"多方区块链系统的数据和流程完整性建模方案研究与应用"
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更新于2025-01-16
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区块链：研究与应用2（2021）100024
支持
完整性分析的多方区块链系统的建模方案
罗辛光
a
，
b
，
*
，施泰博
a
，
b
，徐希伟
a
，
b
a
Data61
，
CSIRO
，悉尼，澳大利亚
b
新南威尔士大学计算机科学与工程学院，悉尼，新南威尔士州
2052
，澳大利亚
A R T I C L E I N F O
关键词：
区块
链数据完整性
多方系统安全协议区
块链异常
A B S T R A C T
多方系统对于业务流程很重要，但可能很复杂。区块链通过提供透明度、分散控制和不可变的交易历史来促进多方
系统中的信任，以提高各方之间的安全性和问责制在区块链系统中使用加密散列和持续验证共享分类账，为各方提
供了历史交易的数据完整性和智能合约执行的流程完整然而，在将区块链与链下组件相结合的更广泛系统的设计本
文提出了两种建模方案，以更好地理解区块链对基于多方区块链的系统中的完整性的支持 该方案将架构中组件之间
的交互建模为安全协议，以供标准技术和工具分析。我们首先说明如何将基于区块链的系统直接抽象建模为安全协
议。然后，我们将展示如何对区块链特有的问题进行编码，例如基于共识的“分叉”（也称为“孤儿块”或“叔叔块”）。这
允许事务重新排序行为在模型中表现出来，并允许检查该问题的设计缓解 我们通过分析三种设计方案来说明我们的
方法，这些设计方案可能增强多方共享贸易证书的系统。
1.
介绍
多方系统是组织间业务流程的基础。它们从数据或流程的角度支持实体
和组织之间的交互多方系统中的利益相关者
为了共同的业务绩效而协作，
但可能具有有限的信任。利益相关者持有碎片或冗余的数据副本，并按
照各种流程进行通信。因此，数据完整性和过程完整性都是多方系统中
的挑战对数据或流程完整性缺乏信心可能导致利益
相关者及其业务运营出
现成本或质量问题。例如，如果供应链中的利益相关者
对另一方提供的文
件的完整性没有信心，他们可能需要与第三方进行复杂的辅助过程，以
独立验证这些文件。缺乏流程
完整性可能会导致错过授权或支付等活动
或
以错误的顺序执行。
区块链系统提供了透明度，分散控制和
不可变的历史交易，这有助于
改善
多方系统中的问责制和数据完整性区块链系统使用不可变和仅附加的数
据存储，并使用关于数据更新规则执行的分散共识。区块链系统不是完
全依赖第三方来运行集中式系统，
而是在利益相关者之间建立中立的基
础，他们可以在分散的网络中共享数据。对共享数据的更改可以永久记录和
跟踪。通常，基于区块链的
系统包括区块链和链下组件。链下组件是不属
于核心区块链网络的外部系统 在基于区块链的系统中，除了区块链之外的
所有组件
都被认为是链外的。还引入了链下组件
来抵消区块链的不受欢迎的
属性，例如低可扩展性和高延迟。
链下数据的数据完整性可以通过将加密散列附加到共享分类账来支
持，以允许
独立访问据称原始数据的其他方进行交叉检查。 通过在区块链上
记录流程状态
并确保对该数据的更新符合流程，可以支持流程完整性
* 通讯作者。澳大利亚悉尼新南威尔士大学计算机科学与工程学院
电子邮件地址：
SinKuang. data61.csiro.au（S.K. Lo），Mark. data61.csiro.au（M. Staples），Xiwei.Xu@ data61.csiro.au（X. Xu）.
https://doi.org/10.1016/j.bcra.2021.100024
接收日期：2021年3月21日;接收日期：2021年6月9日;接受日期：2021年7月17日
2096-7209/©2021作者。出版社：Elsevier B.V.代表浙江大学出版社。这是一个在CC BY-NC-ND许可下的开放获取文章
（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）中找到。
可在
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上获得目录列表
区块链：研究与应用
杂志 主页：
www.journals.elsevier.com/blockchain-research-and-applications
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