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GDPR-Compliant Personal Data Management: ABlockchain-based Solution
Imperial College Londo & Liverpool John MooresUniversity
通用数据保护法规（GDPR）通过指定管理和处理个人数据的服务提供商（SP）的更高要求和义务，将个人数据控制权交还给所有者。由于监督机关处理的GDPR遵守情况的核查是定期进行的;认证anSP一直坚持GDPR是具有挑战性的。此外，超出数据所有者的能力，可以感知到什么时候SP符合GDPR并有效地保护她的个人数据。这促使我们设想一个设计概念，用于开发符合GDPR标准的个人数据管理平台，利用新兴的区块链（BC）和智能合约技术。该平台的目标是为SP和数据所有者提供处理个人数据的分散机制;同时通过利用BC的高级功能来增强数据来源和透明度。该平台使数据所有者能够强制使用数据，确保只有指定方可以处理个人数据，并使用智能合约和加密技术将所有数据活动记录在不可变的分布式账本中。通过诚实地参与该平台，SP可以得到BCnetwork的认可，它完全符合GDPR标准;否则任何违规行为都是不可记录的，并且很容易被相关人员想象出来。然后，我们通过开发在许可的BC框架之上实施的配置文件管理平台，然后进行有价值的分析和讨论，来证明所提出的设计概念的可行性和效率。
A Conceptual Architecture for Contractual Data Sharing in aDecentralised Environment
Cardiff University & IBM
机器学习系统依靠数据进行培训，输入和持续的反馈和验证。该字段中的数据可以来自不同的来源，通常是匿名的或未知数据的最终用户。无论何时获取和使用数据，其消费者都需要确保数据准确性如所描述的那样，数据是合法获得的，并且他们需要理解数据的可用条件，以便他们能够遵守这些数据。同样，数据供应商要求保证他们的数据根据??其条款被授权方大量使用，并且使用得到适当补偿。此外，双方可能希望就一组特定的服务质量（QoS）指标达成一致意见。 ，可用于根据成本协商服务质量，然后确认数据是在满足商定的QoS级别内提供的。在这里，我们提出了一种概念架构，它可以对数据共享协议进行编码和计算实施，在需要时进行报酬，并生成可信的审计跟踪，以便以后分析或复制环境。我们的架构使用基于区块链的分布式分类帐技术，可以在各方没有麻烦的信任关系或集中的命令和控制结构的情况下促进交易。我们探索了提供信息的技术，以提供所提供数据的准确性，并让数据用户确定数据质量和成本之间的权衡。我们的系统通过考虑使用来自不同方的多个数据源来监测城市地区的交通水平的案例研究来举例说明。
A PRIMER FOR BLOCKCHAIN
Exploring the Attack Surface of Blockchain:A Systematic Overview
e University of Central Florid & Air Force Research Laborator
在本文中，我们系统地探索了区块链技术的攻击面，重点是公共链。为实现这一目标，我们将攻击面上的攻击可行性归因于1）区块链加密构造，2）使用区块链的系统的分布式架构，以及3）区块链应用程序上下文。对于每个贡献因素，我们概述了几种攻击，包括自私，51％攻击，域名系统（DNS）攻击，分布式拒绝服务（DDoS）攻击，共识延迟（由于自私行为或分布式拒绝） - 服务攻击），区块链分叉，孤立和陈旧的块，阻止摄取，钱包盗窃，智能合同攻击和隐私攻击。我们还探索了这些攻击之间的因果关系，以证明各种攻击向量如何连接到另一个。这项工作的第二个贡献是区块链技术采取的有效防御措施，或由研究人员提出，以减轻这些攻击的影响和补丁相关的漏洞。
Markov Processes in Blockchain Systems
Beijing University of Technology & Yanshan University
在本文中，我们在区块链系统的排队研究中开发了一个更为通用的块结构马尔可夫过程框架，它可以分析静态性能度量和任何事务块的逗留时间。请注意，本文的初衷是概括Li等人研究的两阶段批量服务排队模型。 [56]“从指数到阶段型”服务时间和“从泊松到MAP”交易到达。一般而言，MAP交易到达和PH服务时间的两个阶段使得我们的区块链队列更适合于具有关键因素的区块链系统的各种实际条件，例如，挖掘过程，块生成，区块链构建等等。对于这种更一般的区块链排队模型，我们关注两个基本研究方面：（1）通过使用矩阵几何解，我们首先获得区块链系统的充分稳定条件。然后，我们为排队等候室中的平均交易数量和块中交易的平均固定数量提供简单表达式。 （2）然而，与Li等人的比较。 [56]，由于复杂的区块链结构，交易确认时间的分析变得非常困难和具有挑战性。为了克服困难，我们通过无限大小的PH分布和RGB分解来开发第一次通过时间的计算技术。最后，我们希望本文给出的方法和结果将开辟一条新的途径，在实践中对更一般的区块链系统进行分析，并可以激发一系列有希望的未来区块链技术发展研究。
Improving HyperconnectedLogistics with Blockchainsand Smart Contracts
