关键词： 电子提单   区块链电子提单   功能等同规则   《海商法》修订  

摘要： 作为海上货物运输合同的证明、货物收据和权利凭证,纸质提单与航运业相伴度过了约400年的时间。随着数字化浪潮席卷全行业,纸质提单流转速度慢、纸张成本高昂、易受突发事件影响等一系列问题逐渐凸显,电子提单应运而生。近年来,在去中心化、不易篡改的区块链技术加持下,电子提单的认可度和使用率迅速提升,但法律地位不明确成为影响电子提单推广应用的一大障碍。在明确电子提单法律地位的路径选择上,合同路径违反物权法定原则,创设性特别规则违反航运法统一性的价值追求,功能等同规则是明确电子提单法律地位最为有效的路径。然而,我国海上货物运输法下尚未建立电子提单功能等同规则,《民法典》《电子签名法》下的功能等同规则也无法全面解决电子提单的法律地位问题,电子提单面临无法可依的困境。 从比较法分析的角度上,联合国制定了可适用于电子提单的国际公约和示范法,国际重要航运国家也先后完成了提单法律规则的数字化升级。在电子提单功能等同规则基本模式方面,以《鹿特丹规则》为代表的部分立法例采用明确的法律承认模式,以《电子可转让记录示范法》为代表的部分立法例则采用灵活的法律规范模式。在法律规范模式下,不同立法例采用的电子提单的技术标准也存在差异。美国《统一商法典》将单一性作为控制的下位概念,《电子可转让记录示范法》将单一性作为控制的并列概念,英国《电子贸易单证法》则创设剥离性的独立概念。面对电子提单技术标准之争,对技术标准进行法律功能辨析可知:控制是占有的功能等同,剥离性是转让的功能等同,单一性是正本的功能等同,完整性是原件的功能等同。 区块链电子提单是目前航运业使用的主流电子提单系统,国际保赔协会批准的电子提单系统也大多采用区块链为底层技术,故有必要分析区块链电子提单对纸质提单功能等同的实现程度。本文首先梳理区块链电子提单的核心技术、逻辑架构以及电子提单在区块链系统中的流转流程,建立对区块链电子提单系统运行模式的直观认知,进而帮助分析区块链电子提单的法律功能。理论层面上,非对称加密技术实现控制,智能合约实现剥离性,共识机制和时间戳实现单一性,哈希函数实现完整性,上述技术能够保障区块链电子提单实现与纸质提单的功能等同。但是,实践层面上,区块链电子提单面临破解或窃取私钥、智能合约代码漏洞、51%攻击等技术风险,不必然实现剥离性和单一性等技术标准,故而不必然实现与纸质提单的功能等同。 为应对区块链背景下电子提单功能等同规则的缺位,应尽快探索电子提单功能等同规则的中国方案。虽然电子提单的功能等同规则与电子仓单等其他电子贸易单证具有共通之处,但考虑到《海商法》修订已进入后期,相较于电子单证综合立法而言,在《海商法》中率先建立电子提单功能等同规则更具有可行性。在模式选择方面,基于底层技术的多样性和发展的不确定性以及技术中立原则,电子提单功能等同规则宜采用法律规范模式;为建立起完整的功能等同规则,实现明确电子提单法律地位问题的立法目的,保障可转让电子提单的流通性,强调自愿开展民商事活动的重要原则,宜制定包括定义、效力、使用条件、技术标准、转换规则在内的体系性规定;为助力电子提单推广应用,与我国在国际贸易中的地位相契合,宜采用严格技术标准。在具体完善建议方面,应将“单一性”和“控制”技术标准的适用范围从可转让电子提单扩大至包括电子记名提单在内的全部三类电子提单,新增“可剥离性”作为可转让电子提单的技术标准,并健全区块链电子提单技术国家标准。

