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        基于區(qū)塊鏈非同質(zhì)化代幣的軟件訂閱模型

        2023-08-10 14:29:59王漱石
        中國(guó)新通信 2023年11期

        摘要:在軟件銷(xiāo)售場(chǎng)景中,越來(lái)越多的企業(yè)采用軟件訂閱模式,但中心化授權(quán)帶來(lái)了諸如安全和效率等方面的限制,例如服務(wù)端容易受到攻擊,導(dǎo)致盜版問(wèn)題的出現(xiàn)。為了解決這些問(wèn)題,有人提出了一種以非同質(zhì)化代幣為基礎(chǔ)的軟件訂閱模型。這種模型利用以太坊智能合約來(lái)確保信息不會(huì)被篡改,并且將軟件訂閱的生命周期映射到區(qū)塊鏈上。具體來(lái)說(shuō),該模型使用非同質(zhì)化代幣進(jìn)行操作,銷(xiāo)售商和購(gòu)買(mǎi)者可以通過(guò)與智能合約進(jìn)行交互來(lái)實(shí)現(xiàn)訂閱流程。這種方法不僅可以提升安全性,還可以提高效率和增加透明度。

        關(guān)鍵詞:區(qū)塊鏈;非同質(zhì)化代幣;數(shù)字憑證

        一、引言

        隨著云計(jì)算技術(shù)的高速發(fā)展,軟件銷(xiāo)售方式也在發(fā)生變革。傳統(tǒng)的產(chǎn)品密鑰封裝和軟件存儲(chǔ)介質(zhì)銷(xiāo)售模式正在被軟件訂閱與支持(S&S)所取代。S&S模式允許用戶(hù)根據(jù)自身需求下載、安裝、授權(quán)和續(xù)訂軟件,有效提升了用戶(hù)體驗(yàn)和操作靈活性。但是,在S&S模式下,授權(quán)過(guò)程通常采用中心化模式,這對(duì)安全性能和授權(quán)效率產(chǎn)生較大影響,可能發(fā)生非法篡改授權(quán)信息的情況,導(dǎo)致用戶(hù)無(wú)法順利購(gòu)買(mǎi)和使用軟件。此外,未經(jīng)授權(quán)的用戶(hù)可能會(huì)故意傳播軟件,增加盜版風(fēng)險(xiǎn)。因此,S&S模式所面臨的安全性和可靠性問(wèn)題已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注。

        為了解決這些問(wèn)題,一種被廣泛研究的方案是采用去中心化技術(shù)。去中心化技術(shù)能夠在保證數(shù)據(jù)安全性和隱私性的同時(shí),提高授權(quán)效率和可靠性,有效降低盜版風(fēng)險(xiǎn),將其應(yīng)用于S&S模式,不僅能夠提高其安全性和可靠性,還能夠提高其商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和用戶(hù)體驗(yàn)。

        區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N常見(jiàn)的去中心化技術(shù),通常通過(guò)分布式同步協(xié)議實(shí)現(xiàn),旨在解決系統(tǒng)信任問(wèn)題,其主要特點(diǎn)是數(shù)據(jù)不可篡改性和公開(kāi)性。以太坊是一種廣泛應(yīng)用的區(qū)塊鏈技術(shù),允許節(jié)點(diǎn)編程,因此開(kāi)發(fā)人員可以通過(guò)編寫(xiě)和部署智能合約來(lái)實(shí)現(xiàn)指定功能。除了電子現(xiàn)金支付等服務(wù)外,現(xiàn)如今區(qū)塊鏈技術(shù)還廣泛應(yīng)用于無(wú)權(quán)威第三方提供的場(chǎng)景。以太坊改進(jìn)提案(EIP)是一種由以太坊開(kāi)源社區(qū)提出的創(chuàng)新性調(diào)整傳統(tǒng)方案,并被歸入官方標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)。EIP-721引入了一種全新的代幣標(biāo)準(zhǔn),即非同質(zhì)化代幣(NFT)。NFT指的是不可替換且具有獨(dú)特特征的資產(chǎn),這種資產(chǎn)不可分割且具有唯一性,能夠真實(shí)反映現(xiàn)實(shí)中的債務(wù)和個(gè)人資產(chǎn)狀況。

