摘要:I 近年来，云计算、物联网、人工智能、大数据等信息技术在社会生活中的广泛应用， 促进了供应链的发展。信息共享是决定供应链运行效率的关键因素，同时也是目前供应 链管理方面研究的核心内容，然而由于供应链本身是一个自觉的动态变化的组织，目前 多数供应链体系不同环节信息彼此独立拥有，不同环节的业务主体之间缺乏沟通与相互 监管，供应链整体协调运行程度还不是很高；另外，由于供应链本身的开放性，供应链 各环节业务主体基于信息安全和隐私保护需求也不愿意公开自己的信息，这也进一步加 剧了供应链各环节信息的不对称性。供应链信息的不对称性会导致供应链从终端到源端 采购订单以及库存的“牛鞭效应”问题，销售管理与物流配送监管不到位等问题。 供应链信息共享有助于促进供应管理效率的提升，目前国内外也产生了大量的相关 研究成果，然而这些研究成果以算法模型分析与大量假设为基础，没有提出有效的运行 机制与管理模式，对实践的指导意义是有限的。区块链是一个去中心化的分布式账本技 术，目前得到了各国政府、学术界以及产业界的广泛关注，基于区块链的业务体系可以 为业务运行提供信息不可否认的真实性证明，提高业务管理的透明度和可追溯性；可以 为业务主体提供信息共享的一体化网络，实现业务主体对业务运行的平等、自主、共同 管理。本文在对目前区块链技术研究进展及供应链管理研究进展综述分析的基础上，研 究基于区块链的供应链信息共享机制与管理模式。 本文首先针对目前供应链管理存在的问题通过算法模型分析供应链信息共享的价 值，然后结合区块链的特性构建解决问题的业务运行体系（包括信息共享机制与信息共 享下的管理模式），再者对提出的业务运行体系进行绩效影响分析，最后进行实例设计。 本文的主要工作如下： 第一，建立基于信息共享的供应链管理算法模型。基于博弈论构建了供应链业务主 体信用行为博弈模型，分析了多源数据在供应链管理中的应用价值，并使用系统动力学 模型对信用博弈过程进行仿真；基于信息经济学等相关理论构建了信息共享对供应链管 理的影响模型并进行分析，并使用系统动力学模型对信息共享在供应链管理的价值传递 过程进行仿真。 第二，构建了基于区块链的供应链信息共享机制。综合供应链架构设计、区块链在 供应链网络体系中的信息流层次模型、区块链在供应链管理中的信息证明方法、智能合 约研究了基于区块链的供应链信息运行方法；从供应链管理系统内外部数据组成、多源 数据区块记录方法以及区块结构组成研究了基于区块链的供应链数据记录方法；从区块链内数据的虚拟链接关系构建研究了数据的检索模式；基于构建不同的云存储环境及区 块信息存储模式研究了区块链的存储机制，并提出了区块链数据的访问控制方法；对区 块链应用于供应链的价值进行分析。 第三，基于区块链的供应链信息共享下的管理模式研究。研究了基于区块链的供应 链采购管理与库存控制实现模式，研究了基于区块链的供应链销售管理实现模式和基于 区块链的供应链物流配送实现模式。 第四，基于区块链的供应链绩效及影响因素分析。综合国内外供应链绩效评价的标 准、体系、方法，供应链动态能力评价标准，网络与信息安全风险评价标准，供应链信 用与供应方选择评价标准，国内外学者研究成果以及《国务院办公厅关于积极推进供应 链创新与应用的指导意见》，等，结合区块链技术特点及本文研究特点提出供应链绩效 评价指标体系，通过问卷调查与数据分析实证区块链对供应链绩效提升的价值，说明区 块链应用于供应链信息共享的现实意义。 第五，实例设计。选取供应链管理要求严格的医药行业供应链作为对象展开研究， 对研究实例供应链的现状进行分析，构建基于区块链的医药行业供应链架构体系，提出 基于区块链的供应链业务主体身份地址生成方法，提出基于区块链的医药供应链信息 P2P 网络传播方法，提出基于区块链的医药供应链共识认证方法，提出基于区块链的医 药供应链数据存储及访问控制方法，提出基于区块链的医药供应链信息传递方法，对基 于区块链的医药供应链业务运行进行系统动力学仿真。 本文的研究采用博弈模型构建、算法设计与分析、系统动力学模型仿真分析、多元 统计分析等研究方法，从供应链业务内容管理、信用管理、绩效评价等方面研究了供应 链管理理论，提出了基于区块链的供应链信息共享机制与管理模式，为区块链在供应链 信息共享中的应用提供了具体模式和方法，丰富了供应链管理的理论体系。 目前区块链的研究与应用还处于初级阶段，经典的区块链理论及技术在具体环境应 用中还需要不断地改进和提升，本文的研究是在对经典区块链技术进行分析与改进的基 础上进行的，通过本文的研究将促进区块链在供应链管理中的应用，同时也将促进区块 链在其他领域应用研究的发展，具有一定的前瞻性和积极的社会价值。