Université du Québec à Chicoutimi, Canada & Georgia Institute of Technology, USA
物理互联网和超级连接物流概念为商品提供了一个开放，更有效，环保的供应链。 区块链和物联网技术越来越被视为该领域改进的主要推动者。 我们通过展示其实施的具体示例来描述如何通过区块链和智能合约展示应用于超级连接物流的潜力。
A Survey of Distributed Consensus Protocols for BlockchainNetworks
Virginia Polytechnic Institute and State University & Washington Universit
自比特币诞生以来，加密货币和底层区块链技术引起了学术界和工业界越来越多的关注。在众多核心组件中，共识协议是区块链安全性和性能背后的定义技术。从Nakamoto共识协议的增量修改到创新的替代共识机制，已经提出了许多共识协议来提高区块链网络本身的性能或满足其他特定应用需求。在本次调查中，我们对最新的区块链共识协议进行了全面的回顾和分析。为了便于讨论我们的分析，我们首先在经典的容错理论中引入关键定义和相关结果，这有助于为进一步的讨论奠定基础。我们确定了区块链中的五个核心组成部分，即块提议，块验证，信息传播。 ，区块化和激励机制。然后使用五组分分析框架比较和分析各种区块链共识协议。这些分析为我们提供了关于其适用的应用场景（即关键假设），预期容错，可扩展性和缺点的各种建议的基本差异的新见解。我们相信这项调查将为区块链开发人员和研究人员提供全面的状态视图。最先进的共识协议，并促进设计未来协议的过程。
The fragility of decentralised trustless socio-technical systems
Fondazione Bruno Kesslef & University of Londo & UCL
区块链技术有望改变金融，金钱甚至政府。然而，区块链适用性和稳健性的分析通常集中在孤立系统上，其主要参与者通过运行一致性算法来贡献。在这里，我们强调在包括社交和通信网络在内的更广泛的生态系统中考虑无信任平台的重要性。作为一个例子，我们分析了2017年6月21日在Ethereumplatform中观察到的闪存崩溃，并表明社会协调的一个主要现象导致了几个互连系统中的灾难性级联事件。我们提出“紧急集中化”的概念来描述单个系统对整个生态系统的运行至关重要的情况，并认为这种情况在相互关联的社会技术系统中可能变得越来越频繁。我们预计，我们提出的系统方法将对未来对无信任系统的评估产生影响，并要求政策制定者关注我们相互关联且迅速变化的世界的脆弱性.
Towards Traceability in Data Ecosystemsusing a Bill of Materials Model
Cardiff University & IBM TJ Watson Research Center
研究人员和科学家使用来自各种来源的数据汇总，包括合作伙伴，开放数据提供商和商业数据供应商。随着此类数据生态系统的复杂性增加，反过来又导致新的可重用资产的产生，跟踪数据使用变得越来越困难，并且对系统起源的数据保持清晰的观点并做出前进贡献。数据的可靠跟踪性在证明使用数据的权利以及确保数据符合声称时，需要使用问责制。社会要求在商业和公共部门部署和使用的数据驱动和人工智能系统中具有更高的责任性。本文介绍了基于物料清单计划的数据可追溯模型的概念设计，该计划广泛用于制造业中的供应链可追溯性，并介绍了基于该模型构建的agateway的体系结构和实现的细节。通过案例研究说明了网关的使用，该案例研究演示了如何定义和实例化实验中使用的数据和工件以实现所需的可追溯性目标，以及区块链技术如何促进贡献者之间交易的准确记录。
A Time-Segmented Consortium Blockchain forRobotic Event Registration
Universidade da Beira Interior and Instituto de Telecomunica ?c ?oes, Covilh ?a, Portugal
区块链在其生命周期中记录了大量的数据，这些数据在常见用法中保留了整个数据。在机器人环境中，旧信息对于人体评估或与区块链接口的oracles非常有用，但对于仅需要当前信息以继续其工作的机器人来说，它是无用的。这会在存储容量有限的区块链节点中引发存储问题，例如连接到通常围绕嵌入式解决方案构建的机器人的节点。本文介绍了一种存储容量有限的设备的时间分段解决方案，该解决方案集成在一个名为RobotChain的特定机器人导向区块链中。针对所提出的解决方案提出了结果，该解决方案表明在不损害在这些环境中使用区块链所带来的好处的情况下达到了限制每个节点容量的目的，相反，它允许廉价节点使用该区块链，降低存储成本并允许更快地部署新节点。
Thinkey: A Scalable Blockchain Architecture
Beijing Thinkey Science and Technology Ltd & eorgia Institute of Technology & Santa Clara University
