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高效抗单点失效的区块链钱包保护方案

计算机应用研究 2021年第7期38卷 1947-1951页

作者：周健屈冉孙丽艳安徽财经大学管理科学与工程学院安徽蚌埠233030 北京邮电大学计算机学院北京100876

利用区块链钱包保存的私钥对交易进行签名是区块链上交易的唯一途径,钱包中存储的私钥一旦丢失或泄露将造成无法挽回的损失。目前主流的钱包管理方案都将钱包集中存储在单个位置或者依赖可信第三方的参与,无法抵抗单点失效。针对区块链... 详细信息

利用区块链钱包保存的私钥对交易进行签名是区块链上交易的唯一途径,钱包中存储的私钥一旦丢失或泄露将造成无法挽回的损失。目前主流的钱包管理方案都将钱包集中存储在单个位置或者依赖可信第三方的参与,无法抵抗单点失效。针对区块链的钱包安全问题,提出一个基于无可信中心门限椭圆曲线数字签名的区块链钱包保护方案。该方案在无可信中心参与的情况下由参与者合作生成公私钥和各自的私钥碎片,超过门限阈值的参与者合作才能对交易进行有效签名,可有效抵抗单点攻击,保障钱包安全。经过安全性分析,该方案满足抗伪造性、匿名性、鲁棒性、不可追溯性和不可撤销性。通过效率分析,该方案完成签名仅需常数轮,可在增加较少签名时间的情况下保障区块链钱包安全。

关键词：区块链钱包安全门限签名单点失效

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一种基于角色的虚拟机池单点失效处理方法

计算机应用与软件 2014年第9期31卷 13-15,134页

作者：罗涛吴恒宋云奎石颖张文博中国科学院软件研究所软件工程技术中心北京100190 中国科学院大学北京100190 中国空间技术研究院载人航天总体部北京100094

现有的虚拟机池化管理普遍采用的是master/slave模式,存在单点失效问题。针对此问题,设计并实现一种基于角色的虚拟机池单点失效处理方法。该方法采用角色划分和选取机制自动指定主备节点,并基于序列法解决了自动选取机制中存在多个mas... 详细信息

现有的虚拟机池化管理普遍采用的是master/slave模式,存在单点失效问题。针对此问题,设计并实现一种基于角色的虚拟机池单点失效处理方法。该方法采用角色划分和选取机制自动指定主备节点,并基于序列法解决了自动选取机制中存在多个master节点冲突问题。实验表明,该方法能够实现master节点对用户透明的失效恢复。

关键词：虚拟机池化管理单点失效高可用

基于MAS的CSCW平台单点失效及其服务备份机制研究

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基于MAS的CSCW平台单点失效及其服务备份机制研究

作者：彭成国防科学技术大学

学位级别：硕士

随着Internet的进一步发展,分布式应用的开发越来越受到人们的重视。新的分布计算技术——基于Agent技术的分布计算的出现给人们带来了新的发展。本文在应急中心系统框架结构基础上,研究了应急中心系统的角色划分、内部成员之间的协作... 详细信息

随着Internet的进一步发展,分布式应用的开发越来越受到人们的重视。新的分布计算技术——基于Agent技术的分布计算的出现给人们带来了新的发展。本文在应急中心系统框架结构基础上,研究了应急中心系统的角色划分、内部成员之间的协作支持结构模型、协作支持方案及其具体的协作支持手段。深入研究了基于MAS的应急中心系统结构中的服务备份机制及其路由算法,讨论了基于MAS的CSCW平台协作的方式,实现了基于agent技术的状态信息同步系统的构建。针对基于MAS的CSCW平台各agent之间在通信过程中采用中心转发模式易引发单点失效等问题,文章提出了基于中心转发模式的服务备份的方案,在此过程中,本文主要从三个方面着手进行研究:一是agent技术,着重研究了agent之间的通信实现、协作与协调机制以及agent的设计与实现;二是服务备份机制研究,着重研究了在设计agent过程中的角色细分、服务备份机制流程、功能框架,给出了服务备份协作机制的主要角色划分:ServiceBackup agent、HeartBeat agent、Cache agent、Update agent以及Monitor agent、LoadBalance agent等:三是负载均衡算法研究,分析了目前出现的一些负载均衡算法,根据MAS的构成特点,进行了基于MAS的CSCW平台的负载均衡算法的研究,给出了基于agent技术的水压模型负载均衡算法流程。

关键词：计算机支持的协同工作(CSCW) 中心转发模式多agent系统单点失效服务备份

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基于格的分层无证书代理签名方案

计算机应用 2023年第1期43卷 154-159页

作者：农强张棒棒欧阳玉豪闽南师范大学计算机学院福建漳州363000 数据科学与智能应用福建省高等学校重点实验室(闽南师范大学) 福建漳州363000

现有基于经典数论问题假设的无证书代理签名方案无法抵御量子计算机攻击,在应用于有大量用户的系统时会存在单点失效和不易扩展等局限。针对这些问题,提出一种基于格的分层无证书代理签名方案。首先,采用拒绝采样技术和无陷门技术提高... 详细信息