        本文旨在將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于軟件購(gòu)買(mǎi)和訂閱場(chǎng)景,并以NFT訂閱模型為基礎(chǔ),將現(xiàn)實(shí)情況轉(zhuǎn)化為NFT。通過(guò)鑄造、授權(quán)和鑒權(quán)等多種途徑,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件管理權(quán)限的控制。這種方法使得軟件管理變得更加透明、可追溯、可信任,并且避免了傳統(tǒng)軟件購(gòu)買(mǎi)和訂閱模型中可能出現(xiàn)的不公正行為。

        二、相關(guān)綜述研究

        (一)軟件訂閱服務(wù)

        隨著SSME學(xué)科體系的提出,軟件銷(xiāo)售模式已逐步從傳統(tǒng)的產(chǎn)品銷(xiāo)售轉(zhuǎn)向服務(wù)銷(xiāo)售,其中SaaS和S&S是代表性的模式之一。盡管S&S模式有助于銷(xiāo)售方資金穩(wěn)定和降低運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn),但該模式通過(guò)中心化進(jìn)行授權(quán)和認(rèn)證,存在被篡改的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)還容易面臨盜版等問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題,研究人員提出采用去中心化技術(shù),該技術(shù)提供更加安全、透明和可靠的授權(quán)服務(wù),從而有效防止盜版和非法傳播。去中心化技術(shù)的S&S模式不但可以提高安全性和可靠性,同時(shí)還能夠提高商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和用戶(hù)體驗(yàn)。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)、IPFS等技術(shù)的不斷發(fā)展,S&S模式還可以進(jìn)一步改進(jìn)和完善,如采用區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)去中心化的授權(quán)和認(rèn)證,利用IPFS等技術(shù)提高資源分發(fā)效率和可靠性,從而降低運(yùn)營(yíng)成本。因此,采用去中心化技術(shù)應(yīng)用于S&S模式,具有很大的潛力和發(fā)展前景。

        (二)區(qū)塊鏈

        近年來(lái),區(qū)塊鏈技術(shù)的快速發(fā)展帶來(lái)了眾多的應(yīng)用場(chǎng)景。其中,基于區(qū)塊鏈的去中心化應(yīng)用(DAPP)和去中心化金融(Defi)是其中最具潛力和影響力的兩個(gè)領(lǐng)域。

        隨著以太坊等平臺(tái)的不斷完善和發(fā)展,越來(lái)越多的DAPP項(xiàng)目涌現(xiàn)出來(lái),這些DAPP項(xiàng)目可以實(shí)現(xiàn)各種各樣的功能,如數(shù)字貨幣交易、身份認(rèn)證、存證和游戲等。DAPP的開(kāi)發(fā)與部署也變得越來(lái)越簡(jiǎn)單和便捷,開(kāi)發(fā)者和用戶(hù)可以通過(guò)智能合約來(lái)實(shí)現(xiàn)程序邏輯和交互,從而使應(yīng)用更加透明、安全和高效。未來(lái),隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和普及,DAPP的應(yīng)用場(chǎng)景和規(guī)模還將進(jìn)一步擴(kuò)大。

        在Defi方面,去中心化金融正在成為區(qū)塊鏈技術(shù)最有前途的應(yīng)用領(lǐng)域之一。Defi的主要目的是通過(guò)去中心化的方式提供金融服務(wù),例如借貸、交易、支付等。Defi利用區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了更加公平、安全和便捷的金融服務(wù),同時(shí)還具有高度的透明性和互操作性。Defi生態(tài)系統(tǒng)目前還處于早期發(fā)展階段,但已經(jīng)涌現(xiàn)出了不少成功的項(xiàng)目和平臺(tái),如MakerDAO、Uniswap、Compound等。未來(lái),隨著Defi的不斷發(fā)展和完善,其在金融領(lǐng)域的影響力和重要性還將進(jìn)一步提高。

