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基于区块链的安全技术研究

高永琳  
【摘要】:中心化架构的网络时常遭受网络攻击,给网络带来安全威胁。区块链技术因具有去中心、安全、可追溯、去信任等优势,已成为国内外学术界的研究热点。在能源互联网、金融支付、物联网等领域处于研究探索阶段,应用前景十分广阔。目前针对区块链安全性方面的研究较少,对区块链安全技术进行研究具有十分重要的意义。本文研究区块链的安全技术。针对区块链中自私挖掘攻击问题,设计出一种基于概率的自私挖掘机制,基于此计算出限制矿池算力的安全算力阈值。区块链中自私挖掘攻击在区块链挖掘中会形成一个挖掘矿池,采取策略公布隐藏的区块以获得最佳收益。基于此,归纳出自私挖掘过程中出现的七中不同状态,并计算自私挖掘在不同状态下的概率分布。为增大自私挖掘的相对收益份额,创新性地给出了通过求解自私与诚实挖掘概率大小的方法来决定是否公布隐藏的区块。模拟不同算力下自私挖掘池的相对收益值,根据模拟结果计算出保证系统诚实节点安全运行的算力阈值。为研究区块链防御自私挖掘攻击行为提供算力参考。本文将区块链模型引入电力交易中,研究区块链技术在电力交易中的应用,给出基于区块链的电力安全交易模型。区块链技术的发展推动了能源互联网的建设,为电力用户购电提供了新的交易模式。针对双花攻击破坏正常的电力交易问题,给出一种采用上锁机制的安全交易模型。首先分析区块链技术在能源互联网中的研究现状及应用,详细分析区块链原理与电力交易特点,创新性地给出基于区块链的电力安全交易模型。模型中交易价格采用竞价机制,模型设计锁机制将达成交易中的资金与商品上锁处理,直到该交易模块被全网确认。锁机制中引入信号量的方法,以控制交易资金与商品可以被串行访问。模型分析和实验表明该机制能够提高交易的安全性。模型解决了用户电力交易中双花攻击问题,为今后能源区块链的深层研究提供参考。


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