基于联盟区块链的数据安全存储方案设计与应用
发布时间：2022-01-21 21:44
随着互联网技术的飞速发展以及社会信息化程度的不断提高,各类应用软件以及电子设备均会产生大量数据,数据扮演着越来越重要的角色。因此,应用软件对数据存储的需求非常普遍。对于应用软件中用户私密数据存储而言,数据所有者和数据管理者分离易导致用户数据被篡改和数据泄露的问题。当前数据安全性的保护措施有两个方面的不足迫切需要完善。一方面,数据完整性校验通常依赖于可信任的第三方审计机构,数据管理者可能恶意冒充第三方审计机构,导致数据被篡改后用户不知情,对数据完整性造成威胁。另一方面,数据存储缺乏可信的访问记录溯源,虽然管理者可以通过系统运行日志追溯访问记录,但是篡改日志的成本较低,溯源结果可信度不高,用户对数据泄露事件的发生不可知,对用户隐私造成威胁。近年来,区块链技术在金融、防伪溯源等领域中逐渐崭露头角,具有去信任和数据不可篡改的特点。因此,本文根据将区块链与分布式存储技术相结合的思路,进行了以下几个方面的研究与设计工作:（1）针对区块链开源项目以太坊在联盟链场景中存在的问题开展研究。一方面,以太坊采用的工作量证明机制会进行“挖矿”操作耗费大量算力不适合作为联盟链共识机制。对此,本文采用Tender...
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１网民遭遇安全事件类别??从统计结果可以看出个人数据泄露是日常生活中最为普遍的互联网安全事??
每个节点对应不同的组织或机构，共同维护区块链运行，实现部分去??中心化。区块链底层是一个链式结构，一个个区块根据生成的顺序依次串联起来，??后继区块记录前驱区块的哈希值。区块链结构如图２．１所示，其中ｐｒｅｖｉｏｕｓ?ｈａｓｈ??是前一个区块的哈希值，ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ是区块中的交易，ｍｅｔａｄａｔａ是区块中存储的??
Ｐ２Ｐ网络的实现提供了以太坊节点之间对等的关系，没有中心服务??器，各个节点以同等的地位参与系统中消息传播和数据验证等功能。Ｐ２Ｐ网络模??式【３？１如图２．２所示，是区块链实现去中心化架构的网络基础。区块链网络中存在??Ｎ个（Ｎ是网络中节点数目）完全相同的数据备份，任何一个备份数据发生变化??时，数据可以很快的同步到网络中的其他节点，保证了区块链系统的安全性［３８］。??／释??Ｊ．?▲??图２．２?Ｐ２Ｐ网络模式??以太坊虚拟机是运行智能合约的载体并且每个节点的ＥＶＭ执行相同的指令。??ＥＶＭ内部结构如图２．３所示，其中有内存（ｍｅｍｏｒｙ）、账户存储（ｓｔｏｒａｇｅ）以及??栈（ｓｔａｃｋ），内存中的数据是易失的，账户存储中的数据是非易失并作为系统状??态的一部分，栈是用来执行虚拟机中的运算。??ＥＶＭ??污?ｓｔｏｒａｇｅ?ｍｅｍｏｒｙ??图２．３?ＥＶＭ结构图??以太坊作为一种开放的区块链平台，十分的灵活并且具有很强的适应性。开??发者可以编写智能合约并将合约部署到以太坊中创建新的去中心化应用实现想??要的功能。但是，以太坊采用工作量证明作为共识机制，网络中的节点需要通过??“挖矿”来竞争记账权
【参考文献】：
期刊论文
[1]居民电子健康档案建设中存在的问题与对策[J]. 张悦,王茜,王健. 中国卫生信息管理杂志. 2018(06)
[2]区块链智能合约安全开发技术研究与实现[J]. 毕晓冰,马兆丰,徐明昆. 信息安全与通信保密. 2018(12)
[3]区块链数据分析:现状、趋势与挑战[J]. 陈伟利,郑子彬. 计算机研究与发展. 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:软件定义存储[J]. 季莹. 网络安全和信息化. 2018(02)
[6]基于NodeJS+Express框架的轻应用定制平台的设计与实现[J]. 王伶俐,张传国. 计算机科学. 2017(S2)
[7]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)
[8]基于区块链的医疗数据共享模型研究[J]. 薛腾飞,傅群超,王枞,王新宴. 自动化学报. 2017(09)
[9]基于区块链2.0的以太坊初探[J]. 李赫,孙继飞,杨泳,汪松. 中国金融电脑. 2017(06)
[10]基于智能合约的配电网去中心化交易机制[J]. 平健,陈思捷,张宁,严正,姚良忠. 中国电机工程学报. 2017(13)
本文编号：3601011
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１网民遭遇安全事件类别??从统计结果可以看出个人数据泄露是日常生活中最为普遍的互联网安全事??
