信任是現(xiàn)代社會運行的基石.在社會經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型的今天，構(gòu)建支持信任管理的基礎(chǔ)設(shè)施信息系統(tǒng)，對于提高社會運行效率，降低社會協(xié)作成本，及時發(fā)現(xiàn)和應(yīng)對各類風(fēng)險，乃至創(chuàng)新協(xié)作模式，助力新數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生和發(fā)展都具有重要意義.區(qū)塊鏈的本質(zhì)是用技術(shù)手段構(gòu)建信任，是利用計算機(jī)和數(shù)學(xué)支持和促進(jìn)社會進(jìn)步的信任機(jī)器，也是我國在社會進(jìn)步和新的國際競爭格局中形成核心競爭力的關(guān)鍵領(lǐng)域之一.區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际骄W(wǎng)絡(luò)、加密技術(shù)、智能合約等多種技術(shù)集成的新型數(shù)據(jù)庫軟件，是基于數(shù)據(jù)進(jìn)行信任管理的信息系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施.作為基礎(chǔ)設(shè)施，單一技術(shù)路線的區(qū)塊鏈系統(tǒng)無法解決多方協(xié)同面臨的數(shù)據(jù)交換和交叉驗證問題，目前缺乏開放互聯(lián)的系統(tǒng)架構(gòu)層面的理論和技術(shù)支撐；作為應(yīng)用的基礎(chǔ)，區(qū)塊鏈系統(tǒng)不僅涉及數(shù)據(jù)存儲、事務(wù)處理、智能合約執(zhí)行、安全和隱私保護(hù)等核心技術(shù)，還必須解決方便開發(fā)、易于運維、軟硬件適配，以及人才培養(yǎng)等生態(tài)建設(shè)問題.

為推動我國在區(qū)塊鏈技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，我們組織了本期“區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)管理與安全”專題，旨在征集區(qū)塊鏈技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，特別是區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)管理與安全等領(lǐng)域的前沿技術(shù)與應(yīng)用.本專題2023 年4 月初征稿結(jié)束，經(jīng)過兩輪評審，最終收錄了10 篇論文，內(nèi)容涵蓋了區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)存儲、智能合約、高效的共識協(xié)議、跨鏈和互操作性、區(qū)塊鏈隱私保護(hù)、區(qū)塊鏈新型應(yīng)用等方面的最新研究進(jìn)展，希望能夠為同行學(xué)者帶來幫助和啟發(fā).

數(shù)據(jù)查詢在數(shù)據(jù)溯源等領(lǐng)域中非常關(guān)鍵.為解決現(xiàn)有圖式區(qū)塊鏈查詢面臨的效率低、驗證難等問題，常健等人對此開展了深入研究，論文“基于學(xué)習(xí)索引的圖式區(qū)塊鏈高效可驗證查詢機(jī)制”提出了一種基于學(xué)習(xí)索引的高效可驗證的圖式區(qū)塊鏈查詢機(jī)制Lever，通過引入學(xué)習(xí)索引技術(shù)對圖式區(qū)塊鏈中時序數(shù)據(jù)分布特征進(jìn)行學(xué)習(xí)實現(xiàn)對索引過程的優(yōu)化，提高了圖式區(qū)塊鏈查詢的效率和可驗證性.

分片技術(shù)通過在多個子網(wǎng)并行執(zhí)行交易使得執(zhí)行性能隨著子網(wǎng)數(shù)成比例提升.為解決跨片交易執(zhí)行成本高昂的問題，闕琦峰等人對此開展了深入研究，論文“面向分片許可鏈的無協(xié)調(diào)者跨片交易處理”提出了一個針對分片許可鏈的跨片交易執(zhí)行方法，將確定性引入跨片交易執(zhí)行，避免了額外的協(xié)調(diào)開銷，從而提高了系統(tǒng)執(zhí)行跨片交易的效率.

區(qū)塊鏈預(yù)言機(jī)將外界數(shù)據(jù)寫入?yún)^(qū)塊鏈，是區(qū)塊鏈獲取外界數(shù)據(jù)的一般方法.為解決現(xiàn)有依賴虛擬貨幣抵押對節(jié)點身份授信的方法難以適應(yīng)國內(nèi)場景的問題，張鵬展等人對此開展了深入研究，論文“基于去中心化身份的開放區(qū)塊鏈預(yù)言機(jī)方案”應(yīng)用非同質(zhì)化通證映射節(jié)點身份，支持區(qū)塊鏈預(yù)言機(jī)服務(wù)所有者治理節(jié)點身份，與全局公鑰更新過程結(jié)合，使節(jié)點加入狀態(tài)可跟蹤.

共識機(jī)制是區(qū)塊鏈技術(shù)的重要組成部分.為解決聯(lián)邦學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)模型的本地訓(xùn)練和最終參與方貢獻(xiàn)度計算需消耗大量算力資源的問題，張寶晨等人對此開展了深入研究，論文“一種支持自適應(yīng)聯(lián)邦學(xué)習(xí)任務(wù)的可信公平區(qū)塊鏈框架”提出了一種支持自適應(yīng)聯(lián)邦學(xué)習(xí)任務(wù)的可信公平區(qū)塊鏈框架TFchain，利用原本共識機(jī)制中耗費的大量算力來提高聯(lián)邦學(xué)習(xí)的效率.

