高校消防安全论文提纲

论文题目：基于私有区块链技术的校园消防安全新管理模式的研究和实践

摘要：我国各大高校学生数量众多、人员密度大,近几年来,由于消防管理体系的不完善,校园火灾事故频频发生,各高校没有严格按《高等院校消防安全管理规定》实施,其原因主要有以下三点:1)由于消防安全管理责任重大,高校各个部门间处于弱信任,如各二级单位主体责任没到位,与保卫消防部门的监管信任关系不强;2)高校消防数据没有形成二级单位间的互联、互通,导致各部门在消防工作中形成数据孤岛,很难充分发挥作用;3)高校二级单位与保卫消防部门之间没有形成快速有效监督的模式,各个二级单位的消防数据可信度不高,导致校园消防无法快速有效的进行预警。针对以上问题,本文提出全新的基于私有区块链技术的校园消防安全管理模式（Campus Fire Management Model based on Private Blockchain,CFMM-PBC）,采用私有区块链架构来生成和存储各种消防数据,为高校消防相关部门提供安全不可篡改的消防数据,且信息可全程追溯。针对消防管理的高效率查询需求,设计了基于MPT（Merkle Patricia Tree）上的消防数据存储结构,提高了CFMM-PBC的查找效率同时保证查询结果的高准确性。以PBFT作为CFMM-PBC的共识机制的基础,改进设计了消防安全管理的区块生成协议、一致性协议以及视图切换请求与策略、垃圾回收机制,提高了CFMM-PBC共识机制中的共识效率,解决了CFMM-PBC中不同部门之间的信任问题。本文搭建了基于私有区块链环境,将以上模型应用于消防安全管理中,实验表明,改进的方法能够实现低通信的开销、满足区块生成的延迟和吞吐量的要求以及支持毫秒查询时间,且CFMM-PBC可以实现部门与部门之间强信任、数据互通互信、相互监督的模式,从而解决了相关的问题。对于上级部门的动态监管,还有待管理模型的进一步改善。

关键词：弱信任;数据孤立;私有区块链;共识算法;树形结构

学科专业：计算机技术

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 校园消防安全管理存在的问题

1.1.2 如何解决校园消防安全管理问题

1.2 国内外研究现状

1.2.1 校园消防安全管理研究现状

1.2.2 区块链技术研究现状

1.3 本文研究内容

1.4 本文组织结构

第二章 相关理论基础

2.1 区块链技术的相关概念

2.2 区块链中的共识机制

2.2.1 工作量证明(PoW)

2.2.2 权益证明(PoS)

2.2.3 股份授权证明(DPoS)

2.2.4 拜占庭共识机制(PBFT)

2.3 Merkle哈希树

2.3.1 Merkle哈希树

2.3.2 哈希算法

2.4 智能合约

2.5 本章小结

第三章 CFMM-PBC模型与数据存储结构设计

3.1 CFMM-PBC模型设计

3.1.1 组织模块图

3.1.2 总体架构图

3.1.3 监督模式

3.2 CFMM-PBC数据存储结构设计

3.2.1 CFMM-PBC数据存储问题描述

3.2.2 CFMM-PBC的MPT链节点结构

3.2.3 CFMM-PBC的MPT链结构设计

3.3 本章小结

第四章 CFMM-PBC共识机制的研究与设计

4.1 CFMM-PBC共识机制

4.1.1 问题描述

4.1.2 问题假设

4.1.3 相关定义

4.1.4 PBFT共识机制算法描述

4.2 CFMM-PBC消防数据区块的生成

4.3 CFMM-PBC共识机制一致性协议研究设计

4.3.1 一致性协议模型

4.3.2 区块验证模型

4.3.3 协议验证算法

4.4 CFMM-PBC共识机制视图切换协议研究设计

4.4.1 问题描述

4.4.2 视图切换协议优化设计

4.4.3 视图切换机制

4.5 CFMM-PBC共识机制的垃圾回收机制

4.6 本章小结

第五章 实验分析

5.1 实验准备

5.2 实验评估指标和基准

5.2.1 实验中网络延迟与区块大小

5.2.2 实验中TPS的估计

5.3 实验结果

5.3.1 CFMM-PBC实验平台

5.3.2 CFMM-PBC的MPT链实验结果分析

5.3.3 CFMM-PBC共识机制实验结果分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 本文工作总结

6.2 未来展望

致谢

参考文献