        (三)非同質(zhì)化代幣

        非同質(zhì)化代幣(NFT)是一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)字代幣,每個(gè)代幣都具有唯一的身份和屬性。與傳統(tǒng)代幣不同,NFT是不可替代的,具有獨(dú)特性和稀缺性,因此被廣泛用于數(shù)字藝術(shù)、游戲道具、虛擬土地和數(shù)字藏品等領(lǐng)域。NFT的前世可以追溯到2012年,當(dāng)時(shí)基于比特幣的彩色幣項(xiàng)目推出了代表特定資產(chǎn)的彩色代幣。NFT適用于需要證明唯一性和獨(dú)特性的領(lǐng)域,如數(shù)字藝術(shù)、游戲道具和虛擬土地等,而同質(zhì)化代幣適用于需要互換性和流通性的領(lǐng)域,如數(shù)字貨幣交易等。但這種代幣并沒(méi)有引起廣泛關(guān)注,直到以太坊的智能合約出現(xiàn)后,NFT才得到了快速發(fā)展。

        三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        (一)Smart-Subsc 需求分析

        對(duì)于傳統(tǒng)的客戶(hù)端-服務(wù)端模式的訂閱和授權(quán),一旦服務(wù)器受到外部攻擊,用戶(hù)個(gè)人信息的安全性就會(huì)受到威脅。為了解決這些安全問(wèn)題,Smart-Subsc應(yīng)用了區(qū)塊鏈技術(shù),為用戶(hù)和銷(xiāo)售商提供了一種安全可靠的解決方案。Smart-Subsc具有以下突出特點(diǎn)和功能:

        采用去中心化的區(qū)塊鏈技術(shù),保證了授權(quán)和認(rèn)證的安全性和可靠性。

        通過(guò)智能合約實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的授權(quán)流程,簡(jiǎn)化了訂閱和授權(quán)的流程,同時(shí)還能夠提高操作效率。

        支持多種數(shù)字憑證類(lèi)型,包括非同質(zhì)化代幣和同質(zhì)化代幣等,以適應(yīng)不同的訂閱需求。

        提供了便捷的訂閱管理和監(jiān)控功能,用戶(hù)可以隨時(shí)查看自己的訂閱情況并進(jìn)行管理。

        為銷(xiāo)售商提供了多種收益模式,包括訂閱費(fèi)、廣告費(fèi)等,從而提高了銷(xiāo)售商的收益和盈利能力。

        通過(guò)以上功能,Smart-Subsc利用區(qū)塊鏈技術(shù)為軟件訂閱市場(chǎng)提供了一種創(chuàng)新的解決方案。它不僅保證了訂閱信息的安全性,還為用戶(hù)和銷(xiāo)售商提供了簡(jiǎn)單易用的操作體驗(yàn),以及靈活透明的訂閱管理。這一方案有助于提升軟件訂閱行業(yè)的整體水平,為企業(yè)用戶(hù)和個(gè)人用戶(hù)創(chuàng)造更多價(jià)值。

        (二)Smart-Subsc 功能設(shè)計(jì)

        在本研究中,以傳統(tǒng)客戶(hù)端-授權(quán)銷(xiāo)售模式為基礎(chǔ),借助NFT智能合約技術(shù)對(duì)軟件訂閱進(jìn)行管理,設(shè)計(jì)了一種新穎的訂閱管理方法,使訂閱者能夠方便地完成購(gòu)買(mǎi)和取消訂閱等操作?;诖朔椒?,訂閱者可以查詢(xún)訂閱軟件的價(jià)格和其他關(guān)鍵信息,銷(xiāo)售者則可以利用智能合約查詢(xún)訂閱信息并在規(guī)定期限內(nèi)確認(rèn),以及清理過(guò)期訂閱。

