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基于区块链的数据安全共享网络体系研究

更新时间：2019-12-24 02:54:54 大小：2M 上传用户：zhiyao6查看TA发布的资源 标签：区块链数据安全 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

针对能源互联网企业内部与外间的数据共享过程中,存在集中部署访问受限、标识不唯一、易被窃取或篡改隐患等问题,影响到数据作为资产进行统一安全共享的效率.为此,结合区块链的去中心化、自主对等、难以更改的技术特征,构建基于区块链的数据安全共享网络体系,主要包括去集中化数据统一命名技术及服务、授权数据分布式高效存储和支持自主对等的数据高效分发协议.其次,设计了开放式数据索引命名结构,含一级基础ODIN和多级扩展ODIN,且阐述了开放数据索引命名运行机制.再次,基于ODIN技术,设计了基于ODIN的去中心化DNS的域名协议模块,为数据间P2P安全可信共享奠定基础.最后,针对基于ODIN的去中心DNS的功能进行验证,为实现企业内部及企业间的数据安全共享构建了一种可信网络环境.


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基于区块链的数据安全共享网络体系研究.pdf 2M

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：
ＤＯＩ１０．７５４４ｉｓｓｎ１０００１２３９ ．２０１７ ．２０１６０９９１  
－
计 算 机 研 究 与 发 展  
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍ ｕｔｅｒＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏ ｍｅｎｔ  
?
（）： ，  
５４４ ７４２７４９ ２０１７  
－
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基于区块链的数据安全共享网络体系研究  
１
２
２
３
３
３
王继业  
高灵超  
董爱强  
１０００３１  
ꢀ
郭少勇  
陈
晖
魏
欣
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１
（
）
国家电网公司 北京  
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２
３
（
）
北京中电普华信息技术有限公司 北京  
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１００１９２  
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（
（
）
ꢀ
）
１００８７６  
ꢀ
网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学  
北京  
（
）
ｓ ｕｏ ｂｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ  
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＠
ＢｌｏｃｋＣｈａｉｎＢａｓｅｄＤａｔａＳｅｃｕｒｉｔ Ｓｈａｒｉｎ ＮｅｔｗｏｒｋＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＲｅｓｅａｒｃｈ  
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１
２
２
３
３
３
，
Ｗａｎ Ｊｉｅ ＧａｏＬｉｎｃｈａｏ Ｄｏｎ Ａｉｉａｎ  
ｇ ｙ  
，
，
，
，
ＣｈｅｎＨｕｉ ａｎｄ ＷｅｉＸｉｎ  
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ＧｕｏＳｈａｏｏｎ  
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１
２
３
（
，
）
ＳｔａｔｅＧｒｉｄＣｏｒｏｒａｔｉｏｎｏ Ｃｈｉｎａ Ｂｅｉｉｎ １０００３１  
ꢀ
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ｐ
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（ ，  
Ｂｅｉｉｎ ＣｈｉｎａＰｏｗｅｒＩｎ ｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏ Ｃｏ．Ｌｔｄ． Ｂｅｉｉｎ １００１９２  
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－
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（
（
），  
ＳｔａｔｅＫｅ Ｌａｂｏｒａｔｏｒ ｏ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎ ａｎｄＳｗｉｔｃｈｉｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ  
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ｇ
Ｂｅｉｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ ｏ ＰｏｓｔｓａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  
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ｇ
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ꢀ
）
Ｂｅｉｉｎ １００８７６  
ｊ ｇ  
，
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｆｏｒｔｈｅ ｒｏｃｅｓｓｏｆｉｎｔｅｒｎａｌａｎｄｅｘｔｅｒｎａｌｄａｔａｓｈａｒｉｎ ｉｎｅｎｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔｅｎｔｅｒｒｉｓｅｓ ｔｈｅｒｅ  
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，
，
ａｒｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ｄｅｌｏ ｍｅｎｔ ｎｏｎｕｎｉｕｅｎｅｓｓｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄｔｈｅｆｔｏｒｔａｍ ｅｒｉｎ ｔｏ ａｆｆｅｃｔｔｈｅ  
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，
ｅｆｆｉｃｉｅｎｃ ｏｆｄａｔａａｓｓｅｔｓｈａｒｉｎ ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｅｒｔｏ ｅｅｒａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔ  
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，
ｔｏｃｈａｎｅ ｗｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｄａｔａｓｅｃｕｒｉｔ ｓｈａｒｉｎ ｎｅｔｗｏｒｋａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｂａｓｅｏｎｂｌｏｃｋｃｈａｉｎｔｏｓｕ ｏｒｔ  
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ｅｘｃｈａｎｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｏｒｉｎｔｅｒｎａｌａｎｄｉｎｔｅｒｅｎｔｅｒｒｉｓｅ．Ｉｔｉｓｔｏａｃｈｉｅｖｅａｔｒｕｓｔｅｄｎｅｔｗｏｒｋｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ  
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，
ｗｉｔｈｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｓｔｏｒａｅ．Ｆｉｒｓｔｌ ｗｅ ｒｏｏｓｅａｂｌｏｃｋｃｈａｉｎｂａｓｅｄｄａｔａｓｅｃｕｒｉｔ ｓｈａｒｉｎ ｎｅｔｗｏｒｋ  
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，
ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｉｎｃｌｕｄｉｎ ｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ｄａｔａ ｕｎｉｆｉｅｄ ｎａｍｉｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏ  
ｇｙ  
，
ａｕｔｈｏｒｉｚｅｄ ｄａｔａ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  
ｇ
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ｇ
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，
ｙ
（
）
ｓｔｏｒａｅａｎｄｄａｔａｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｒｏｔｏｃｏｌ．Ｓｅｃｏｎｄｌ ａｎｏｅｎｄａｔａｉｎｄｅｘｎａｍｉｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ＯＤＩＮ ｉｓ  
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，
ｄｅｓｉｎｅｄ ｉｎｃｌｕｄｉｎ ｓｉｎｌｅｌｅｖｅｌ ｂａｓｉｃ ＯＤＩＮ ａｎｄ ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｅｘｔｅｎｄｅｄ ＯＤＩＮ． Ａｎｄ ｔｈｅｎ ＯＤＩＮ  
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，
ｙ
（
）
ｏｅｒａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈｉｒｄｌ ｗｅｄｅｓｉｎｔｈｅｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄＤＮＳ ｄｏｍａｉｎｎａｍｅｓｅｖｅｒ  
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ꢀ
ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅ ｗｉｔｈ ＯＤＩＮ．Ｔｈｅｎｔｈｅ ａｒｔｏｆｓｓｔｅｍ ｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓｒｅａｌｉｚｅｄ．Ａｎｄ ｗｅａｎａｌｚｅｉｔｓ  
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ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．  
ｐ
；
；
；
ｙ
；
ｇ
（
）
Ｋｅ ｗｏｒｄｓ ｅｎｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｂｌｏｃｋｃｈａｉｎ ｓｅｃｕｒｉｔ ｓｈａｒｉｎ ｏｅｎｄａｔａｉｎｄｅｘｎａｍｉｎ ＯＤＩＮ  
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ꢀ
，
、
、
针对能源互联网企业内部与外间的数据共享过程中 存在集中部署访问受限 标识不唯一 易被  
摘
要
ꢀ
ꢀ
，
，
、
窃取或篡改隐患等问题 影响到数据作为资产进行统一安全共享的效率 为此 结合区块链的去中心化  
．
、
，
，
自主对等 难以更改的技术特征 构建基于区块链的数据安全共享网络体系 主要包括去集中化数据统  
、
，
一命名技术及服务 授权数据分布式高效存储和支持自主对等的数据高效分发协议 其次 设计了开放  
．
，
式数据索引命名结构 含一级基础  
，
和多级扩展  
且阐述了开放数据索引命名运行机制 再  
．
ＯＤＩＮ  
ＯＤＩＮ  
，
次 基于  
，
技术 设计了基于  
，
的域名协议模块 为数据间  
的去中心化  
安全可信共  
ＯＤＩＮ  
ＯＤＩＮ  
ＤＮＳ  
Ｐ２Ｐ  
：
；
：
－
２０１７ ０１ ２３  
收稿日期  
修回日期  
－ －  
２０１６ １２ ２０  
－
ꢀ
：