摘要:针对当前各医疗相关机构间数据共享困难、数据隐私易泄露等问题，提出了一个基于区块链的电子医疗 病历( EHR) 共享方案。首先，基于区块链不可篡改、去中心化、分布式存储的特点，设计了基于区块链的 EHR 数据共 享模型，采用区块链网络和分布式数据库共同存储加密的 EHR 及相关访问控制策略，防止 EHR 数据被篡改和泄露; 其次，将分布式密钥生成( DKG) 技术与基于身份的代理重加密( IBPRE) 技术相结合，设计了数据安全共享协议，协议 使用委托权益证明( DPOS) 算法选取代理节点，重加密 EHR，实现单对用户间的数据共享。安全性分析表明，所提方 案能够抵抗身份伪装和重放攻击。仿真实验与对比分析表明，DPOS 算法的效率高于工作量证明( POW) 算法，略低于 实用拜占庭容错( PBFT) 算法，但所提方案去中心化程度更高，耗费算力较小。

摘要:智能电网为了实现电网可靠、安全、高效地运行，需要广泛部署无线传感网络( WSN) 监控电网状态，并及 时对电网异常情况进行处理。在现有的智能电网中，WSN 的感知数据需要上传到可信的中心节点进行存储与共享， 但是这种中心化的存储方式容易引起中心节点遭受恶意攻击而发生单点失效、数据被故意篡改等信息安全问题。针 对这些信息安全问题，利用新兴的联盟区块链技术在智能电网中选定若干数据采集基站，组成智能电网数据存储联 盟链( DSCB) 系统。DSCB 中节点间数据共享通过智能合约的方式来完成，数据拥有者设定数据共享的约束条件，使 用计算机语言代替法律条款来规范数据访问者行为，从而实现以去中心化的方式集体维护一个安全可靠的数据存储 数据库。安全分析表明所提数据存储联盟链系统能实现安全、有效的数据存储与共享。

摘要:区块链作为一种去中心化、防篡改的分布式账本，其性能从根本上受共识机制效率 的影响。实用拜占庭容错算法以视图切换随机选取主节点的方式会导致安全问题，且在节点 较多时共识效率变低。针对这两个问题，提出了基于信誉投票的PBFT 改进方案。根据节点 划分机制评估节点的可靠性，动态地选取高信誉值节点来参与共识，降低恶意节点成为共识 节点的概率，增加系统的安全性；根据节点状态转移机制转换节点的角色，维持系统的正确运 行，提高系统的稳定性。将所提方案与PBFT 方案进行对比实验的结果表明：在系统长期运 行中，所提方案能减少共识过程中的拜占庭节点和通信开销，提高容错率和吞吐量。

摘要:针对区块链的电网云服务器数据存在数据共享困难和隐私泄露风险，提出一种基于双联盟链的智能电网 数据共享模型（DSDCB）。首先，基于星际文件系统（IPFS）在链下存储电力大数据，在链上存储IPFS文件指纹，并使用 多重签名公证人将电力数据共享给其他联盟链；然后，在保证隐私不被泄露的情况下，使用代理重加密结合安全多方 计算来进行单节点或多节点安全数据共享；最后，利用全同态加密算法在无需解密电力数据的情况下对密文数据进 行合理整合。DSDCB的单节点跨链数据共享模型能抵抗51%攻击、女巫攻击、重放攻击和中间人攻击。经证明当恶 意参与方少于k 个、诚实参与方超过1个时，DSDCB的安全多方跨链数据共享模型能保证数据的安全性与隐私性。仿 真对比表明，DSDCB的计算成本低于代理广播再加密（PBRE）和用于安全云存储的加密数据共享方案（CPBRE-DS）， 比一轮通信可验证全同态秘密共享（FHNVSS）方案更具有可行性。

