《電子技術(shù)應用》
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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 信息與教育技術(shù)中心, 浙江 杭州311300,；2.西湖大學 信息中心,，浙江 杭州310024)
摘要： 針對現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心化存儲所面臨的分布式數(shù)據(jù)一致性,、安全性,、防篡改性等問題，通過對區(qū)塊鏈及智能合約相關(guān)技術(shù)進行介紹,，采用拜占庭共識機制和相關(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)共享模式及其應用算法,，并給出了一致性和安全性分析以及成本評估的方法，在去除第三方可信機構(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： TP309.2
文獻標識碼： 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，通過建立數(shù)據(jù)中心來集中存儲管理,，為確保隱私數(shù)據(jù)不被外泄,，數(shù)據(jù)中心的管理者通過提高中心節(jié)點的防御能力來抵抗各種攻擊，如數(shù)據(jù)庫加密技術(shù)、ACL,、入侵檢測和防御等,。而在區(qū)塊鏈技術(shù)中，數(shù)據(jù)存儲采用分布式管理模式,，沒有統(tǒng)一的管理者,，攻擊者很容易攻陷其中一些節(jié)點，比如：節(jié)點偽裝,、網(wǎng)絡嗅探等,。因此傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心管理模式無法適應數(shù)據(jù)共享交換需求，需要對管理模式進行改造,。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)的推廣以及對智能合約的支持,，研究方向也越來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)庫在技術(shù),、應用等方面也有很大不同，分布式數(shù)據(jù)庫需要考慮中心節(jié)點崩潰性故障,，而區(qū)塊鏈中節(jié)點之間是平等的,，但是是不可信的，因而需考慮區(qū)塊鏈的容錯性,。

本文針對現(xiàn)有的區(qū)塊鏈環(huán)境下分布式數(shù)據(jù)管理問題,，對區(qū)塊鏈技術(shù)、智能合約,、系統(tǒng)架構(gòu),、訪問控制、安全與可信性等[5-10]方面進行分析和研究,，并從區(qū)塊鏈技術(shù)與數(shù)據(jù)庫外聯(lián)結(jié)合的角度出發(fā),，在系統(tǒng)模型、加密算法,、一致性共識等方面提出創(chuàng)新性應用研究,，從而實現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)庫去中心化，去第三方可信機構(gòu)交易信任化,，避免集中式服務器單點故障和私密數(shù)據(jù)泄露的風險。





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


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