《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于智能合約的分布式數(shù)據(jù)共享模式及其算法研究
信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全 11期
姜慶臣1，莫路鋒1,，朱雪芬1,，唐麗華2
(1.浙江農(nóng)林大學(xué) 信息與教育技術(shù)中心, 浙江 杭州311300；2.西湖大學(xué) 信息中心,，浙江 杭州310024)
摘要： 針對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心化存儲(chǔ)所面臨的分布式數(shù)據(jù)一致性,、安全性、防篡改性等問(wèn)題,，通過(guò)對(duì)區(qū)塊鏈及智能合約相關(guān)技術(shù)進(jìn)行介紹,，采用拜占庭共識(shí)機(jī)制和相關(guān)的密碼技術(shù)，在確保交換數(shù)據(jù)的不可篡改性,、不可偽造性和可追溯的情況下,，提出了基于智能合約的分布式數(shù)據(jù)共享模式及其應(yīng)用算法，并給出了一致性和安全性分析以及成本評(píng)估的方法,，在去除第三方可信機(jī)構(gòu)交易信任化,、中心化等方面,，滿足了數(shù)據(jù)共享的安全性和可信性要求。
中圖分類號(hào)： TP309.2
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI： 10.19358/j.issn.2096-5133.2021.11.007
引用格式： 姜慶臣,，莫路鋒,，朱雪芬，等. 基于智能合約的分布式數(shù)據(jù)共享模式及其算法研究[J].信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全,，2021,，40(11)：49-53，60.
Research on distributed data sharing mode and algorithm based on smart contract
Jiang Qingchen1,，Mo Lufeng1,，Zhu Xuefen1，Tang Lihua2
(1.Information and Educational Technology Center,，Zhejiang A&F University,，Hangzhou 311300，China,； 2.Information Center,，Westlake University，Hangzhou 310024,，China)
Abstract： In view of the problems of distributed data consistency, security and tamper resistance faced by the existing data centralized storage, this paper introduces the technologies related to blockchain and smart contract, and adopts Byzantine consensusmechanism and related cryptographic technology to ensure that the exchanged data can not be usurped and forged,，and is traceable. This paper proposes a distributed data sharing model and its application algorithm based on smart contract，and gives a method of consistency and security analysis and cost evaluation, which meets the security and credibility requirements of data sharing in terms of removing the trust and decentralization of the third-party trusted organization transactions.
Key words : blockchain,；smart contract,；consistency verification；security and credibility,；data sharing

0 引言

傳統(tǒng)的分布式數(shù)據(jù)共享管理模式中,，多采用集中模式，通過(guò)建立數(shù)據(jù)中心來(lái)集中存儲(chǔ)管理,，為確保隱私數(shù)據(jù)不被外泄,，數(shù)據(jù)中心的管理者通過(guò)提高中心節(jié)點(diǎn)的防御能力來(lái)抵抗各種攻擊，如數(shù)據(jù)庫(kù)加密技術(shù),、ACL,、入侵檢測(cè)和防御等。而在區(qū)塊鏈技術(shù)中,，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用分布式管理模式,，沒(méi)有統(tǒng)一的管理者，攻擊者很容易攻陷其中一些節(jié)點(diǎn),，比如：節(jié)點(diǎn)偽裝,、網(wǎng)絡(luò)嗅探等。因此傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心管理模式無(wú)法適應(yīng)數(shù)據(jù)共享交換需求,，需要對(duì)管理模式進(jìn)行改造,。目前,，面向去中心化區(qū)塊鏈系統(tǒng)日益增多，如醫(yī)療健康,、資產(chǎn)管理,、檔案管理、智能電網(wǎng)等[1-4],。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的推廣以及對(duì)智能合約的支持,，研究方向也越來(lái)越傾向于去中心化自治系統(tǒng)，并逐步走向去中心化自治組織/公司[5],。由于區(qū)塊鏈系統(tǒng)與傳統(tǒng)的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)在技術(shù),、應(yīng)用等方面也有很大不同,，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)需要考慮中心節(jié)點(diǎn)崩潰性故障,，而區(qū)塊鏈中節(jié)點(diǎn)之間是平等的，但是是不可信的,，因而需考慮區(qū)塊鏈的容錯(cuò)性,。

本文針對(duì)現(xiàn)有的區(qū)塊鏈環(huán)境下分布式數(shù)據(jù)管理問(wèn)題，對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù),、智能合約,、系統(tǒng)架構(gòu)、訪問(wèn)控制,、安全與可信性等[5-10]方面進(jìn)行分析和研究,，并從區(qū)塊鏈技術(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)外聯(lián)結(jié)合的角度出發(fā)，在系統(tǒng)模型,、加密算法,、一致性共識(shí)等方面提出創(chuàng)新性應(yīng)用研究，從而實(shí)現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)去中心化,，去第三方可信機(jī)構(gòu)交易信任化,，避免集中式服務(wù)器單點(diǎn)故障和私密數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)。





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作者信息：

姜慶臣1,，莫路鋒1,，朱雪芬1，唐麗華2

(1.浙江農(nóng)林大學(xué) 信息與教育技術(shù)中心, 浙江 杭州311300,；2.西湖大學(xué) 信息中心,，浙江 杭州310024)


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