每个节点对应不同的组织或机构，共同维护区块链运行，实现部分去??中心化。区块链底层是一个链式结构，一个个区块根据生成的顺序依次串联起来，??后继区块记录前驱区块的哈希值。区块链结构如图２．１所示，其中ｐｒｅｖｉｏｕｓ?ｈａｓｈ??是前一个区块的哈希值，ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ是区块中的交易，ｍｅｔａｄａｔａ是区块中存储的??
Ｐ２Ｐ网络的实现提供了以太坊节点之间对等的关系，没有中心服务??器，各个节点以同等的地位参与系统中消息传播和数据验证等功能。Ｐ２Ｐ网络模??式【３？１如图２．２所示，是区块链实现去中心化架构的网络基础。区块链网络中存在??Ｎ个（Ｎ是网络中节点数目）完全相同的数据备份，任何一个备份数据发生变化??时，数据可以很快的同步到网络中的其他节点，保证了区块链系统的安全性［３８］。??／释??Ｊ．?▲??图２．２?Ｐ２Ｐ网络模式??以太坊虚拟机是运行智能合约的载体并且每个节点的ＥＶＭ执行相同的指令。??ＥＶＭ内部结构如图２．３所示，其中有内存（ｍｅｍｏｒｙ）、账户存储（ｓｔｏｒａｇｅ）以及??栈（ｓｔａｃｋ），内存中的数据是易失的，账户存储中的数据是非易失并作为系统状??态的一部分，栈是用来执行虚拟机中的运算。??ＥＶＭ??污?ｓｔｏｒａｇｅ?ｍｅｍｏｒｙ??图２．３?ＥＶＭ结构图??以太坊作为一种开放的区块链平台，十分的灵活并且具有很强的适应性。开??发者可以编写智能合约并将合约部署到以太坊中创建新的去中心化应用实现想??要的功能。但是，以太坊采用工作量证明作为共识机制，网络中的节点需要通过??“挖矿”来竞争记账权
【参考文献】：
期刊论文
[1]居民电子健康档案建设中存在的问题与对策[J]. 张悦,王茜,王健. 中国卫生信息管理杂志. 2018(06)
[2]区块链智能合约安全开发技术研究与实现[J]. 毕晓冰,马兆丰,徐明昆. 信息安全与通信保密. 2018(12)
[3]区块链数据分析:现状、趋势与挑战[J]. 陈伟利,郑子彬. 计算机研究与发展. 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:软件定义存储[J]. 季莹. 网络安全和信息化. 2018(02)
[6]基于NodeJS+Express框架的轻应用定制平台的设计与实现[J]. 王伶俐,张传国. 计算机科学. 2017(S2)
[7]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)
[8]基于区块链的医疗数据共享模型研究[J]. 薛腾飞,傅群超,王枞,王新宴. 自动化学报. 2017(09)
[9]基于区块链2.0的以太坊初探[J]. 李赫,孙继飞,杨泳,汪松. 中国金融电脑. 2017(06)
[10]基于智能合约的配电网去中心化交易机制[J]. 平健,陈思捷,张宁,严正,姚良忠. 中国电机工程学报. 2017(13)
本文编号：3601011
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