基于区块链云平台的可信数据共享系统的设计与实现

作     者：吴金珠 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：向艳萍

授予年度：2023年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 

主      题：区块链 数据共享 信任管理模型 隐私保护 

摘      要：随着社会信息化程度快速提升,“数据化生存正在逐渐成为人类社会运行的新常态,大规模的数据资源已经渗透到每一个行业职能领域,成为重要的生产要素。统筹数据资源开放共享,推动数据资源跨行业互联互通,能够有效激活数据要素潜能,充分发挥数据价值。然而,数据资源开放共享面临的安全威胁层出不穷,存在着诸如各参与方无法长期信任、多方共识效率低、共享数据容易泄露、共享数据容易被黑客攻击伪造篡改等问题。针对上述问题,本文提出基于区块链云平台的可信数据共享解决方案。为了解决各参与方的长期信任难题,本文提出了一种基于节点交易合理性和节点行为状态的信任管理模型,模型采用logistic回归公式对节点的信任值进行计算,将交易节点的可信程度进行量化,提高各参与方进行长期数据共享的意愿。为了提高多方共识效率,本文基于信任管理模型,设计了共识算法优化方案T-RBFT,该方案结合了PBFT算法和Raft算法的优点,不仅可以提高节点共识效率,而且能够有效减少共识节点作恶的概率。针对共享数据易泄露或者易被篡改的问题,在可信执行环境Intel SGX中的安全区域内进行数据共享,实现数据在不出库的可信环境中安全共享。为了避免共享结果等隐私数据泄露,本文提出了一种基于国密算法的共享数据隐私保护方案E-SM4。该方案通过SM4算法对隐私数据进行加密,并利用SM2算法来进行各参与方的身份认证、实现时间校验,以保障隐私数据在联盟链上的安全性和机密性,防止参与方抵赖。最后,本文在区块链云平台FISCO BCOS的基础上进行了可信数据共享系统的实现,并对系统进行功能测试和性能测试。测试结果表明,基于区块链云平台的可信数据共享系统能够在去中心化的情况下实现数据可信共享,激活数据要素潜能,为各行各业赋能。