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基于一次变色龙哈希函数的可编辑区块链研究

基于一次变色龙哈希函数的可编辑区块链研究

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作者：乔译萱湖北民族大学

学位级别：硕士

在大数据时代背景下,交通数据随着城市化快速发展呈现指数级增长趋势,因交通事故导致人员伤亡数量逐年上升,人为因素是导致事故最主要、最复杂的因素,因此如何正确管理驾驶人是交通安全领域需要深入研究的重要课题,而信用是评估和管理... 详细信息

在大数据时代背景下,交通数据随着城市化快速发展呈现指数级增长趋势,因交通事故导致人员伤亡数量逐年上升,人为因素是导致事故最主要、最复杂的因素,因此如何正确管理驾驶人是交通安全领域需要深入研究的重要课题,而信用是评估和管理驾驶人的重要标准。传统驾驶人信用管理系统采用中心化数据存储方案,无法进行信用存证及溯源,而区块链技术的去中心化和不可篡改的特性能够解决数据存储和溯源问题。然而在区块链技术实际应用中,存在恶意数据永久存在于区块链上,迫切需要安全可控的技术手段对恶意数据进行修改,而区块链极难篡改的原因在于区块之间的哈希链路,因此利用变色龙哈希函数构造可编辑区块链能够解决链上数据无法修改问题,但未限制修改次数则导致恶意用户能够无限次修改链上数据。基于上述问题,本文提出一种基于一次变色龙哈希函数的可编辑区块链技术并进行应用研究,具体工作如下:⑴针对构建具有高随机性的哈希算法,提出一种基于纠错码的哈希算法(Highly random hash function,HRHF),选用纠错能力更强的线性分组码与SM3算法的Merkle-Damg?rd迭代结构结合,构造生成哈希值具有更强随机性的哈希函数。实验结果表明该算法具有理想雪崩效应特性,攻击者更难逆推出明文消息,具备更高算法安全性。⑵针对变色龙哈希函数未限制碰撞次数的问题,提出一种基于椭圆曲线离散对数困难性假设(Elliptic curve discrete logarithm problem,ECDLP)的一次变色龙哈希函数(Permission Limit Chameleon Hash Function,PLCH)构造方案,如果掌握陷门信息,只可找到一次相同输入数据的哈希碰撞,如果不掌握陷门信息,则变色龙哈希函数与传统的哈希函数一样具有抗碰撞性,并利用随机预言模型证明该变色龙哈希函数具备安全性。实验结果表明该算法的运算效率有所提高,能够给有编辑权限和高效率需求的应用场景提供参考。⑶从驾驶人信用存证的实际需求出发,提出了一种基于可编辑区块链的驾驶人信用存证方案。首先,搭建开源的JD Chain京东链,并将HRHF算法、PLCH算法写入JD Chain底层框架中;其次,前端使用HTML、CSS、VUE实现可视化,搭建驾驶人存证系统客户端,使交管局通过客户端可正确管理驾驶员信用及相关个人信息,并且拥有仅一次编辑已上链的驾驶人数据权限,同时驾驶人也可以查看自己的相关信息,实现驾驶人信用数据共享过程中的安全性、可控性。

关键词：可编辑区块链变色龙哈希函数椭圆曲线离散对数哈希函数信用存证

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