基于区块链的慈善系统设计与实现
发布时间：2021-06-06 05:04
随着互联网技术的不断发展,民众的信息获得渠道越来越多,我国的慈善事业变得更加公开、透明,民众对于慈善的关注程度和参与程度逐年上升,一个良好的慈善系统能够简化慈善活动流程,使得慈善活动更有可见度,从而增强民众对于慈善组织的信任感,推动我国慈善事业的发展。作为比特币的底层技术,区块链技术具有去中心化、不可篡改性、匿名性和可追溯性的特点。区块链系统是由多独立节点参与的分布式数据库系统,整个数据库由全网节点共同维护。区块链系统能够记录所有发生交易信息,业务过程高效透明,业务数据高度安全。目前区块链技术已经运用到了各个领域,阿里巴巴、腾讯等互联网公司相继推出自己的区块链平台。为此本文设计并实现了一款区块链技术的慈善平台,该平台将慈善活动中的各种交易行为记录在区块链上,做到公开、透明,可查询,可追溯。本文的工作成果如下:（1）对区块链技术进行研究。以太坊为基础,深入学习区块链相关技术与概念,研究以太坊应用的运行机制与开发方法。（2）完成基于区块链技术的慈善平台设计。本文将系统划分为应用服务层,系统接口层,业务逻辑层和数据存储层共五个层次。同时系统采用模块化设计,主要包括用户模块、项目发起模块、项目...
【文章来源】：杭州师范大学浙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
哈希算法加密描述利用哈希算法的这两个特性可以保证存储在区块链上数据的完整性，并且避
杭州师范大学硕士研究生学位论文绪论5链式结构能够保证交易的可追溯性。区块链的数据结构如图1-1所示。图1-1区块链结构示意图1.3.2区块链支撑技术1.3.2.1哈希算法区块链用Merkle树存放交易信息，Merkle的节点上存储的是交易数据的哈希值。哈希算法[21]可以将任意长度数据x经过哈希函数Hash(x)转化为固定长度的输出y，在输入x和输出y之间形成一一映射关系，这个输出值y称为哈希值。哈希算法具有两个重要的性质：（1）不可逆性：从x经过哈希运算可以得到对应的哈希值y，而无法通过哈希值y计算出原始的输入数据x；（2）无冲突:对于数据x,无法求得一个数据m使得Hash(m)=Hash(x);图1-2哈希算法加密描述利用哈希算法的这两个特性可以保证存储在区块链上数据的完整性，并且避免了数据被篡改的可能。常用的哈希函数是SHA（安全散列算法）系列函数，包含SHA-1、SHA-256、SHA-512等算法，区块链中常用SHA-256，可以将任意长度的数据加密为256位的密文，通常情况下用十六进制表示。1.3.2.2非对称加密算法区别于对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密，非对称加密算法[22]在加密过程和解密过程分别使用不同的密钥，加密时使用的密钥被称为公钥，拿
杭州师范大学硕士研究生学位论文绪论6到密文后使用个人的私钥进行解密。在区块链网络中，每个节点的公钥是公开的、是全网可见的，而私钥则是每个节点自身进行保存，只有节点本身才知道。当节点A与节点B发生交易时：A节点使用B节点的公钥对交易信息进行加密得到交易密文，然后将交易密文发送到区块链网络上，当交易密文被B节点捕获后，B节点使用自身的私钥对密文进行解密，从而得到交易信息。区块链常用的非对称加密算法为椭圆曲线加密算法。图1-3区块链非对称加密算法非对称加密算法也可应用在数字签名上，数字签名可以进行身份鉴别，同时可以验证信息的完整性。数字签名过程正好与消息的加密正好相反：A节点在发送交易信息前，用自己的私钥对交易信息的消息摘要进行加密，使消息摘要编程密文然后发送出去。当B节点接收到消息摘要密文后使用A节点的公钥对密文进行解密得到消息摘要明文，计算交易信息的哈希值与消息摘要进行对比，如果一致则证明交易信息是完整的。通常用RSA算法作为区块链的数字签名算法。图1-4区块链数字签名过程1.3.2.3共识机制区块链是基于分布式网络构建的，共识机制是分布式计算的一个基本问题[23]。拜占庭将军问题[24]被认为是分布共识的基础：拜占庭位于伊斯坦布尔,即现在的土耳其。在拜占庭有若干位将军，每位将军统领一支队伍，为了保卫国家,各军相距甚远,将军之间沟通必须依靠信使，每次进攻或者撤退全部军队必须要统一行动。但是这些将军中可能会有叛徒，他们会故意发送错误信息干扰别人。如何做到忠诚的将军在明知有叛徒的情况下统一作战计划。区块链中的每一节点