本文介绍了Thinkey，一种高效，安全，有限可扩展和分散的区块链架构。 它通过多层结构确保系统的正确性和活跃性。 特别是，该系统基于双链架构，并使用多层consen-sus协议来保证一致性。 Thinkey还使用了一种基于Actor Model的新型账户模型来支持多链结构中的复杂逻辑。实验结果表明，随着节点数量的增加，所提出的Thinkey架构可以实现更高的吞吐量。
Privacy protection of occupant behavior data and using blockchain for securely transferring temperature records in HVAC system
Hunan University
建筑行业的能源消耗比例很大，冷却和加热系统的数量也很大。学者们一直致力于建筑物的供暖，通风，空调和其他系统的节能。用户行为数据在建筑能源优化中的应用已经开始受到学者们的关注。然而，乘员行为数据涉及居住者隐私的许多方面。不同类型的占用者行为数据包含不同级别的占用者的私人信息。在使用乘员行为进行节能时，对乘员行为数据进行隐私保护至关重要。本文介绍了使用占用者行为数据时的隐私问题，以及使用区块链技术保护数据隐私的方法。使用区块链进行隐私保护，将数据记录作为交易发送以及将文件存储在区块链上的两种选项都可以使用开放存取纸的温度记录进行解释和评估。可以在传感器和本地建筑物管理系统之间使用作为交易发送数据。在区块链上存储文件可用于不同建筑物管理系统的协作。讨论了使用区块链进行数据和文件传输的优点，缺点和潜力。结果应有助于使用乘员行为数据进行建筑能源优化。
Flash Boys 2.0:Frontrunning, Transaction Reordering, andConsensus Instability in Decentralized Exchanges
Cornell Tech & CMU & UIUC & ETH Zurich
区块链，特别是智能合约，已经促成了创建公平透明的交易生态系统。遗憾的是，我们表明这一承诺尚未实现。对文件区块链系统的广泛和不断上升的部署进行了整理和量化，特别是对于非集中交换（或“DEX”）。就像WallStreet上的高频交易员一样，这些机器人利用DEX中的低效率，支付高交易费用并优化网络延迟，即预测和利用普通用户的DEX交易。我们研究了DEX套利机器人在交易子集中的广度。为这些机器人带来可量化的收入。我们还研究机器人的盈利策略，重点关注区块链特定元素。我们观察机器人参与我们所谓的优先竞价（PGA），竞争性地提高交易费用以获得优先顺序，即早期阻止位置和执行交易。 PGA呈现了一个有趣且复杂的新的连续时间，部分信息，游戏理论模型，我们正式化和研究。我们发布了一个互动的门户网站frontrun.me，为社区提供有关PGA的实时数据。我们还表明，为优先权交易订购支付的高额费用构成了系统性风险共识 - 层次安全。我们解释说这些费用只是一个DEXes及其后的一般现象形式 - 我们称之为可提取价值（MEV） - 它构成了具体的，可衡量的，共识层安全风险。我们凭经验证明MEV对以太坊今天构成了现实的威胁。我们的工作突出了智能合约中交易顺序依赖性所产生的大而复杂的风险，以及传统形式的金融市场开发适应和渗透区块链经济的途径。
Leveraging Distributed Ledger Technologies andBlockchain to Combat Fake News
Universidade da Coruna
无处不在的错误信息，虚假信息，宣传和后真相的崛起，通常被称为假新闻，引发了对互联网和社交媒体在现代民主社会中的作用的一些担忧。由于其快速和广泛的扩散，在线假新闻不仅具有个人的社会成本（例如，妨碍选举的完整性），而且它们可能导致重大的经济损失（例如，影响股票市场表现）或对国家安全的风险。区块链和其他分布式分类帐技术（DLT）通过提供透明，不可变和可验证的事务记录，同时创建用于交换，存储和保护信息的对等平台，保证数据的证明和可追溯性。本文旨在探讨DLT和区块链打击假新闻的潜力，审查目前正在开发的计划并确定其主要的当前挑战。此外，还列举了一些建议，以指导未来的研究人员解决必须解决假新闻的问题，这是加强当今网络媒体对网络威胁的抵御能力的一个组成部分。
A Case Study of Execution of Untrusted Business Process on Permissioned Blockchain
University of Saskatchewan
已有许多研究以改进集中控制的业务流程的性能，并加强这些协作的各方之间的集成。然而，协作业务流程中最严重的问题在这些研究中仍未得到解决 - 缺乏信任和各种机密分类账的分数数据。区块链技术具有巨大的潜力，成为不受信任的协作企业的新的实质性集成方法。使用管理共识机制，区块链消除了受信任的第三方的必要性。它提供了一个分布式共享分类帐，便于各方的过程监控工作。智能合约作为一种关键工具，用于定义有保障的自治程序。此外，通过使用处理访问控制的许可区块链可以确保数据的隐私，因为以这种方式，只有可验证的参与者才能访问业务流程的状态及其相关信息。在本研究中，研究了在允许的区块链上执行实词不可信业务流程的适用性。此外，我们通过在Hyperledger Fabric区块链平台上实施订单处理流程，确定使用权限访问控制器区块链作为协作业务流程的基础架构的优势。
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