关键词： 无人机通信   智能超表面   移动边缘计算   区块链   凸优化  

摘要： 物联网(Internet of Things,IoT)技术的普及推动了计算密集型和时延敏感型通信需求的增长,进而促进了移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)的发展。然而,传统MEC地面基础设施成本高且覆盖范围有限,相比之下,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)因其灵活部署能力,为基于UAV的MEC(UAV-MEC)通信网络的发展提供了新的思路。此外,智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)可增强信号传播性能,而区块链技术的去中心化与不可篡改特性则有助于提升系统安全性和可靠性,二者的结合为应急通信难题提供了新的解决方案。然而,现有研究在利用RIS提升UAV-MEC通信质量方面仍存在不足,特别是在复杂信道环境下联合优化多UAV三维轨迹方面缺乏系统性的探索。为弥补上述研究的不足,本文研究了一种RIS辅助的UAV-MEC通信网络性能优化方案,针对地面基站受限或损毁的道路拥堵场景,旨在通过最小化系统总能耗与总时延的加权和,实现复杂信道应急环境下的高效通信。具体的贡献如下: (1)提出一种RIS辅助的单无人机MEC通信网络性能优化方案。该方案将MEC服务器集成至无人机平台,并在建筑物表面安装RIS,以缓解一定区域内的通信拥堵问题。为了准确模拟该环境下的信号传播特性,采用莱斯衰落信道模型。优化目标是最小化系统总能耗和时延加权和。然而,所提出的优化问题为非凸问题,且变量之间存在复杂的耦合关系。为此,本文将原问题分解为五个可处理的子问题,并构建交替迭代框架,利用逐次凸逼近(Successive Convex Approximation,SCA)方法进行迭代求解。仿真结果表明,所提出的算法在该场景下具有优异的性能。此外,通过与四种基准方案的对比,进一步验证了该算法在能耗和时延优化方面的显著优势。 (2)考虑到单无人机与附着于建筑表面的RIS在通信覆盖范围和性能提升方面的局限性,本文进一步引入透射型RIS(Transmitting RIS,TRIS)并扩展为多无人机协同系统,以增强方案的适应性并扩大通信范围。同时,结合区块链的去中心化特性提升通信安全性,将无人机设计为区块链网络的共识节点。由于该优化问题涉及多变量耦合且为非凸问题,故采用交替迭代与SCA的方法,将原问题划分为五个子问题逐一处理。特别的,在相位优化环节中,提出相位分离策略,将问题转化为半正定规划(Semi-Definite Programming,SDP)形式,并通过高斯随机化法恢复解的秩一性;针对莱斯信道模型包含复变量的问题,对复变量的实部和虚部进行分步化处理,从而满足凸优化的要求,实现无人机轨迹的有效优化。仿真结果表明,所提出的算法在保证安全性和扩大通信范围的同时,能有效降低系统整体能耗与时延。此外,通过与三种基准方案的对比,验证了该算法在复杂通信环境下的有效性与优越性。

关键词： 区块链   微电网   连续双向拍卖机制   智能合约   非合作博弈  

摘要： 在国家“双碳目标”战略的推动下,微电网绿电交易逐渐成为分布式能源消纳的重要方式。然而,现有微电网交易仍主要依赖传统集中式管理,存在交易效率低、结算周期长、信息透明度不足、数据篡改风险高等问题,严重影响市场主体的交易积极性,阻碍了绿电市场的发展。因此,本文引入具备去中心化、不可篡改、可追溯等特性的区块链技术,提出了一种适用于微电网绿电交易的机制,以提高交易的透明度、效率、公平性以及实现各交易主体的利益最大化,促进绿色能源的广泛消纳和利用。本文主要研究内容如下: 首先,针对传统交易机制在微电网交易中存在交易规则缺失、交易模型不完善、出清价格不统一以及难以实现交易双方利益最优等问题,本研究设计了一套完整的交易规则与流程,并构建了能源用户模型、蓄电池储能模型和底价用户模型,从而更精准地分析微电网内部的交易主体及其环境。在此基础上,本文对传统连续双向拍卖机制进行了优化改进,提出了市场划分策略,将市场分为买方市场和卖方市场,确保至少一方的交易需求得到满足。同时,结合统一出清电价和电量优先匹配规则,以提升交易公平性与市场稳定性。进一步,引入微电网能源用户间的非合作博弈模型,设计相应的交易策略,并利用自适应迭代算法求解该博弈模型,最终获得使用户收益最大化的纳什均衡解,实现交易双方的利益最优。实验表明,所提出的机制和策略在提升交易公平性、效率和市场稳定性方面表现优异,为微电网绿电交易提供了切实可行的解决方案。 此外,针对微电网绿电交易存在交易效率低、结算时间长、交易信息不透明以及交易数据被篡改等风险,导致参与者加入积极性不高,不利于微电网能源消纳等问题,本文开发了一种基于智能合约的微电网绿电交易系统。通过需求分析,明确了系统的业务流程与功能结构;在总体设计中,构建了清晰的分层架构,并完成了区块链平台选择与节点网络搭建。智能合约设计涵盖了产权设备、绿电能源及辅助功能等模块,能够自动执行交易逻辑,实现无需第三方的可追溯、不可篡改且安全的能源交易,从而显著提高交易效率,降低运行成本。通过功能测试与Caliper性能测试,验证了系统在运行稳定性与响应性能方面表现良好,能够满足实际微电网绿电交易的应用需求。

