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基于智能合约非同质化代币的去中心化匿名身份认证模型

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计算机工程 2022年

作者：黄金荣刘百祥张亮张展鹏复旦大学计算机科学技术学院上海市区块链工程技术研究中心

在传统的互联网环境下，服务商的用户系统相互独立。为了使用各种场景下的应用服务，人们不得不注册大量的账号，面临着不可控的信息泄露风险和繁杂信息更新流程。为了打破这种数字身份之间相互隔离的局面，让用户掌控自己的数字身份，...

在传统的互联网环境下，服务商的用户系统相互独立。为了使用各种场景下的应用服务，人们不得不注册大量的账号，面临着不可控的信息泄露风险和繁杂信息更新流程。为了打破这种数字身份之间相互隔离的局面，让用户掌控自己的数字身份，许多去中心化身份（DID）认证机制被提出，然而现有的DID方案给用户带来了密钥管理的负担，而且这些方案都假设已经存在由一组凭证发行者组成的生态系统，这并不能与现有的互联网生态兼容。为此，提出一种基于智能合约和非同质化代币的数字身份认证方案，方案阐述了数字身份和数字账户的概念，说明了两者的区别和它们的关联；使用分层确定性钱包技术生成并管理用户的数字身份和数字账户的密钥；方案充分兼容了现有互联网服务商的用户系统和认证机制，将数字账户以非同质化代币的形式保存在区块链上，通过零知识的手段隐藏了用户账户的真实信息；将单点登录（SSO）中的认证方由可信的第三方替换为区块链上的智能合约，实现了类似SSO的“一次认证，处处登录”机制。在以太坊测试链上对该方案进行实验证明了，该方案能够有效实现去中心化场景下的单点登录功能，且具有良好的可用性、匿名性和安全性。

关键词：

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基于去中心化身份的开放区块链预言机方案

计算机研究与发展 2023年第11期60卷 2489-2503页

作者：张展鹏李可欣阚海斌复旦大学计算机科学技术学院上海200433 上海市区块链工程技术研究中心(复旦大学) 上海200433 上海市智能信息处理重点实验室(复旦大学) 上海200433

区块链预言机将外界数据写入区块链,是区块链获取外界数据的一般方法.调研区块链预言机研究与实践,归纳目的数据确定性和数据聚合方法之间的关系,将区块链预言机分成强投票协议与弱投票协议2种区块链预言机.区块链预言机项目越来越开放... 详细信息

区块链预言机将外界数据写入区块链,是区块链获取外界数据的一般方法.调研区块链预言机研究与实践,归纳目的数据确定性和数据聚合方法之间的关系,将区块链预言机分成强投票协议与弱投票协议2种区块链预言机.区块链预言机项目越来越开放,开放区块链预言机是可拓展的,应用基于椭圆曲线群的分布式密钥生成算法,实现在链下聚合多点数据,在链上验证聚合结果,节省智能合约开销,适合大型分布式区块链预言机.为解决海外研究中一般依赖虚拟货币抵押对节点身份授信的方法难以应用于国内的问题,应用非同质化通证映射节点身份,支持区块链预言机服务所有者治理节点身份,与全局公钥更新过程结合,使节点加入状态可跟踪.相比同类研究,更贴近分布式系统范型.

关键词：区块链预言机分布式系统门限签名秘密分享非同质化通证

mHealth中细粒度策略隐藏和可追踪去中心访问控制方案

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计算机研究与发展 2023年

作者：王静怡阚海斌复旦大学义乌研究院复旦大学计算机科学技术学院上海市区块链工程技术研究中心

基于属性基加密的访问控制协议在个人健康档案共享中发挥着越来越重要的作用.但传统的基于密文策略属性加密的访问控制方案存在着些许问题.首先，中心化的属性授权机构的抗风险能力低.其次，随密文发送未隐藏的访问策略可能会泄露患者... 详细信息

