601011
【文章來源】:安徽大學(xué)安徽省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:106 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1網(wǎng)民遭遇安全事件類別??從統(tǒng)計結(jié)果可以看出個人數(shù)據(jù)泄露是日常生活中最為普遍的互聯(lián)網(wǎng)安全事??
每個節(jié)點(diǎn)對應(yīng)不同的組織或機(jī)構(gòu),共同維護(hù)區(qū)塊鏈運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)部分去??中心化。區(qū)塊鏈底層是一個鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu),一個個區(qū)塊根據(jù)生成的順序依次串聯(lián)起來,??后繼區(qū)塊記錄前驅(qū)區(qū)塊的哈希值。區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)如圖2.1所示,其中previous?hash??是前一個區(qū)塊的哈希值,transactions是區(qū)塊中的交易,metadata是區(qū)塊中存儲的??
P2P網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)提供了以太坊節(jié)點(diǎn)之間對等的關(guān)系,沒有中心服務(wù)??器,各個節(jié)點(diǎn)以同等的地位參與系統(tǒng)中消息傳播和數(shù)據(jù)驗證等功能。P2P網(wǎng)絡(luò)模??式【3?1如圖2.2所示,是區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)去中心化架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中存在??N個(N是網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)目)完全相同的數(shù)據(jù)備份,任何一個備份數(shù)據(jù)發(fā)生變化??時,數(shù)據(jù)可以很快的同步到網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn),保證了區(qū)塊鏈系統(tǒng)的安全性[38]。??/釋??J.?▲??圖2.2?P2P網(wǎng)絡(luò)模式??以太坊虛擬機(jī)是運(yùn)行智能合約的載體并且每個節(jié)點(diǎn)的EVM執(zhí)行相同的指令。??EVM內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.3所示,其中有內(nèi)存(memory)、賬戶存儲(storage)以及??棧(stack),內(nèi)存中的數(shù)據(jù)是易失的,賬戶存儲中的數(shù)據(jù)是非易失并作為系統(tǒng)狀??態(tài)的一部分,棧是用來執(zhí)行虛擬機(jī)中的運(yùn)算。??EVM??污?storage?memory??圖2.3?EVM結(jié)構(gòu)圖??以太坊作為一種開放的區(qū)塊鏈平臺,十分的靈活并且具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。開??發(fā)者可以編寫智能合約并將合約部署到以太坊中創(chuàng)建新的去中心化應(yīng)用實(shí)現(xiàn)想??要的功能。但是,以太坊采用工作量證明作為共識機(jī)制,網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)需要通過??“挖礦”來競爭記賬權(quán)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]居民電子健康檔案建設(shè)中存在的問題與對策[J]. 張悅,王茜,王健. 中國衛(wèi)生信息管理雜志. 2018(06)
[2]區(qū)塊鏈智能合約安全開發(fā)技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 畢曉冰,馬兆豐,徐明昆. 信息安全與通信保密. 2018(12)
[3]區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)分析:現(xiàn)狀、趨勢與挑戰(zhàn)[J]. 陳偉利,鄭子彬. 計算機(jī)研究與發(fā)展. 2018(09)
[4]DESC: enabling secure data exchange based on smart contracts[J]. Jiao LIANG,Weili HAN,Zeqing GUO,Yaoliang CHEN,Chang CAO,Xiaoyang Sean WANG,Fenghua LI. Science China(Information Sciences). 2018(04)
[5]Ceph Storage 3:軟件定義存儲[J]. 季瑩. 網(wǎng)絡(luò)安全和信息化. 2018(02)
[6]基于NodeJS+Express框架的輕應(yīng)用定制平臺的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J]. 王伶俐,張傳國. 計算機(jī)科學(xué). 2017(S2)
[7]區(qū)塊鏈技術(shù):架構(gòu)及進(jìn)展[J]. 邵奇峰,金澈清,張召,錢衛(wèi)寧,周傲英. 計算機(jī)學(xué)報. 2018(05)
[8]基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療數(shù)據(jù)共享模型研究[J]. 薛騰飛,傅群超,王樅,王新宴. 自動化學(xué)報. 2017(09)
[9]基于區(qū)塊鏈2.0的以太坊初探[J]. 李赫,孫繼飛,楊泳,汪松. 中國金融電腦. 2017(06)
[10]基于智能合約的配電網(wǎng)去中心化交易機(jī)制[J]. 平健,陳思捷,張寧,嚴(yán)正,姚良忠. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2017(13)
本文編號:3601011
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