关键词： 渔获物溯源   区块链   共识算法   智能合约  

摘要： 随着人民生活水平的提升和健康意识的增强,人们对食品安全问题的关注度日益提高,尤其重视渔获物等含蛋白量高的食品。传统的渔获物溯源系统在产业链各环节面临信息不透明、数据集中式存储和安全性低等问题。区块链作为一种融合多项技术优点的新兴技术,凭借其去中心化、数据防篡改等特性,为传统渔获物溯源体系的优化提供了解决思路。本文针对当前渔获物溯源系统面临的数据不透明、共识效率低和信任度不足等问题,分析了渔获物溯源系统的需求和运行机理,并对Hyperledger Fabric共识算法在交易性能上的瓶颈进行改进,最终提出了一种改进的区块链渔获物溯源系统。本文的主要研究内容及成果如下: (1)区块链渔获物溯源系统的研究设计。针对传统渔获物追溯体系中溯源信息不透明、数据可靠性低等问题,本文首先对基于区块链的渔获物溯源系统进行业务流程分析。在此基础上,从功能需求与非功能需求两个方面进行了需求分析。随后,构建了系统架构并设计了功能模块,进一步细化各模块的功能及系统的运行机制。然后,基于Hyperledger Fabric框架设计了智能合约,以提升溯源数据的安全性和不可篡改性。最后,为确保渔获物溯源系统在远洋作业中的实际应用,本文进一步设计了基于S1-I铱星卫星的IoV-IMS通信架构与数据库,包括数据库设计原则、E-R图绘制及数据库表格设计。 (2)区块链渔获物溯源系统共识算法的设计。针对PBFT共识算法在远洋渔获追溯体系的应用局限性,例如主节点选取方式固定、系统吞吐量低、交易时延长等问题,本文提出了一种基于节点分组和信誉评估的NR-PBFT共识算法。该算法利用一致性哈希算法对节点进行分组,减少实际参与共识的节点数量,优化了区块链系统的可扩展性和共识性能。为进一步选取更可靠的共识节点,引入信誉评估模型,更新了共识节点和领导节点的选取机制,从而降低了恶意节点成为领导节点的概率,并减少了交易时延。实验结果表明,NR-PBFT算法相较于PBFT共识算法具有更低的通信开销和更高的吞吐量。 (3)区块链渔获物溯源系统的搭建。首先,完成了基础运行环境的配置,并成功部署了区块链网络环境。随后,根据溯源系统的功能需求,编写了智能合约并完成部署,实现了渔获物溯源数据的管理和存储。最后,将NR-PBFT共识算法集成于Hyperledger Fabric网络中,优化了区块链系统的性能和共识效率。 (4)区块链渔获物溯源系统的实现与测试。根据溯源需求设计各个功能模块与前端界面,最终实现了区块链渔获物溯源系统。在系统功能实现方面,设计并完成了登录注册、数据上传和溯源数据查询的功能。最后,针对系统的主要功能开展测试,包括登录注册功能测试、数据上传功能测试和溯源数据查询功能测试。

