关键词： 云计算   计算机网络安全   数据加密   IDS技术  

摘要： 阐述云计算技术的特点，针对基于云计算的计算机网络安全问题，探讨防火墙技术、身份认证、数据备份，数据加密、IDS技术的应用，以优化计算机网络安全，适应云计算网络的运行安全要求。

关键词： 云计算   信息化系统   酒店管理  

摘要： 文章针对酒店行业在数字化转型过程中面临的信息化管理挑战，研究基于云计算的酒店信息化管理系统，涵盖技术选型、架构设计与功能实现等方面。技术选型包括阿里云平台、Redis数据库、Spring Cloud框架等，确保系统高效稳定。架构设计采用云原生四层架构，实现资源弹性调度与微服务治理。功能实现包括预订、物资、财务管理等模块，提升酒店运营效率与客户体验感。研究结果表明，该系统可以有效提高酒店收益，降低超售风险，提升物资管理效率，并为财务管理提供决策支持。

关键词： 区块链   异常检测   对抗训练   半监督  

摘要： 随着区块链技术在金融、供应链、物联网等多个领域的快速应用,其去中心化、不可篡改和匿名性等特点在带来显著优势的同时,也为异常交易行为提供了隐蔽空间,例如洗钱、欺诈和勒索等。这些异常交易不仅威胁到区块链网络的安全性,还削弱了系统的可信度,甚至损害了用户的利益。因此,如何高效、准确地检测异常交易已成为确保区块链系统安全与稳定运行的关键。当前,区块链交易数据面临两大挑战:首先,正常交易样本占据绝大多数,而异常样本稀缺,导致传统检测方法难以有效学习异常特征,从而增加了漏报率;其次,标注数据的稀缺性限制了有监督学习的应用,使得大量未标注的交易数据未能被充分利用。针对这两大核心问题,本文的主要的研究内容和贡献如下: (1)针对区块链交易数据中的特征冗余、噪声干扰和样本分布不均问题,传统异常检测算法常面临准确率较低、训练难以收敛和时间成本较高等挑战。为此,本文提出了一种结合条件生成对抗网络与优化支持向量机的异常检测模型。该模型首先通过随机森林算法对交易特征进行重要性评估和筛选,剔除冗余特征。接着,利用条件生成对抗网络通过对抗训练生成高质量的异常样本,这些样本在分布上与真实数据一致,有效平衡了正负样本比例,显著缓解了数据不平衡对模型训练的负面影响。最后,模型采用灰狼优化算法与鲸鱼优化算法优化支持向量机的超参数,进一步提升了模型的鲁棒性和分类性能。实验结果表明,在公开数据集Elliptic上其准确率为98.41%,精确率为97.35%,召回率为97.40%,F1分数为97.37%,其检测各项指标均优于传统异常检测方法。 (2)针对区块链交易数据中标注数据稀缺且正负样本分布极度不平衡的问题,传统有监督分类模型受限于标注数据的依赖性,而无监督分类模型则因检测精度不足、泛化能力有限而难以应对复杂场景。为此,本文提出了一种基于深度自编码器与多层感知器的半监督异常检测方法。该方法通过构建区块链交易图,提取交易节点的结构关系和特征信息,并利用深度自编码器对未标注数据进行重构,通过重构误差进行异常交易的初步检测。同时,结合多层感知器对少量标注数据进行分类训练,将重构误差与分类概率加权融合,最终通过自适应效率阈值优化算法得出异常检测结果。实验结果表明,尽管标注数据有限,该方法依然能显著提高检测性能,尤其在召回率和F1分数等关键指标上展现了卓越表现,召回率为68.64%,F1分数为74.01%。此外,通过阈值敏感性分析和消融实验进一步验证了该模型的泛化能力与适应性。