基于属性基加密的访问控制协议在个人健康档案共享中发挥着越来越重要的作用.但传统的基于密文策略属性加密的访问控制方案存在着些许问题.首先，中心化的属性授权机构的抗风险能力低.其次，随密文发送未隐藏的访问策略可能会泄露患者的隐私.此外，传统方案难以追踪恶意泄露密钥的用户.为解决上述问题，提出一种适用于mHealth中细粒度策略隐藏和可追踪去中心访问控制方案.实现了去中心化的属性授权机构.属性由属性名称和属性值2部分构成，在加密阶段属性值隐藏在密文中，只对外公开通用的属性名称.当密钥遭到恶意泄漏时，监管机构利用身份映射表可以追踪到恶意的用户.经过实验模拟和对比分析，所提方案在安全性方面和性能上适用于实际的mHealth环境.

关键词：属性加密区块链访问控制策略隐藏可追踪性去中心化

mHealth中细粒度策略隐藏和可追踪去中心访问控制方案

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计算机研究与发展 2024年第6期61卷 1525-1535页

作者：王静怡阚海斌复旦大学计算机科学技术学院上海200433 上海市区块链工程技术研究中心上海200433 复旦大学义乌研究院浙江义乌322099

基于属性基加密的访问控制协议在个人健康档案共享中发挥着越来越重要的作用.但传统的基于密文策略属性基加密的访问控制方案存在着些许问题.首先,中心化的属性授权机构的抗风险能力低.其次,随密文发送未隐藏的访问策略可能会泄露患者... 详细信息

基于属性基加密的访问控制协议在个人健康档案共享中发挥着越来越重要的作用.但传统的基于密文策略属性基加密的访问控制方案存在着些许问题.首先,中心化的属性授权机构的抗风险能力低.其次,随密文发送未隐藏的访问策略可能会泄露患者的隐私.此外,传统方案难以追踪恶意泄露密钥的用户.为解决上述问题,提出一种适用于mHealth中细粒度策略隐藏和可追踪去中心访问控制方案.实现了去中心化的属性授权机构.属性由属性名称和属性值2部分构成,在加密阶段属性值隐藏在密文中,只对外公开通用的属性名称.当密钥遭到恶意泄露时,监管机构利用身份映射表可以追踪到恶意的用户.经过实验模拟和对比分析,所提方案在安全性方面和性能上适用于实际的mHealth环境.

关键词：属性基加密(ABE) 区块链访问控制策略隐藏可追踪性去中心化

区块链群智感知中基于隐私数据真值估计的激励机制

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计算机研究与发展 2022年第10期59卷 2212-2232页

作者：应臣浩夏福源李颉斯雪明骆源上海交通大学计算机科学与工程系上海200240 上海交通大学区块链研究中心上海200240 无锡市区块链高等研究中心江苏无锡214000

在基于区块链的群智感知系统中构建数据真值估计机制和用户激励机制受到了越来越多的关注.与传统的群智感知系统依赖一个集中平台来承载数据感知任务不同,该系统利用区块链分布式结构和操作透明不可抵赖的特性,使其具有更好的安全性和... 详细信息

在基于区块链的群智感知系统中构建数据真值估计机制和用户激励机制受到了越来越多的关注.与传统的群智感知系统依赖一个集中平台来承载数据感知任务不同,该系统利用区块链分布式结构和操作透明不可抵赖的特性,使其具有更好的安全性和交互性.但是目前的研究总是独立分离设计数据真值估计机制和参与者激励机制,这导致2类机制在实际应用时往往具有局限性.针对这一问题,在综合考虑了数据真值估计精确度与用户激励后,提出了一类基于隐私保护数据真值估计的用户激励机制.该机制由2个模块组成,具有隐私保护的数据真值估计模块PATD和具有隐私保护的用户激励模块PFPI,这2个模块都是通过利用同态加密机制CKKS来构建的.由于数据采集设备精确度不够等原因,用户收集的数据往往具有噪声,因此PATD对用户提交的含有噪声的数据的加密结果进行计算,并将解密后的计算结果作为相应数据真值的估计.因为所用的数据均是加密的,所以可以保护用户数据隐私,同时,该机制还可以保证解密后的估计值具有较高的估计精度.此外,作为一种激励机制,PFPI满足真实性、个体合理性且具有较高的社会福利,同时利用CKKS保证用户在竞标过程中的竞价隐私安全.最后,进行了大量实验来验证所提的基于隐私保护数据真值估计的用户激励机制的各种特性.实验结果表明,该机制与最新方法相比具有更好的性能.