关键词： 工业互联网   可信数据管理   多源数据融合   区块链   深度学习  

摘要： 工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,正引领着全球制造业的转型升级。在这一背景下,数据已经成为工业互联网的核心资源,数据的管理和利用直接影响着工业互联网的运行效率和智能化水平。然而,工业数据具有规模大、来源广、类型多样、质量参差不齐等特点,这给数据管理和融合带来了巨大挑战。特别是不同工业系统和设备之间的数据共享和协作需要高度的可信性和安全性,这进一步增加了数据管理的复杂性。因此,如何确保工业互联网海量多源数据的可信性和有效融合成为亟待解决的问题。为应对这些挑战,本文围绕工业互联网可信数据管理与多源数据融合展开了系统深入的研究,主要内容涵盖了以下三个部分: (1)针对数据共享安全问题,提出了基于区块链多链结构的工业互联网数据可信管理模型。该模型通过采用多链并行技术和创新的共识机制,可解决数据在传输、存储和共享过程中易被篡改的问题,实现了数据的全生命周期可信管理。多链架构不仅增强了系统的扩展性和灵活性,还提高了数据处理的效率和可靠性。 (2)针对当前工业领域实时维护预测准确性不足的问题,引入了先进的传感器网络技术、大数据分析技术以及机器学习算法,提出了工业多源数据的智能感知和预测方法,实现了工业环境中多源数据的实时采集,并通过基于Transformer的预测模型对未来的工业过程进行准确预测,提高了数据采集的精度和实时性。 (3)针对工业场景中视频数据量大、信息密集且关键信息分散在多摄像头视角导致视频数据分析困难的问题,本文提出了一种基于图卷积-重识别的多摄像头视频数据协同分析方法。通过目标检测与关键窗口构建提取关键区域信息,并结合多摄像头关联性计算策略,实现了跨摄像头的目标识别与跟踪,为工业场景下的复杂事件检测、异常行为识别等协同分析任务提供了技术支撑。 综上,本文提出的针对工业互联网可信数据管理与多源数据融合的创新解决方案,经仿真验证方案可行,为工业互联网的数据管理提供了新思路,为实际应用场景中的数据安全、可靠性与协同优化提供了有益探索。

关键词： 智慧农业   粮食直补资金   精准投放   效益提升   大数据   区块链  

摘要： 在智慧农业迅猛发展的背景下，确保粮食直补资金的精准投放以及效益的显著提升是维护国家粮食安全和推动农业现代化进程所需。本文深入探讨了当前粮食直补资金的使用现状，从多个维度出发，提出了创新性的策略和方法。这些策略和方法不仅旨在提高资金的使用效率，而且着重于促进农业政策的优化和农业生产相关措施的精准对接。希望能够为农业政策制定者和农业生产实践者提供理论框架和实践指南，从而为实现农业的可持续发展和保障国家粮食安全做出贡献。

关键词： 物联网   分片区块链   负载均衡   动态分片   交易调度  

摘要： 分片区块链凭借其并行处理事务的能力与去中心化的协同共识机制,显著提升了物联网（Internet of Things,IoT）系统的吞吐量与安全性。然而,分片区块链与物联网的融合应用在数据交易处理方面仍面临着诸多挑战。首先,传统的静态分片策略难以适应物联网设备的动态交易特性,导致分片负载不均衡。这不仅影响了系统的整体交易效率,还增加了跨分片交易比例。其次,内部共识过程的交易打包涉及多个共识周期,部分分片的共识进程受阻,导致系统出现等待现象,并造成资源浪费。同时,物联网中庞大的交易数据量导致信息交互难,交易操作繁琐。因此,本文以分片区块链的物联网为背景,深入研究动态分片构建、高效交易调度及物联网数据交易系统开发方案,旨在应对物联网交易数据高效安全处理的挑战。具体研究内容如下: （1）针对现有分片方案中分片负载不均衡及构建效率低下的问题,提出一种基于交易特征分析的区块链动态分片方案。首先,利用加权交易图设计动态分片架构,综合考虑节点参与度、历史交易记录及交易强度分析用户交易行为,以挖掘交易网络的关键交易特征。其次,提出一种结合模块化增益与算力比例的节点相关度分析方法,通过选择加入与当前节点相关度最大的分片,实现分片委员会的高效构建。同时,针对网络节点的动态变化,提出节点自适应调整优化策略。最后,实验结果表明,该方案显著降低了分片构建延迟,提高了系统吞吐量和平均交易效率。 （2）针对内部共识阶段分片共识不协调及交易打包延迟高的问题,提出一种基于马尔可夫链的高效数据交易调度方案。首先,构造一种分片区块链交易调度系统架构。并基于该架构分析交易数量和共识延迟,设计最大交易打包量的目标函数,以引导系统做出最优决策。其次,针对目标函数构建马尔可夫链状态空间及状态转移率,结合稳态概率分布实现节点与负载的自适应调整。同时,系统引入时间管理器来调控时间窗口,并通过状态转移优化稳态委员会集合。最后,实验结果表明,该方案显著提高了分片资源利用率,增强了物联网中交易数据打包与处理的效率。 （3）针对物联网系统中交易延迟高及操作复杂度大的问题,开发基于分片区块链的物联网数据交易系统。首先,选择mdblockchain区块链框架作为系统开发基础,并对系统的开发架构与开发环境进行合理配置。其次,全面分析了物联网数据交易系统功能性与非功能性需求,并制定详细的工作流程。同时,系统通过部署所提出的交易数据高效处理方案,成功实现了用户高效交易、交易信息查询等关键功能。最后,系统运行结果表明,该系统能够有效优化交易处理流程,显著提升了物联网数据交易的响应速度和处理效率。