【参考文献】：
期刊论文
[1]MySQL数据库备份及恢复方法解析[J]. 韦超英. 网络安全技术与应用. 2019(10)
[2]基于Spring MVC框架的Java Web应用[J]. 葛萌,黄素萍,欧阳宏基. 计算机与现代化. 2018(08)
[3]区块链共识机制研究与分析[J]. 刘童桐. 信息通信技术与政策. 2018(07)
[4]区块链共识机制综述[J]. 杨宇光,张树新. 信息安全研究. 2018(04)
[5]基于区块链技术的慈善应用模式与平台[J]. 李琪,李勍,朱建明,关晓瑶,王慧,郄晨梓. 计算机应用. 2017(S2)
[6]区块链技术在中国慈善事业中的应用分析和研究[J]. 王嘉,陈海峰. 电脑与信息技术. 2017(06)
[7]基于MEAN+SpringMVC的服务管理平台的设计与实现[J]. 张传国,王伶俐. 计算机科学. 2017(S2)
[8]区块链技术:架构及进展[J]. 邵奇峰,金澈清,张召,钱卫宁,周傲英. 计算机学报. 2018(05)
[9]区块链技术中的共识机制研究[J]. 韩璇,刘亚敏. 信息网络安全. 2017(09)
[10]基于软件开发环节中软件架构的作用研究[J]. 马丽娟. 电子测试. 2017(13)
硕士论文
[1]基于SpringMVC的web工程通用模板设计[D]. 向春会.北京邮电大学 2018
[2]慈善基金管理核心业务系统设计与实现[D]. 杨茜麟.湖南大学 2017
[3]基于ASP.NET慈善捐助系统设计与实现[D]. 徐钰超.大连理工大学 2017
[4]慈善基金会财产使用限制研究[D]. 向雨汐.西南政法大学 2017
[5]基于区块链的去中心化交易关键技术研究及应用[D]. 安庆文.东华大学 2017
[6]基于jQuery的Web多媒体教学设备管理系统的设计与实现[D]. 吴波.大连理工大学 2016
[7]慈善捐助信息管理系统的设计与实现[D]. 王坚.电子科技大学 2013
本文编号：3213664
【文章来源】：杭州师范大学浙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
哈希算法加密描述利用哈希算法的这两个特性可以保证存储在区块链上数据的完整性，并且避
杭州师范大学硕士研究生学位论文绪论5链式结构能够保证交易的可追溯性。区块链的数据结构如图1-1所示。图1-1区块链结构示意图1.3.2区块链支撑技术1.3.2.1哈希算法区块链用Merkle树存放交易信息，Merkle的节点上存储的是交易数据的哈希值。哈希算法[21]可以将任意长度数据x经过哈希函数Hash(x)转化为固定长度的输出y，在输入x和输出y之间形成一一映射关系，这个输出值y称为哈希值。哈希算法具有两个重要的性质：（1）不可逆性：从x经过哈希运算可以得到对应的哈希值y，而无法通过哈希值y计算出原始的输入数据x；（2）无冲突:对于数据x,无法求得一个数据m使得Hash(m)=Hash(x);图1-2哈希算法加密描述利用哈希算法的这两个特性可以保证存储在区块链上数据的完整性，并且避免了数据被篡改的可能。常用的哈希函数是SHA（安全散列算法）系列函数，包含SHA-1、SHA-256、SHA-512等算法，区块链中常用SHA-256，可以将任意长度的数据加密为256位的密文，通常情况下用十六进制表示。1.3.2.2非对称加密算法区别于对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密，非对称加密算法[22]在加密过程和解密过程分别使用不同的密钥，加密时使用的密钥被称为公钥，拿