基金项目 国家科技支撑计划基金项目  
（
）；  
（
）；  
中央高校基本科研业务费专项资金项目  
国家电网公司科技项目  
２０１５ＢＡＧ１０Ｂ００  
５２１１ＤＳ１７００２Ｄ  
ꢀ
（ ），  
Ｔｈｉｓｗｏｒｋｗａｓｓｕ ｏｒｔｅｄｂ ｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＫｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏ ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏ ｍｅｎｔＰｒｏｒａｍｏｆＣｈｉｎａ ２０１５ＢＡＧ１０Ｂ００ ｔｈｅ  
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（ ），  
ＳｔａｔｅＧｒｉｄＣｏｒｏｒａｔｉｏｎｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏ Ｐｒｏｅｃｔ ５２１１ＤＳ１７００２Ｄ ａｎｄｔｈｅＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈＦｕｎｄｓｆｏｒｔｈｅＣｅｎｔｒａｌ  
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Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ．  
：
通信作者 高灵超  
（
）
ａｏｌｉｎｃｈａｏ ｓｉｔ ．ｓｃｃ．ｃｏｍ．ｃｎ  
＠ ｇ ｇ ｇ  
ꢀ
ｇ
ｇ
：
王继业等 基于区块链的数据安全共享网络体系研究  
７４３  
，
享奠定基础 最后 针对基于  
．
，
的功能进行验证 为实现企业内部及企业间的数据安  
的去中心  
ＯＤＩＮ  
ＤＮＳ  
全共享构建了一种可信网络环境  
．
；
；
；
；
能源互联网 区块链 安全 共享 开放式数据索引命名技术  
关键词  
ꢀ
中图法分类号  
ＴＰ３９１  
ꢀ
“
”
，
、
络 系统与业务间的去中心化的数据安全共享的问  
能源互联网 是以电力系统为核心 以互联网  
ꢀꢀ  
，
及其他前沿信息技术为基础 以分布式可再生能源  
，
，
题 满足能源互联网的需求 成为了当前急需解决的  
［ ］  
７９  
－
，
、
为主要一次能源 与天然气网络 交通网络等其他系  
问题  
．
统深入结合而形成的新的能源利用体系 能源互联  
．
，
，
因此 本文结合区块链的特征 构建一种基于区  
、
、
网应提供一种在供需双方之间建立快速 可信 自动  
，
块链的数据安全共享网络体系 主要包括去集中化  
，
的能源交易模式 帮助供需双方高效建立和完成交  
、
数据统一命名技术 授权数据分布式存储与高效分  
［
］
１２  
－
，
但现有能源互联网解决方案中 大多利用中  
易
．
，
发协议等内容 以实现去中心化域名解析 本文提出  
．
，
心化的管理控制机构完成 但能源互联网体系庞大  
．
，
，
开放式命名索引技术 并将其应用于区块链中 解决  
，
中心化管理机构任务繁重 某些情况下去中心化具  
，
数据作为资产的安全统一标识的问题 并在此基础  
，
有更高的效率 如家庭光伏电站的剩余电量提供给  
上构建了基于区块链的去中心化的  
域名服务  
ＤＮＳ  
，
某邻居家电器使用 在双方可信的基础上可以直接  
，
解析机制 解决了集中式的  
受控可信的问题  
ＤＮＳ  
．
，
完成交易 从而具有更高的效率 需要为构建一种可  
．
，
信的对等数据共享平台 支撑能源互联网的高效快  
基于区块链的数据安全共享网络体系  
１
ꢀ
［
］
２３  
－
速交易  
．
而区块链作为一种构建去中心化的分布式存储  
本节构建了一种基于区块链的数据安全共享网  
，
的对等可信数据网络的技术 是以比特币为代表的  
，
络体系 如图 所示 该体系依托于现有的互联网架  
１
．
，
、
数字加密货币体系的核心支撑技术 为构建可信 点  
，
，
构 承载联盟链或私有链 将数据作为资产进行统一  
对点数据安全共享提供技术基础 区块链技术具有  
．
，
，
标识 利用区块链将数据进行分布式存储 通过设计  
、
、
、
（
）、  
高度透明 去中心化 去信任 集体维护 不可更改  
，
高效分发协议 实现数据在提供者与消费者间自主  
，
、
、
匿名等性质 能够通过运用数据加密 时间戳 分布  
（
对等的信息中心网络  
ｅｅｒｔｏ ｅｅｒｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｅｎｔｒｉｃ  
ｐ ꢀ ꢀｐ ꢀ  
ꢀ
，
式共识和经济激励等手段 在节点无需互相信任的  
， ）  
ｎｅｔｗｏｒｋ Ｐ２ＰＩＣＮ ．  
：
具体内容如下  
分布式系统中实现基于去中心化信用的点对点数据  
）
１
去集中化数据统一命名技术及服务  
、
，
共享 协调与协作 为 解 决中 心化机构普遍存在的  
（
）
结合企业数据的规范和统一资源标识符  
、
高成本 低效率和数据存储不安全等问题提供了解  
［］  
３
ＵＲＩ  
（
ｓｈａｒｅｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｄａｔａ  
，
规范 基于共享信息模型  
决途径  
区块链仅提供了一种安全可信的共识交  
．
ꢀ
ꢀ
?
，
易的基础平台 仍缺乏适应于能源互联网中多业务  
，
ｍｏｄｅｌ ＳＩＤ  
）
，
建 模 提出开 放 式数 据 索 引 命 名 技 术  
［
］
４６  
－
，
在能源互联网中 如何  
形态的数据共享的技术  
（
，
ｏｅｎｄａｔａｉｎｄｅｘｎａｍｉｎ ＯＤＩＮ  
ｐ ꢀ ｇ  
），  
为网络环境下自  
．
ꢀ
ꢀ
、
、
，
融合区块链与物联网 信息系统 业务形态 解决网  
主命名标识和交换数据内容索引提供一种开放性系  
Ｆｉ ．１ Ｂｌｏｃｋｃｈａｉｎｂａｓｅｄｄａｔａｓｅｃｕｒｉｔ ｓｈａｒｉｎ ｎｅｔｗｏｒｋａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ  
ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ  
ｇ
ｙ
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ｇ
ꢀ
ꢀ
图
基于区块链的数据安全共享网络体系  
１
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