计算机研究与发展2024,Vol.61Issue(10) :2570-2586.DOI:10.7544/issn1000-1239.202440456

基于去中心化身份的跨域数据交易系统

Cross-Domain Data Trading System Based on Decentralized Identity

郝嘉琨 向鹏 何逸飞 高健博 关志 谢安明 陈钟
计算机研究与发展2024,Vol.61Issue(10) :2570-2586.DOI:10.7544/issn1000-1239.202440456

基于去中心化身份的跨域数据交易系统

Cross-Domain Data Trading System Based on Decentralized Identity

郝嘉琨 1向鹏 1何逸飞 1高健博 2关志 3谢安明 1陈钟4
扫码查看

作者信息

  • 1. 北京大学计算机学院 北京 100871
  • 2. 智能交通数据安全与隐私保护技术北京市重点实验室(北京交通大学) 北京 100044
  • 3. 北京大学软件工程国家工程研究中心 北京 100871
  • 4. 北京大学计算机学院 北京 100871;北京大学重庆大数据研究院 重庆 401329
  • 折叠

摘要

在数字化时代,数据作为重要的生产要素,对经济增长、科技创新和企业竞争力提升至关重要.传统的中心化的数据交易系统存在一系列数据安全、交易安全风险.虽然当前已经出现了基于区块链实现的去中心化数据交易系统,可以为数据交易提供安全保障,但基于区块链的数据交易系统仍难以处理跨地区、跨地域、跨国家的数据交易,其主要面临 3个挑战:1)跨域身份解析结果的一致性问题;2)跨域身份解析服务的可用性问题;3)面向跨域交易的数据交易系统的安全与合规问题.为解决上述 3个问题,基于去中心化身份技术设计了一套安全高效的身份跨域解析机制,并构建了一种安全、可监管的去中心化数据交易系统.身份跨域解析机制包括确保解析结果一致性的身份跨域协议和保障该协议执行服务可用性的激励机制.该去中心化数据交易系统支持基于身份属性的细粒度监管,并保证跨域数据交易的原子性.实验验证表明,该系统满足设计目标,解析延迟仅为跨域解析延迟的 45%,缓存命中率通过主动和被动更新机制提高 72%.系统兼容多种区块链,跨域数据交易平均在 2.3个区块内完成,效率在可接受范围内.

Abstract

In the digital era,data,as a critical factor of production,is essential for economic growth,technological innovation,and enhancing corporate competitiveness.Traditional centralized data trading systems pose a series of data and transaction security risks.Although decentralized data trading systems based on blockchain technology have emerged,which can guarantee security for data transactions through blockchain and smart contracts,systems based on blockchain still struggle with cross-regional,cross-domain,and international data transactions.They primarily face the following three challenges:1)Consistency of cross-domain identity resolution results.2)Availability of cross-domain identity resolution services.3)Security and compliance issues for cross-domain data trading systems.To address these issues,we design a secure and efficient cross-domain identity resolution mechanism based on decentralized identity technology and construct a secure,regulated decentralized data trading system based on this mechanism.The identity resolution mechanism includes a set of cross-domain protocols that ensure the consistency of resolution results and an incentive mechanism that ensures the availability of services executing these protocols.The decentralized data trading system supports granular regulation based on identity attributes and ensures the atomicity of cross-domain data transactions.Experimental verification shows that this system meets the design targets.By batch constructing cross-domain resolution requests,the identity cross-domain resolution protocol and caching mechanism can ensure the correctness of the resolution results,with the resolution latency being only 45%of the cross-domain resolution latency.Additionally,the cache can increase the hit rate by 72%through active and passive update mechanisms.The system is also compatible with multiple blockchain systems,and cross-domain data transactions can be completed within an average of 2.3 blocks,making the system efficiency within an acceptable range.

关键词

数据要素/去中心化身份/区块链/智能合约/激励机制

Key words

data element/decentralized identity(DID)/blockchain/smart contract/incentive mechanism

引用本文复制引用

基金项目

国家重点研发计划项目(2023YFB2704800)

国家自然科学基金项目(62202011)

国家自然科学基金项目(62172010)

出版年

2024
计算机研究与发展
中国科学院计算技术研究所 中国计算机学会

计算机研究与发展

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:2.649
ISSN:1000-1239
参考文献量9
段落导航相关论文