摘要:针对当前数据交易过程中数据容易被拷贝的问题以及数据保密的实现，提出一种基于区块链与可信计算 的数据交易方案。首先，利用区块链记录数据信息、交易信息以及数据使用记录，这可帮助数据资产确权以及数据溯 源；然后，利用可信计算与加密算法来保证交易数据传输安全；最后，用数据主体与数据需求方提供的算法在可信计 算环境中完成计算，之后输出结果并加密返回给需求方。所提方案在确保数据主体不泄露数据的情况下，让需求方 可以使用数据进行计算，且通过可信加密保证了传输安全。

摘要:针对当前道路路边停车管理中存在的效率低下、交易不透明等缺点，提出了一个基 于区块链技术的道路路边停车管理系统。根据边缘设备终端的车牌识别算法采集停车信息， 将关键停车交易数据发送并存储至Web 服务器的MySQL 数据库缓存，之后由Fabric SDK 中间件存储到Hyperledger Fabric 区块链平台。该系统依靠区块链去中心化、链上数据不可 篡改的特点，在满足业务需求基础上提高了用户的隐私性和交易的可靠性。

摘要:针对区块链数据溯源系统中轻节点验证溯源信息时面临的存储问题，引入一种优化 Merkle 树动态追加性能的数据结构Merkle 山脉（Merkle mountain range, MMR），将区块 链上完整的区块头存入MMR；提出一种溯源数据高效可信的验证方法，降低了区块包含证明 所需信息的大小。在此基础上，设计了一种基于区块链的数据溯源系统的方案，将数据溯源所 需的通用模块封装起来，通过接口开放给溯源应用调用。该方案只需轻节点存储一个最新区 块的信息，就可以有效地验证溯源信息是否存在于区块链上。

摘要:物联网中的数据通常包含大量的隐私信息，为了防止设备协同过程中因越权访问造 成隐私数据泄露的问题，针对多域物联网设备协同场景提出了一套访问控制机制。将分布式 的基于权能的访问控制（capability-based access control, CapAC）与区块链技术相结合，设 计了存储于区块链的权能令牌以及基于智能合约实现的令牌管理合约。根据CapAC 的决策 方式，设计了基于区块链的令牌验证方法。针对物联网的特性进行优化，设计了区块链轻量化 节点。最后，搭建了区块链系统并实现了所提出的机制。实验测试结果显示，相比于中心化的 访问控制机制，该方案不但在大规模的物联网场景下安全准确地执行访问决策而且具有更稳 定的处理性能。此外，轻量化设计能够大幅度地降低节点存储负担。

摘要:随着数字货币的不断发展，区块链技术引起越来越多人的关注，而对其关键技术共识机制的研究尤为重 要。将区块链技术应用在物联网（IoT）中是目前研究的热点问题之一。共识机制是区块链的核心技术之一，其在去 中心化程度、交易处理速度、交易确认延迟、安全性以及可扩展性等方面对IoT产生了重要影响。首先对IoT的体系结 构特征以及资源受限问题造成的轻量化问题作了阐述，对在IoT中实现区块链所面临的问题作了简要概述，并结合比 特币的运行流程对IoT中的区块链需求进行了分析；其次，把共识机制分为证明类、拜占庭类和有向无环图（DAG）类， 研究了这些不同类别的共识机制的工作原理，在通信复杂度上分析它们与IoT的适应度，总结它们的优缺点，并对现 有的共识机制和IoT结合的架构进行了调研分析；最后，针对IoT面临的中心机构运行成本高、可扩展性差、安全性存 在隐患等问题进行了深入研究，分析结果表明，基于DAG技术的埃欧塔（IOTA）和Byteball共识机制在交易数量很多 的情况下具有交易处理速度快、可扩展性好、安全性强的优点，是未来IoT领域区块链共识机制的发展方向。

摘要:传统信息系统的数学模型与特点，区块链系统的形式化表示，典型区块链体系结构，区块链体系结构可能的演进方向。