        提出了一種基于區(qū)塊鏈的軟件訂閱管理系統(tǒng)Smart-Subsc,其主要的建設(shè)步驟如下:

        建立智能合約:首先建立一個(gè)智能合約,用于存儲(chǔ)訂閱信息和相關(guān)的數(shù)據(jù),包括軟件名稱(chēng)、價(jià)格、訂閱期限等。

        用戶(hù)注冊(cè):用戶(hù)注冊(cè)時(shí),要求用戶(hù)提供必要的個(gè)人信息,如用戶(hù)名、密碼等,以建立用戶(hù)的身份。

        創(chuàng)建數(shù)字身份:為每個(gè)用戶(hù)創(chuàng)建一個(gè)唯一的數(shù)字身份,通過(guò)身份驗(yàn)證和公鑰、私鑰技術(shù)來(lái)確保身份的真實(shí)性和安全性。

        購(gòu)買(mǎi)軟件訂閱:用戶(hù)在訂閱頁(yè)面選擇訂閱方案,通過(guò)智能合約完成購(gòu)買(mǎi)并獲得數(shù)字憑證作為訂閱證明。

        查詢(xún)訂閱信息:用戶(hù)可以通過(guò)智能合約查詢(xún)訂閱信息、價(jià)格等關(guān)鍵信息,并根據(jù)需求進(jìn)行取消訂閱操作。

        定期確認(rèn):銷(xiāo)售商可以利用智能合約查詢(xún)訂閱信息,確認(rèn)訂閱并更新訂閱狀態(tài)。

        自動(dòng)清理:在訂閱期限結(jié)束時(shí),智能合約自動(dòng)清理過(guò)期訂閱,以保證系統(tǒng)的可靠性和有效性。

        加密存儲(chǔ):所有的訂閱信息和用戶(hù)信息都經(jīng)過(guò)加密存儲(chǔ),以確保信息的安全性和隱私性。

        以上步驟中,利用區(qū)塊鏈技術(shù)提供去中心化的授權(quán)和認(rèn)證服務(wù),防止數(shù)據(jù)篡改和盜用,有效提高軟件訂閱服務(wù)的可信度和安全性。同時(shí),數(shù)字身份認(rèn)證技術(shù)確保了用戶(hù)身份的真實(shí)性和安全性。該系統(tǒng)具有安全、可靠、透明、靈活等優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于軟件訂閱和授權(quán)領(lǐng)域。

        (三)Smart-Subsc 合約設(shè)計(jì)

        Smart-Subsc合約是一種基于NFT智能合約技術(shù)的軟件訂閱管理模型,它采用了傳統(tǒng)客戶(hù)端-授權(quán)服務(wù)端模型。該合約為訂閱者提供了一種便捷的購(gòu)買(mǎi)和取消訂閱服務(wù)的方式,并簡(jiǎn)化銷(xiāo)售商的操作流程,同時(shí),銷(xiāo)售商也可以通過(guò)與該合約進(jìn)行交互,查詢(xún)、確認(rèn)、激活訂閱者的信息,并及時(shí)刪除過(guò)期的訂閱信息,從而提高了銷(xiāo)售商和訂閱者之間的互動(dòng)效率。

        由于該合約采用了去中心化的訂閱狀態(tài)管理方式,充分發(fā)揮了NFT的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),保障了訂閱過(guò)程的安全性和透明性。此外,Smart-Subsc合約設(shè)計(jì)包含了多個(gè)重要功能,包括銷(xiāo)售商的服務(wù)端地址(server)、當(dāng)前訂閱價(jià)格(price)、取款服務(wù)費(fèi)率(serviceFeeRate)、下一個(gè)NFT的ID(tokenIdMax)以及訂閱者余額(deposit)等。

