科学在中国

音量。三

简介

区块链技术最早由中本聪在2008年提出，是支撑和实现比特币的关键技术。区块链是按时间顺序排列的数据块的时间组合。它是区块链的链式数据结构，保证了分布式账本不能被篡改或通过密码术伪造。区块链技术是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术的新应用模式。它具有去中心化、开放性、防篡改性、匿名性和可追溯性的特点。得益于这些优势，区块链技术已经成为金融、电子政务、物联网、公共服务、食品药品监管等领域的重要组成部分。近年来。追溯供应链金融领域的研究热点，被认为是引领全球新一轮科技和产业变革。

随着区块链技术的发展和广泛应用，区块链的安全和隐私问题逐渐暴露出来，必须引起足够的重视。与传统的集中式结构相比，区块链技术不依赖于特定系统的中心节点，系统中的每个区块链节点独立存储和处理数据，有效避免了单点故障的问题。然而，为了实现公开核查，区块链的所有交易记录(数据)都必须公开。，会导致隐私泄露。当区块内的交易信息为敏感信息，如个人健康记录、银行账户信息或军事相关数据时，会对人身安全和地区安全造成严重威胁。因此，在区块链技术真正从理论应用到现实之前，必须解决数据安全和隐私问题。根据上述目标，《科学中国》组织出版了《特别关注与隐私in-based》(2020年第63卷第3期)。和隐私专刊)，致力于介绍区块链的最新进展，涵盖该领域的广泛话题。本课题共包括5篇论文:

群组数据共享方案可以实现多个用户之间的高效数据共享。然而，现有方案仅支持属于同一组织/机构的用户之间的数据共享。黄等人的论文《基于分组与和》讨论了如何实现不同分组用户之间的数据共享，并提出了一种基于的不同分组用户之间的数据共享方案。该方案支持匿名性和可追踪性。任何用户都可以轻松验证共享数据的有效性，而无需与第三方审计员进行交互。

而强大且可扩展的群组管理基础设施在需要部署高密度设备的应用中发挥着重要作用，众包模式是实现群组管理的有效方式。林等人的论文SecBCS:a security and privacy system》指出，目前广泛使用的众包模式存在敏感信息泄露、单点故障、判决不公等安全隐患。区块链技术。然而区块链众包，现有的基于区块链技术的众包系统并没有考虑系统的安全性。据此，本文研究了基于区块链技术的众包系统中的安全和隐私问题，并提出了具体的解决方案SecBCS。最后，本文实现了基于JUICE的解决方案。

在比特币网络中，简化支付验证协议(SPV)允许轻量级设备参与，而无需下载并存储比特币系统中的所有块。SPV节点通过比特币钱包软件兑换比特币。所以比特币钱包的安全性对于SPV节点来说非常重要。安全用户认证协议可以有效解决SPV节点的安全缺陷。最近，Park等人提出了一种用于移动设备密钥交换协议的两方可验证口令，并声称他们的方案可以抵抗各种攻击，并且可以有效部署。周等人的论文《比特币SPV节点隐私的两个因素》。对Park等人的协议进行安全性分析。发现他们的协议存在伪造攻击和智etho能卡盗窃攻击，不能保护用户隐私。基于此，本文提出了一种高效安全的移动设备SPV节点用户认证协议。该协议可以解决Park等人协议的安全问题。最后，通过对所提协议的性能分析，指出该协议适用于比特币网络中的SPV节点。

比特币的核心技术是区块链协议。为了保证协议的安全性，有必要在存在网络延迟的异步网络中分析其安全性。研究了长时延攻击对协议的影响。影响，但他们的证明需要假设所有矿工都是诚实的。袁等人的论文《长延时对抗静态矿工》使用了一个更强大的模型区块链众包，改进了魏等人的结果，允许攻击者进行长延时攻击，并与部分矿工勾结。提出了一种新的分析收敛事件的方法，并证明了在所提出的强模型下，该方法的链增长、公共前缀和链质量属性在合理的参数下仍然有效。

倪等人的论文《非平面模型中的比特币》。在非平面模型中分析比特币的骨干协议。作者重新思考并定义了计算谜题答案的模型，使其可以用来表示现实世界协议的实现。在新的模型中，每个参与者都有不同的计算能力，对谜题的答案进行有序独立的计算。在分析比特币骨干协议的安全性方面，本文取得了较好的效果。除了大多数参与者是诚实的之外，不需要额外的假设。文章最后指出，在该模型中，可以基于比特币骨干协议建立一个安全、健壮的公共交易账本。

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