杭州师范大学硕士研究生学位论文绪论6到密文后使用个人的私钥进行解密。在区块链网络中，每个节点的公钥是公开的、是全网可见的，而私钥则是每个节点自身进行保存，只有节点本身才知道。当节点A与节点B发生交易时：A节点使用B节点的公钥对交易信息进行加密得到交易密文，然后将交易密文发送到区块链网络上，当交易密文被B节点捕获后，B节点使用自身的私钥对密文进行解密，从而得到交易信息。区块链常用的非对称加密算法为椭圆曲线加密算法。图1-3区块链非对称加密算法非对称加密算法也可应用在数字签名上，数字签名可以进行身份鉴别，同时可以验证信息的完整性。数字签名过程正好与消息的加密正好相反：A节点在发送交易信息前，用自己的私钥对交易信息的消息摘要进行加密，使消息摘要编程密文然后发送出去。当B节点接收到消息摘要密文后使用A节点的公钥对密文进行解密得到消息摘要明文，计算交易信息的哈希值与消息摘要进行对比，如果一致则证明交易信息是完整的。通常用RSA算法作为区块链的数字签名算法。图1-4区块链数字签名过程1.3.2.3共识机制区块链是基于分布式网络构建的，共识机制是分布式计算的一个基本问题[23]。拜占庭将军问题[24]被认为是分布共识的基础：拜占庭位于伊斯坦布尔,即现在的土耳其。在拜占庭有若干位将军，每位将军统领一支队伍，为了保卫国家,各军相距甚远,将军之间沟通必须依靠信使，每次进攻或者撤退全部军队必须要统一行动。但是这些将军中可能会有叛徒，他们会故意发送错误信息干扰别人。如何做到忠诚的将军在明知有叛徒的情况下统一作战计划。区块链中的每一节点
【参考文献】：
期刊论文
[1]MySQL数据库备份及恢复方法解析[J]. 韦超英. 网络安全技术与应用. 2019(10)
[2]基于Spring MVC框架的Java Web应用[J]. 葛萌,黄素萍,欧阳宏基. 计算机与现代化. 2018(08)
[3]区块链共识机制研究与分析[J]. 刘童桐. 信息通信技术与政策. 2018(07)
[4]区块链共识机制综述[J]. 杨宇光,张树新. 信息安全研究. 2018(04)
[5]基于区块链技术的慈善应用模式与平台[J]. 李琪,李勍,朱建明,关晓瑶,王慧,郄晨梓. 计算机应用. 2017(S2)
[6]区块链技术在中国慈善事业中的应用分析和研究[J]. 王嘉,陈海峰. 电脑与信息技术. 2017(06)
[7]基于MEAN+SpringMVC的服务管理平台的设计与实现[J]. 张传国,王伶俐. 计算机科学. 2017(S2)
[8]区块链技术:架构及进展[J]. 邵奇峰,金澈清,张召,钱卫宁,周傲英. 计算机学报. 2018(05)
[9]区块链技术中的共识机制研究[J]. 韩璇,刘亚敏. 信息网络安全. 2017(09)
[10]基于软件开发环节中软件架构的作用研究[J]. 马丽娟. 电子测试. 2017(13)
硕士论文
[1]基于SpringMVC的web工程通用模板设计[D]. 向春会.北京邮电大学 2018
[2]慈善基金管理核心业务系统设计与实现[D]. 杨茜麟.湖南大学 2017
[3]基于ASP.NET慈善捐助系统设计与实现[D]. 徐钰超.大连理工大学 2017
[4]慈善基金会财产使用限制研究[D]. 向雨汐.西南政法大学 2017
[5]基于区块链的去中心化交易关键技术研究及应用[D]. 安庆文.东华大学 2017
[6]基于jQuery的Web多媒体教学设备管理系统的设计与实现[D]. 吴波.大连理工大学 2016
[7]慈善捐助信息管理系统的设计与实现[D]. 王坚.电子科技大学 2013
本文编号：3213664
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