关键词： 智能合约   重入漏洞检测   图神经网络   语义融合   注意力机制  

摘要： 随着区块链技术的成熟和智能合约的广泛应用,链上资产日益累积,保证其安全性成为了重要的研究方向。合约的独特运行机制使得其在部署上链后便无法修改,因此,在合约部署前有效检测漏洞是防止用户资产受损的必要手段。 然而,传统检测方法基于专家规则,无法实现全自动应用。因此捕捉复杂漏洞的能力有限、检测效率低。基于深度学习的方法提高了效率,但现存语义数据不足、语义学习不充分、忽视语义相关性等问题,导致模型检测效果较差,性能仍有提升空间。此外,现有智能合约漏洞检测工具如Myth X、Slither等,依赖于互联网连接,有数据泄露风险。针对这些局限导致的检测性能问题,本文提出了两种智能合约重入漏洞检测方法,并基于本文方法开发了一款智能合约漏洞离线检测应用,主要工作总结如下: (1)目前,基于图神经网络的合约漏洞检测方法需要将合约源代码转换为合约图,这压缩精简了源代码中蕴含的大量语义信息。大部分方法难以提取合约图中的深层复杂语义,导致此类方法的检测性能有很大提升空间。因此,本文提出了一种聚合图信息流的双通道重入漏洞检测方法。该方法使用双通道处理智能合约源代码层的两种表示信息,上侧通道中通过结合传统方法,嵌入基于专家知识的模式特征,弥补合约图转换过程中可能会缺失的语义。下侧通道中通过对合约图中不同信息流分类分级学习,从图内提取更丰富的语义特征和深层的复杂特征。最后结合注意力机制关注通道内和通道层的不同特征对检测结果的差异性影响,对双通道特征进行融合后用于检测。实验表明,此方法的检测性能优异,准确率达98.50%,F1分数达97.76%。 (2)目前,大部分基于深度学习的合约漏洞检测方法聚焦于从源代码层提取多种语义,并未考虑语义归属层,导致用于模型学习的合约语义数据不够完善。因此,本文提出了一种结合多层语义的重入漏洞检测方法。该方法系统地考虑高、中、低三层语义,分别从接口层、中间层、机器层提取语义数据(ABI文件、字节码、和EVM操作码)。依据各层语义数据特点,设计使用多种深度神经网络学习语义特征,然后将得到的三层特征嵌入表示输入基于多头自注意力机制的Transformer网络中。通过层间和层内的大量信息交互,关注不同层内和层间的完整长上下文,实现多层语义特征融合,进而用于漏洞检测。实验表明,该方法的检测性能优异,超过了基线模型和当前主流检测工具。与最先进的基线方法相比,在召回率和F1分数上分别提高了5.2%、2.62%。 (3)为使本文方法能投入实际应用,同时针对当前工具大多依赖网络的局限性,设计实现了一个智能合约漏洞检测的离线跨平台桌面应用。应用采用MVC设计模式,基于Qt框架和Python开发,前后端分离,结合SQLite、信号槽、Qprocess等技术实现本地数据存储和前后端通信。通过上述设计,实现了基于本文方法的智能合约漏洞离线检测应用的基础功能,实现了对用户隐私的保护。