关键词： 区块链   区块链跨链   公证人模式  

摘要： 跨链技术打通了异构异种区块链之间的数据壁垒,给多种区块链平台与应用提供了互联互通的可能性。其中,公证人跨链是一种较为常见的跨链模式,其机制的核心在于引入可信的第三方节点来确保交易的可信度和安全性。但由于公证人跨链模式不符合区块链中去中心化的要求,多公证人跨链模式应运而生。在多公证人跨链模式中,由于引入了多方节点组成一个分布式体系群组,群组内部的合谋、协商现象不仅破坏系统的公平性,还会导致跨链交易面临额外的安全风险。在引入了保证金与信誉值系统来确保多公证人群组内跨链系统安全的模型中,每条链上的保证金池相对独立,会导致在双链保证金池余额不平衡的情况下,池内余额不足以支付而影响跨链交易的问题。 本文基于信誉分组与公平激励机制,对多公证人跨链机制展开研究,提出了一种基于信誉分组的多公证人的跨链模型,并在该模型的基础上,提出基于第二价格密封拍卖的跨链保证金池动态均衡机制。主要工作如下: (1)为了解决基于信誉模式进行的跨链系统中出现的“富者越富”问题,提出了基于信誉分组的多公证人的跨链模型,该模型通过信誉分组方法、加权投票系统、重选举机制来确保跨链系统的有效安全运行,实验结果表明,本文提出的跨链模型在跨链节点信誉生态构建与防范恶意节点影响方面比没有该机制的多公证人模型有更好的表现。 (2)为了解决采用保证金池模式的多公证人跨链系统中保证金池的容量对于跨链系统的运行影响,提出了基于第二价格密封拍卖的跨链保证金池动态均衡机制。该机制通过引入第二价格密封拍卖进行跨链交易,有效控制了跨链系统中余额不足的区块链保证金池的流失问题。实验结果表明,本文提出的拍卖交易模式可以有效减小保证金池余额对跨链系统造成的影响,并对恶意节点对保证金池的挤兑具有良好防御能力。

关键词： 业务流程   区块链   Petri网   行为轮廓   智能合约   流程挖掘   异常检测  

摘要： 随着业务流程,尤其是跨组织流程的日益复杂,隐私保护,数据共享和协作效率等问题也逐渐显现。传统的跨组织协作通常依赖中心化平台,这会导致数据隐私和信任问题的产生。区块链技术,特别是像Hyperledger这样的平台,提供了去中心化的解决方案,可以显著提高跨组织业务流程的透明度和安全性。然而,现有的基于区块链的解决方案在隐私保护、系统灵活性和资源效率方面仍存在显著不足:一方面,严格的隐私保护机制往往限制了业务流程的灵活性和可扩展性;另一方面,较高的资源消耗问题阻碍了区块链技术在常规业务场景中的广泛应用。针对该问题,本文的主要内容如下: (1)首先,针对跨组织业务流程与区块链集成后影响了原业务流程灵活性和可扩展性问题,本文提出了一种基于Hyperledger区块链的跨组织业务流程自动化管理框架。该框架基于带有消息库所和消息变迁的Petri网模型对跨组织业务流程进行形式化,通过算法将扩展Petri网(COWF-net)模型编译为Hyperledger Fabric链码,结合模块化的智能合约实现消息安全交换。其中,组织专属合约负责本地业务流程执行与状态维护;消息路由合约负责管理消息交互,确保跨组织消息传输的隐私性和完整性。该架构通过模块化合约设计与灵活接口规范,支持动态组织加入与业务流程重构,提升了系统的可扩展性。实验结果表明,该框架支持跨组织协作自动化执行,同时系统的扩展性和资源消耗方面得到了提升。 (2)此外,针对跨组织业务流程区块链部署时将完整的规范流程上链需要消耗大量的资源、运营和维护成本,并且限制了流程执行和修改的灵活性的问题,本文提出了基于行为轮廓寻找关键活动的选择性上链方法。该方法首先通过构建行为轮廓矩阵、适应频率分析和可执行序列分析技术,筛选出适合上链的关键业务活动。然后,将这些关键活动转换为智能合约并部署在区块链上。最后,通过将BPMN流程引擎Camunda与基于Ubuntu搭建的Hyperledger Fabric区块链平台进行深度集成,构建了一个高效、可靠的业务流程与区块链协同执行系统,并对其性能进行了系统性测试与分析。实验结果表明,该集成方案在交易成功率方面表现优异,达到100%;在响应速度方面,交易延迟始终控制在0.1秒以内;同时系统展现出良好的处理能力,可持续保持200 TPS的吞吐量。在资源消耗方面,除交易节点***1的负载相对较高外,其他系统组件的资源占用均保持在合理范围内。因此,该方案在保证业务流程的执行性能的同时,增加了业务流程与区块链结合的灵活性,降低了应用成本,适用于大多数实际业务场景。 (3)最后,针对跨组织业务流程在区块链中运行时的实时异常检测问题,本文提出了一种基于业务流程规则与智能合约相结合的自动化异常检测方法。该方法首先利用Inductive Miner算法自动化构建流程模型;然后通过行为轮廓和事件日志分析,提取业务流程运行过程中的活动规则和组织规则;最后将这些规则编译为智能合约,并部署到Hyperledger区块链上,以确保规则的不可篡改性和自动执行。通过将事件日志实时传输到区块链,利用智能合约实现对复杂业务流程的实时异常监测,从而提高流程的透明度和效率。实验结果表明,在真实事件日志下,该方案在仅考虑控制流方面异常检测率平均为86%。 图28表18参65

