关键词:
区块链
变色龙哈希
可修改
可验证秘密分享
分组选择
摘要:
随着信息技术的迅猛发展,区块链技术在数字经济中的应用日益广泛,尤其是在信息监管领域。区块链技术的不可篡改性在保障数据安全性的同时,也限制了其在信息监管等需动态合规修正场景中的应用。信息一旦上链,便无法进行修改,这在处理一些涉及敏感信息或合规性问题时可能造成严重后果,因此上链之后可对链上数据进行修改,修正,删除的操作是十分有必要的。可修改区块链技术为链上信息修正提供了解决方案,但现有的修正方案存在恶意节点影响链上信息修正的安全性和效率、修改权节点、陷门管理中心化程度过高和传统节点分组方法信誉值易产生累计的问题。
本文针对目前可修改区块链方案中心化程度过高和效率较低的问题,提出基于RE-TNG节点选择方法(Reputation Evaluation-Twice Node Grouping)的可修改区块链方案。在方案中,通过节点信誉值奖惩模型和二次分组结合,降低了不诚信节点和不积极节点对修改效率的影响,提高方案的安全性和修改效率,避免了传统方案中信誉值累计的问题。并且通过多方协同生成陷门技术,避免了陷门管理的中心化,进而进一步保证了系统的安全性。主要研究与工作如下:
(1)提出了一种基于RE-TNG节点选择方法的可修改区块链方案,旨在解决现有可修改区块链方案中不诚信和不积极节点对修改效率、修改权以及陷门管理中心化程度过高的问题,以及现有信誉分组选择修改节点易产生信誉值累计的问题。将节点信誉奖惩模型与二次分组结合设计了RE-TNG节点选择方法。利用斐波那契数列分组规则筛选出参与修改流程的节点,解决了信誉值容易产生累积的问题,保证了系统长期的去中心化程度。第二次分组筛选出的高信誉值节点组又保证了获得修改权或陷门管理节点的诚信度。该方法有效降低了不诚信节点和不积极节点对修改效率的影响。而多方协同生成陷门密钥的方法,实现了陷门管理的去中心化,从而保障了陷门管理的安全性。在选择修改最终编辑者上,通过可验证秘密函数随机选取,然后利用零知识证明实现了可追责性。另外,对基于RE-TNG节点选择方法的可修改区块链方案进行了方案分析和实验评估。分析和实验结果表明,相较于现有方案,本方案具有更高的修改效率、安全性和去中心化程度,并且满足区块链的可编辑性和安全属性。
(2)基于可修正区块链方案的信息监管平台系统设计,并且将基于RE-TNG节点选择方法的可修改区块链方案应用于系统中。通过从功能需求和非功能需求两个维度对平台进行详细分析。在需求分析部分,本文从经济可行性、技术可行性和操作可行性三个方面,对平台的应用价值和实施可能性进行了全面分析。接着,针对平台整体架构设计,本文从功能架构、技术架构和业务流程的角度出发,构建了平台的系统结构。平台的功能架构包括用户管理、数据上传与审计、敏感词检测、区块链数据修正等模块,所有模块之间的交互逻辑和业务流程被明确并详细阐述。在整体业务流程设计中,本文详细描述了信息从上传、审计到数据修正的全流程,确保信息的高效流通与合规管理。平台的设计不仅保证数据的不可篡改性,同时为合法数据修正提供了高效、安全的技术支持。
(3)本文对信息监管系统的实现与测试进行了详细展示,完成了平台核心功能模块的开发与部署。通过搭建测试环境,并进行黑盒测试与压力测试,验证了系统在多用户高频并发访问情况下的性能表现。测试结果表明,系统各项功能正常,能够在高负载情况下保持稳定,达到了预期的设计目标。