现有基于经典数论问题假设的无证书代理签名方案无法抵御量子计算机攻击,在应用于有大量用户的系统时会存在单点失效和不易扩展等局限。针对这些问题,提出一种基于格的分层无证书代理签名方案。首先,采用拒绝采样技术和无陷门技术提高密钥生成的计算效率;其次,不同层级的原始签名人和代理签名人通过交换随机选取的矩阵进行互认证,实现代理授权;最后,在随机预言机模型下的小整数解(SIS)困难问题假设下证明了该方案的安全性。相较于现有的代理签名方案,所提方案允许签名人来自不同层级且隶属于不同密钥生成中心(KGC)。性能评价实验结果表明,该方案的公钥尺寸是一个常数,代理签名和验证开销与层级无关,且代理密钥和签名尺寸非层级的线性量。因此,该方案可更好地满足大规模分布式异构网络对均衡负载的需求,是高效可行的。

关键词：分层无证书代理签名格单点失效拒绝采样无陷门

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涉密局域网的单点失效监测

计算机安全 2006年第6期 43-45页

作者：韩俊杰康乐刘胜利上海交通大学

涉密局域网具有很高的安全性要求,也采取了高级别的防护手段,但由于涉密局域网特有的性质,基于Internet设计常规防护手段有很多弱点和不完全适用性,单点失效是一个很大的安全隐患。该文介绍了涉密局域网单点失效监测的方法,构建了单点... 详细信息

涉密局域网具有很高的安全性要求,也采取了高级别的防护手段,但由于涉密局域网特有的性质,基于Internet设计常规防护手段有很多弱点和不完全适用性,单点失效是一个很大的安全隐患。该文介绍了涉密局域网单点失效监测的方法,构建了单点失效检测模块,在检测本机高权限用户恶意行为方面对传统入侵监测系统进行了改进和加强,取得了较好的试验效果。

关键词：涉密局域网单点失效入侵检测

民用飞机安全性分析中单点失效MTBF的算法

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中国民航大学学报 2016年第4期34卷 11-15页

作者：杨可赵长啸中国民航大学工程技术训练中心天津300300 中国民航大学适航审定研究中心天津300300

安全是民航工业的生命线。按照适航规章要求,任何妨碍飞机继续安全飞行与着陆的单点失效的出现是极不可能的。传统的参数,如平均故障间隔时间(MTBF),是用来计算部件失效概率的常用参数,但由于关键安全部件可能在平均故障间隔时间之前出... 详细信息

安全是民航工业的生命线。按照适航规章要求,任何妨碍飞机继续安全飞行与着陆的单点失效的出现是极不可能的。传统的参数,如平均故障间隔时间(MTBF),是用来计算部件失效概率的常用参数,但由于关键安全部件可能在平均故障间隔时间之前出现故障,因此,该参数的传统计算方法对于单点失效概率的分析并不适用。提出评价单点失效概率的分析方法,即基于所给出数据样本量的大小,提出了评价单点失效概率的计算公式。给出了两个案例来进一步验证所提方法的有效性。

关键词：单点失效 MTBF 概率安全性评估

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电动汽车高压电路单点失效防护研究

电动汽车高压电路单点失效防护研究

基于云计算与区块链技术的集群式ZC服务研究

2016中国汽车工程学会年会暨展览会

作者：赵家旺刘桂彬周荣河北工业大学中国汽车技术研究中心

介绍了电动汽车高压电路单点失效主要防护措施的防护原理和防护要求,分析了三种组合防护措施的防护机理和防护效果。综合考虑防护性能、工艺难度和成本等因素后,最终选定电位均衡、绝缘电阻和电容耦合的组合防护措施。

关键词：电动汽车高压电路单点失效防护研究

来源： cnki会议评论

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基于云计算与区块链技术的集群式ZC服务研究

作者：霍立港北京交通大学

学位级别：硕士

基于通信的列车运行控制系统(Communication Based on Trian Control System,CBTC)系统存在硬件利用率不高、维护困难等问题,难以满足未来高质量、低时延的控车需求。此外,信号系统中的安全计算平台受硬件限制而可扩展性较差,其中心化... 详细信息