关键词： 区块链   分片技术   可扩展性   节点可信度   账户交易重配置  

摘要： 随着区块链技术和web3.0的迅速发展,区块链作为Web3.0体系中不可或缺的重要组成部分,已被广泛应用于金融、数字政务、供应链管理、工业物联网等多个领域。然而,在广泛应用与多样化需求并存的背景下,区块链技术的可扩展性瓶颈愈发显著,成为制约其进一步发展的主要障碍。为了解决此问题,分片技术作为当前提升区块链性能的主流方案,正受到学术界与工业界的广泛关注。分片技术通过将区块链网络划分为多个独立运行的分片,每个分片并行处理交易,从而能够在保持去中心化的基础上有效解决可扩展性问题。然而,当前区块链分片技术还存在着巨大的挑战。首先,现存的网络分片方案大多采用随机分片的方式,缺乏对网络节点异构性的充分考虑,从而导致恶意节点聚集、分片失效率高以及负载失衡等问题,严重威胁区块链系统的稳定性与安全性。其次,现有分片方案多采用基于交易地址取模的交易划分方式,该方式虽然简单易行,却产生了大量的跨分片交易。而跨分片交易的处理需要分片间进行复杂的信息交互和状态同步,这不仅带来了额外的系统开销,也显著降低了区块链系统的整体性能。此外,现有的研究中通常以牺牲系统时延来解决高跨分片率难题,限制了系统吞吐量的提升。因此,如何保障分片技术增强区块链可扩展性的同时,充分保证系统的安全性成为了一个亟需解决的难题。 本文针对上述存在的问题,提出基于节点可信度与账户重配置的区块链动态分片模型,旨在解决区块链分片技术中的安全性低、跨分片率高、性能提升受限等核心问题,从而在保证区块链高可扩展性的前提下,全面兼顾区块链系统的安全性。主要的研究工作和成果如下: (1)构建了基于节点可信度的区块链动态网络分片模型。为了解决当前区块链分片模型因未充分考虑节点异构性而导致的性能低下和安全威胁问题,提出基于节点可信度的区块链动态分片模型(Blockchain dynamic sharding model based on node Credibility,CBDSM)。首先,构建了一种区块链分片架构,以解决区块链面临的可扩展性瓶颈问题;其次,设计了节点可信度评估机制以量化节点的能力和可靠度,实现了节点的高效筛选和划分;并在此基础上设计了动态网络分片算法及网络分片流程,通过对不同等级的节点进行动态分配,实现了链上负载均衡。理论分析和实验结果表明,相较于同类模型,该模型吞吐量提升了54%,共识失败率降低了46%,分片失效率降低了15.6%。该模型能够保障节点动态均衡,抵抗节点单点聚集和合谋攻击,确保了区块链分片系统的动态安全性,同时兼顾了系统的高性能及高可扩展性。 (2)设计了基于模块度的账户交易重配置方案。为了解决现存分片区块链协议存在跨分片率高和账户迁移量大等难题,本文首先将交易的账户分片优化转化为基于账户节点模块度的图划分问题,并设计了区块链交易账户图网络结构,以实现对交易账户的关联性分析。根据账户之间的交易情况,通过账户节点模块度来评估节点与分片之间的紧密程度,并根据账户节点的模块度增益来优化交易的账户分片;进一步设计了基于模块度的账户交易重配置算法,并给出了详细的账户重配置流程,显著降低了分片间跨分片的数量和账户迁移数量。实验结果表明,相较于其他现存的分片协议,跨分片交易率最低降低了34.7%,并且账户迁移量降低了7.8%。 (3)提出了面向账户交易重配置与共识并行的区块链分片协议。为了解决现存分片区块链协议存在交易处理时延高以及吞吐量提升受限问题,本文提出了面向账户交易重配置和共识上链并行的分片区块链协议。基于并行化思想优化交易处理流程,通过并行执行账户重配置与共识过程,实现了交易验证、确认与分片间交易配置的高效协同,大幅缩短了交易确认时延,解决了账户重配置过程中产生的额外时间成本问题。实验结果表明,相较于其他现存的分片协议,本文所提协议显著提升了区块链性能,交易确认延迟最低降低了83.2%,交易吞吐量最低提升了52.7%,显著提高了区块链的整体性能和可扩展性,不仅为金融服务、供应链管理和工业物联网等各个领域的区块链应用提供了强大的支持,还能更好地满足高并发场景和大规模网络环境的需求。