关键词：区块链群智感知隐私保护数据收集真值估计激励机制

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基于概率密度函数的织物染色侵入动力学分析

纺织学报 2023年第10期44卷 90-97页

作者：姜绍华梁帅童裴刘军张红娟王际平上海工程技术大学纺织服装学院上海201620 上海市纺织化学清洁生产工程技术研究中心上海201620

为预测染色过程中初始阶段染液侵入织物的流体流动和化学反应过程,以棉织物染色过程为例,建立了包含界面效应的纤维密度函数和哈根-泊肃叶方程,构建了织物润湿阶段的染色动力学和传质模型,模拟了染液侵入织物的染色过程,并通过实验进行... 详细信息

为预测染色过程中初始阶段染液侵入织物的流体流动和化学反应过程,以棉织物染色过程为例,建立了包含界面效应的纤维密度函数和哈根-泊肃叶方程,构建了织物润湿阶段的染色动力学和传质模型,模拟了染液侵入织物的染色过程,并通过实验进行了模型验证。结果表明:染液在织物中的流动主要是表面张力的作用,在重力的影响下,染液在织物中的流速随着上升高度逐渐减小,表面张力增大,织物内染液流速也会随之增大;纤维体积分数的增大会导致织物的毛细流动更快地达到平衡状态,从而使染液的扩散时间变短,织物染液浓度降低;染液与纤维之间接触角的变化会影响纤维的润湿性,接触角越大,织物的疏水性越好,染液越难以附着在织物表面,导致织物内染液浓度降低;流体的黏度越大,织物内染液流速越小,染液扩散速率越低。

关键词：染色染料浓度概率密度函数毛细流动织物结构染色动力学

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一种去中心化的隐私保护匿名问卷方案

计算机工程 2021年第6期47卷 123-131页

作者：王元庆刘百祥复旦大学计算机科学技术学院上海市智能信息处理重点实验室上海200433 上海市区块链工程技术研究中心复旦-众安区块链与信息安全联合实验室上海200433

针对传统匿名问卷系统不能抵抗合谋攻击及公布数据时无法保护用户隐私的问题,提出一种新的隐私保护匿名问卷方案。引入少数合谋的问卷工作节点集群,利用门限签名技术为用户进行注册,并以门限签名为问卷生成用户列表,从而抵抗合谋攻击,... 详细信息

针对传统匿名问卷系统不能抵抗合谋攻击及公布数据时无法保护用户隐私的问题,提出一种新的隐私保护匿名问卷方案。引入少数合谋的问卷工作节点集群,利用门限签名技术为用户进行注册,并以门限签名为问卷生成用户列表,从而抵抗合谋攻击,同时将用户回应进行同态加密上传至公开防篡改平台抵抗数据抵赖,采用差分隐私技术并借助安全多方计算技术输出隐私保护的问卷归总结果。在此基础上,将问卷过程融入零知识证明技术,保证密文的健壮性及方案的正确性。性能分析结果表明,该方案的安全模型满足匿名性、验证性、机密性及隐私保护性,与ANONIZE、Prio等方案相比,在合谋攻击抵抗、隐私保护方面更有优势,且在时间和存储开销上符合实际应用需求。