基于通信的列车运行控制系统(Communication Based on Trian Control System,CBTC)系统存在硬件利用率不高、维护困难等问题,难以满足未来高质量、低时延的控车需求。此外,信号系统中的安全计算平台受硬件限制而可扩展性较差,其中心化的架构同样存在单点失效的风险。云计算因高效的资源利用率、灵活可扩展以及低能耗等优势,在城市轨道交通领域得到逐步推广,但现阶段CBTC系统迁移进云计算平台的方案都不成熟。因此,需要分析CBTC系统与云计算平台的特性,充分研究CBTC安全相关子系统迁移入云方案,促进云计算应用于城市轨道交通领域。本文通过分析CBTC系统中安全冗余结构与云计算的特点,以ZC系统为例,在融合区块链去中心化技术的基础上提出了基于云计算的集群式ZC服务系统的总体方案。根据区块链实现去中心化的底层原理,研究并设计专属的共识算法与智能合约。通过建立集群内节点信誉评价策略,避免集群内恶意节点对共识过程的影响。论文做了以下工作:(1)针对CBTC系统中的特点,分析CBTC系统尤其是ZC子系统中安全冗余架构可能存在的单点失效问题,提出ZC子系统去中心化的策略,根据云计算的架构与ZC子系统的功能特点,提出面向云计算的集群式ZC服务的整体方案;(2)设计面向云计算的集群式ZC服务系统的专属区块链系统。通过分析ZC系统的服务需求,设计系统专属区块结构,借鉴成熟共识算法的优点,在满足ZC服务需求的基础上设计专属共识算法—Po TH。此外,为了防范恶意节点在共识过程中作恶而导致的拜占庭失效问题,设计节点信任评估的机制与专属智能合约;(3)对集群式ZC结构进行安全与通信分析,分析云计算环境对集群式架构安全性与可靠性的影响,通过可靠性框图建立安全性和可靠性指标模型,并通过蒙特卡洛方法计算安全性与可靠性的具体数值,为了分析集群服务的时延与带宽情况,通过随机网络演算方法建立集群服务的响应时延模型,基于ARIMA模型对集群式ZC的带宽做出预测;(4)面向云计算的集群式ZC服务系统的整体性能验证。编写区块链程序,给出容器模式下最小系统的部署方法,针对信息安全,建立攻击树分析共识算法对抗信息风险的能力,验证区块大小、集群节点数量对共识算法吞吐量、共识时延、周期稳定性等方面的影响。实验结果表明,本文提出的集群式ZC安全性满足SIL4标准且可靠性高于传统ZC系统,在可用性方面,本文提出的Po TH共识算法平均时延为4.33ms,多次测试标准差为0.173ms,周期稳定,可以满足40辆列车在最大时延上限为100ms条件下的运行。

关键词： CBTC系统云计算区块链去中心化单点失效

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基于软件定义的ROS服务通信机制研究

基于软件定义的ROS服务通信机制研究

作者：李冰鉴浙江理工大学

学位级别：硕士

ROS（Robot Operating System,机器人操作系统）作为一款针对机器人软硬件开发所设计,基于GNU/Linux的开源分布式通信框架,其目标是将机器人软件通过协同的通信机制构建为松耦合的分布式功能网络,从而解决机器人软件在开发过程中代码与... 详细信息

ROS（Robot Operating System,机器人操作系统）作为一款针对机器人软硬件开发所设计,基于GNU/Linux的开源分布式通信框架,其目标是将机器人软件通过协同的通信机制构建为松耦合的分布式功能网络,从而解决机器人软件在开发过程中代码与模块无法复用的问题。其优异的表现使其成为机器人软件开发领域中的主流解决方案。然而,在其服务通信机制中却存在单点失效的问题。即当为任意抽象服务提供具体功能的唯一服务端失效后,该抽象服务不可使用。作为近年发展的新兴范式,软件定义旨在将具有差异的硬件抽象为通用的功能接口,开发者使用以上接口实现对硬件的可编程管控。相较于传统范式,可以在复用硬件功能的同时满足用户的不同需求。目前已诞生如软件定义网络等实际应用。该范式及其应用都对ROS服务通信机制中的单点失效问题提供了解决思路。故本文使用软件定义范式对ROS服务通信机制做出改进,设计出Rosie通信模型。其中主要工作如下:（1）为解决ROS服务通信机制中的单点失效问题,本文通过参考软件定义网络的主流协议Open Flow的设计,提出软件定义服务端的设计与实现。该机制不仅使用任意结构的服务表存储抽象服务特征及其所有服务端信息,在实现服务端虚拟化的同时允许由多个服务端为一个抽象服务提供功能支持,从而提高服务可用性。还允许通过修改服务表来控制服务端的状态,从而间接控制抽象服务的行为,实现服务端的可编程管理。（2）为增强服务的构建灵活性和模块化程度从而进一步提升服务的可用性,本文又提出软件定义服务的设计与实现。即将一个服务解构为若干个子服务的特定排列组合。若在已构建的系统中可以找到全部子服务,即可通过控制服务数据的转发路径构建等价于已失效服务的服务功能或创建全新的服务功能,从而实现服务本身的虚拟化和可编程管理。实验结果表明,在相同的条件下,以上两种服务通信机制的服务可用性相较于ROS服务通信机制都有较为明显的提升。并且软件定义服务还将计算负载分布化,降低了传统服务端单点超载的概率,增强了服务构建的灵活性与现有服务功能的复用度。最后本文还分析了软件定义服务转发路径的长度与转发路径中子服务所有的并行服务端的数量对软件定义服务可用性的影响。

关键词： ROS 软件定义服务通信单点失效分布化