摘要： 加深推动垃圾逆向供应链上海模式，是当下提升再生资源回收率的基本思路；同时垃圾回收逆向供应链成员存在信息差现象。本文建立了区块链技术垃圾回收逆向供应链回收平台模型，帮助上海垃圾回收逆向供应链推进工作。一、垃圾逆向供应链存在问题（一）垃圾逆向供应链之间缺乏有效交流途径。垃圾逆向供应链环节可简单分为初步的收集运输，再到垃圾再次分拣与回收，接着传至垃圾加工与处理企业，最后交予在生产企业手中。

摘要： 为有效规避传统中心化存储模式下自然资源确权登记数据的信息安全风险，本文基于区块链技术构建了信息安全保障体系。该体系采用三层架构，整合了去中心化身份认证、分层加密、智能合约及区块链溯源技术。经实验平台验证，该体系的身份认证成功率为99.2%，数据篡改检测率为99.5%，非法访问拦截率为98.8%，平均身份认证耗时仅为0.32 s，单条数据上链延迟1.58 s。因此，该体系可有效满足自然资源确权登记数据的完整性、机密性与可控性等要求，为国土资源管理部门构建可信产权管理系统提供技术支撑。

关键词： 自主身份   共识算法   密钥轮换   隐私保护   可信执行环境  

摘要： 随着互联网技术的发展,人类的生产与生活方式发生了深刻变革,数字身份管理在其中发挥着至关重要的作用。自主身份的出现使互联网上的用户可以自主管理其身份信息,但现有的基于区块链的自主身份系统面临身份注册成本过高、身份信息更新过慢、身份信息不便移植等挑战。因此,未来自主身份的研究重点将是无区块链支撑的自主身份系统。然而,已有的无区块链支撑的自主身份系统也存在一些问题与挑战。首先,底层的自主身份分布式节点网络存在节点存储开销过大、密钥轮换不安全等问题。其次,上层的自主身份终端面临凭证安全存储与隐私保护的挑战。针对无区块链支撑的自主身份系统面临的问题与挑战,本文提出了一种安全高效的自主身份底层分布式节点网络,并设计了一种兼顾安全与隐私的自主身份凭证终端。本文的主要研究成果如下: 针对现有自主身份的底层分布式节点网络存在的节点存储开销过大、密钥轮换不安全等问题,本文在无区块链支撑的自主身份系统的代表工作——密钥事件收据基础设施(KERI)上进行改进。首先,本文基于阈值多重签名来聚合多个签名,有效减少了因保存其它节点签名所带来的存储开销。其次,针对KERI的密钥轮换机制存在的死亡漏洞问题,本文设计了一种基于承诺的密钥轮换机制,通过预先定义好需要轮换的密钥链,实现了密钥对之间的强绑定,避免因死亡漏洞带来的身份丢失。安全性分析证明了本文设计的底层分布式节点网络的安全性,包括共识算法的安全性、阈值多重签名的安全性与密钥轮换的安全性。实验评估表明,相比于其它方案,本文方案具有更低的存储开销、更小的计算与通信复杂度。实验还显示了本文设计的密钥轮换机制的高效性。 针对上层自主身份终端面临的凭证安全存储与隐私保护挑战,本文设计了兼顾安全与隐私的自主身份终端。首先,本文基于虚拟化的安全飞地(VBS Enclave),实现了终端内凭证的安全存储,任何恶意程序都无法窃取终端内的凭证。为进一步增强凭证存储的安全性,本文使用可信平台模块(TPM)对用户身份进行认证,只有持有正确口令的用户才能获取解密凭证。其次,本文设计了基于PS签名的终端凭证隐私保护方案,用户可以在凭证的颁发与出示时有选择的暴露其属性,保护了用户隐私。安全性分析证明了本文设计的自主身份终端的安全性,包括凭证存储的安全性、身份认证的安全性、凭证颁发与出示时的隐私性。实验评估表明,终端中各个模块的时间开销是可接受的。相比于其它终端方案,本文方案具有更低的部署成本,并实现了凭证颁发与出示时的隐私保护。