关键词：匿名问卷系统差分隐私门限签名零知识证明安全多方计算同态加密

咸潮影响下长江口水源地布局优化及白茆沙水库可行性

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水资源保护 2023年

作者：季永兴李路高晨晨上海市水务局防汛减灾工程技术研究中心上海滩涂海岸工程技术研究中心上海市水利工程设计研究院有限公司

咸潮入侵对世界各国沿海城市生产生活用水造成很大困难。在经历多次严重的咸潮入侵影响后，为提升远期上海原水水量水质供应能力和应对突发咸潮入侵、突发水污染风险，支撑社会经济高质量发展，在分析长江口水源现状和咸水入侵形势基础... 详细信息

咸潮入侵对世界各国沿海城市生产生活用水造成很大困难。在经历多次严重的咸潮入侵影响后，为提升远期上海原水水量水质供应能力和应对突发咸潮入侵、突发水污染风险，支撑社会经济高质量发展，在分析长江口水源现状和咸水入侵形势基础上，论证了长江口水源地优化布局的必要性，结合咸水入侵监测数据及反演成果提出了实施性较强的白茆沙新建水库方案及原水系统优化调度方案，并分析了白茆沙水库建设对河势变化、行洪、通航、渔业资源及生态环境等方面的影响。结果表明：1）鉴于境外开发新水源、上移取水口线路长、工程复杂、投资巨大、生态环境影响及补偿协调等难度极大，实施性较强的方案是对上海境内的长江口水源地进行优化布局，且最可行的是在白茆沙新建水库，既扩大了供水规模又上移了取水口；2）拟建的白茆沙水库位于白茆沙整治工程内侧，既可确保围堤安全稳定，也不影响行洪、通航，对河势变化、渔业资源及生态环境影响也很微小；3）布置于水库南侧微弯水道的取水口，既可避免淤积对取水口影响，也可避免北支咸潮倒灌影响；4）上岸后的输水管与崇明原水复线共建，增强了崇明原水的供水安全，也与既有长江口和黄浦江水源地的原水系统互联互通，可真正实现上海原水系统“双源供水、一网调度”目标。

关键词：咸潮入侵供水工程原水系统水源地白茆沙长江口

基于区块链和属性基密码的匿名数据共享访问控制方案

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计算机工程 2022年

作者：王静怡刘百祥方宁彭凌祺复旦大学计算机科学技术学院上海华虹计通智能系统股份有限公司上海市区块链工程技术研究中心复旦大学义乌研究院

如何最大程度的保护用户的隐私信息和数据安全一直是信息时代的重要需求之一。在隐私保护方面，基于身份的公钥密码体制解决了传统公钥基础设施体制的密钥管理问题，但是会泄漏签名者的身份信息；在数据访问控制方面，传统的基于属性的... 详细信息

如何最大程度的保护用户的隐私信息和数据安全一直是信息时代的重要需求之一。在隐私保护方面，基于身份的公钥密码体制解决了传统公钥基础设施体制的密钥管理问题，但是会泄漏签名者的身份信息；在数据访问控制方面，传统的基于属性的访问控制实现了主体的动态扩展和对客体的细粒度访问，但却存在着中心化的授权机构。为了解决上述问题，本文将去中心化属性密码与区块链相结合，提出一种基于区块链和去中心化属性密码的匿名数据共享访问控制方案。利用属性签名天然的匿名性，本方案在存储数据之前无需知道用户具体的身份信息即可验证数据来源的可靠性，并利用属性加密实现了细粒度的访问控制，即只有满足访问策略的用户才能解密存储的数据。此外，本文采用的分布式属性密码学，属性授权机构由用户合作构建，当且仅当超过指定阈值的机构用户同意后，才可以进行机构的创建和密钥的分发。本方案能够抵抗合谋攻击和重放攻击，并支持上传，更改，读取数据操作。经过实验仿真，在并发请求为1000-5000，属性数目为10-30等条件下，系统的总响应时间不超过120 ms，最大吞吐量可达62tps，可以满足实际环境需求。

关键词：区块链属性密码学访问控制身份认证去中心化