異構(gòu)/同構(gòu)區(qū)塊鏈間的互聯(lián)互通的需求在快速增長.為解決架構(gòu)可擴(kuò)展性與跨鏈需求多樣性挑戰(zhàn)問題，段田田等人對此開展了深入研究，論文“PieBridge：一種按需可擴(kuò)展的跨鏈架構(gòu)”提出一種按需可擴(kuò)展的跨鏈架構(gòu) PieBridge，以4 層跨鏈交互協(xié)議棧，解耦跨鏈傳輸、驗證、事務(wù)與應(yīng)用，滿足不同跨鏈應(yīng)用在隱私、安全、性能等方面的差異化需求.

跨鏈數(shù)字資產(chǎn)交換可實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)合作和價值流通.為解決現(xiàn)有跨鏈方案出塊和確認(rèn)速度慢、訂單類型和功能較少的問題，馬宇航等人對此開展了深入研究，論文“基于分布式密鑰生成和屬性基密碼的多方跨鏈交易方案”通過分布式密鑰生成與屬性密碼實現(xiàn)去中心化的多方交易方案，將用戶的資產(chǎn)質(zhì)押到分布式網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)去中心的資產(chǎn)管理模式.

區(qū)塊鏈技術(shù)在提供了不可篡改性、透明性的同時也帶來嚴(yán)重的隱私泄露問題.為解決現(xiàn)有基于公鑰基礎(chǔ)設(shè)施體系的方案管理證書成本過高、國密算法具有局限性的問題，安浩楊等人對此開展了深入研究，論文“基于SM9 數(shù)字簽名的環(huán)簽名及其在區(qū)塊鏈隱私保護(hù)中的應(yīng)用”提出了一種基于SM9 數(shù)字簽名的常數(shù)級大小環(huán)簽名方案，在隨機(jī)諭言機(jī)模型下證明了該方案滿足不可偽造性和匿名性，實現(xiàn)了對交易方身份的隱私保護(hù).

去中心化身份讓用戶完全控制自己的身份.為解決現(xiàn)有的身份驗證方法存在的用戶身份憑證管理繁重、安全性不足等問題，冉津豪等人對此開展了深入研究，論文“基于區(qū)塊鏈和可信執(zhí)行環(huán)境的屬性簽名身份認(rèn)證方案”提出一種基于區(qū)塊鏈和可信執(zhí)行環(huán)境的屬性簽名身份認(rèn)證方案，使用戶可利用屬性簽名生成指向應(yīng)用服務(wù)的持久性憑據(jù)，并且憑據(jù)是可擴(kuò)充的.

聯(lián)邦學(xué)習(xí)在服務(wù)器端仍然存在安全性隱患.為解決將服務(wù)器端替換為區(qū)塊鏈系統(tǒng)之后無法利用所有可用網(wǎng)絡(luò)連接，且缺少了針對聯(lián)邦學(xué)習(xí)任務(wù)的區(qū)塊結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題，施宏建等人對此開展了深入研究，論文“基于區(qū)塊鏈輔助的半中心化聯(lián)邦學(xué)習(xí)框架”提出了基于區(qū)塊鏈輔助的半中心化聯(lián)邦學(xué)習(xí)框架，構(gòu)建了半中心化的物聯(lián)網(wǎng)場景，利用可信網(wǎng)絡(luò)連接來支撐聯(lián)邦學(xué)習(xí)任務(wù)，通過區(qū)塊鏈為不可信、遠(yuǎn)距離客戶端之間構(gòu)建了不可篡改的模型庫，從而降低通信開銷、提升普適性.

聯(lián)邦學(xué)習(xí)是一種被廣泛使用的隱私保護(hù)技術(shù).為解決中心服務(wù)器不穩(wěn)定和聯(lián)邦學(xué)習(xí)服務(wù)器與參與方交互造成的隱私泄露等問題，劉煒等人對此開展了深入研究，論文“基于區(qū)塊鏈和動態(tài)評估的隱私保護(hù)聯(lián)邦學(xué)習(xí)模型”提出了一種基于區(qū)塊鏈和動態(tài)評估的隱私保護(hù)聯(lián)邦學(xué)習(xí)模型，利用區(qū)塊鏈解決中心服務(wù)器的問題，通過本地訓(xùn)練使用稀疏化、全局模型更新使用差分隱私解決聯(lián)邦學(xué)習(xí)過程中的隱私泄露問題，本地訓(xùn)練完成后用數(shù)字簽名和雙重哈希對比驗證參與方身份和訓(xùn)練模型的所屬權(quán).

區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)管理與安全是區(qū)塊鏈系統(tǒng)的重要內(nèi)容，希望本專題能夠拋磚引玉，促進(jìn)我國相關(guān)研究的進(jìn)一步發(fā)展.由于專題篇幅有限，無法全面覆蓋區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)管理與安全領(lǐng)域的所有研究進(jìn)展，不足之處敬請各位學(xué)者諒解和批評指正.衷心感謝《計算機(jī)研究與發(fā)展》提供了寶貴的機(jī)會出版該專題的論文，感謝評審專家、編輯部工作人員的辛勤工作，感謝各位作者對本專題組織者的信任和支持，使得本專題順利出版！