        銷(xiāo)售商可以在智能合約中注冊(cè)自己的服務(wù)地址,訂閱者可以通過(guò)訪問(wèn)該地址來(lái)獲得銷(xiāo)售商的服務(wù)。訂閱者可以通過(guò)與智能合約進(jìn)行交互,獲取當(dāng)前的訂閱價(jià)格信息,并使用代幣來(lái)購(gòu)買(mǎi)訂閱服務(wù),而智能合約會(huì)扣除相應(yīng)的代幣,并將訂閱費(fèi)和服務(wù)費(fèi)轉(zhuǎn)移到銷(xiāo)售商的賬戶(hù)中。此外,智能合約還指定了下一個(gè)NFT的ID,當(dāng)訂閱者購(gòu)買(mǎi)訂閱服務(wù)時(shí),他們將獲得一個(gè)唯一的NFT來(lái)證明他們已經(jīng)購(gòu)買(mǎi)了訂閱服務(wù),當(dāng)訂閱服務(wù)到期時(shí),訂閱者將失去這個(gè)NFT。

        除了之前提到的銷(xiāo)售商的服務(wù)端地址(server)、當(dāng)前訂閱價(jià)格(price)、取款服務(wù)費(fèi)率(serviceFeeRate)、下一個(gè)NFT的ID(tokenIdMax)以及訂閱者余額(deposit)等功能外,Smart-Subsc智能合約還包括了其他設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容。

        例如,智能合約還可以指定訂閱服務(wù)的有效期限(subscriptionPeriod),訂閱者需要在購(gòu)買(mǎi)訂閱服務(wù)時(shí)指定有效期限。當(dāng)訂閱服務(wù)到期時(shí),訂閱者需要再次購(gòu)買(mǎi)訂閱服務(wù)才能繼續(xù)使用。此外,訂閱者可以通過(guò)與智能合約進(jìn)行交互,查詢(xún)其當(dāng)前的訂閱狀態(tài)(subscriptionStatus),包括剩余有效期限和已使用的訂閱期限。智能合約可以設(shè)定退款政策(refundPolicy),規(guī)定訂閱者在取消訂閱服務(wù)后可以獲得多少的退款金額,而這個(gè)退款政策通常是由銷(xiāo)售商自行制定并在智能合約中進(jìn)行規(guī)定的。除此之外,智能合約還可以通過(guò)指定訂閱者的身份信息(identityInfo),以確保訂閱者的身份和安全性。因此,為了保證合約的安全性和可靠性,Smart-Subsc智能合約還需要具備一些安全機(jī)制,例如限制交易頻率(transactionRateLimit)、監(jiān)控交易異常(transactionMonitoring)等。

        為了更準(zhǔn)確地將現(xiàn)實(shí)世界中的軟件銷(xiāo)售映射到區(qū)塊鏈上,采用波動(dòng)較小的數(shù)字貨幣進(jìn)行支付是一種值得考慮的方法,例如穩(wěn)定幣。實(shí)際上,Smart-Subsc智能合約可以支持任何ERC20代幣,包括USDT、DAI等穩(wěn)定幣。穩(wěn)定幣作為支付方式可以降低由于數(shù)字貨幣價(jià)格波動(dòng)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性,從而提高支付的可預(yù)測(cè)性和穩(wěn)定性。Smart-Subsc智能合約的多樣性和靈活性使得用戶(hù)可以選擇適合自己的數(shù)字貨幣進(jìn)行支付,從而更好地映射現(xiàn)實(shí)世界中的軟件銷(xiāo)售到區(qū)塊鏈上。

        四、結(jié)束語(yǔ)

        本研究基于NFT模型的關(guān)鍵特性設(shè)計(jì)了一種軟件訂閱模型,旨在計(jì)算和理解訂閱者與鏈下銷(xiāo)售商之間的合約調(diào)用成本。研究發(fā)現(xiàn)軟件訂閱模型存在高交易手續(xù)費(fèi)的問(wèn)題,針對(duì)此問(wèn)題提出了一種鏈上存證、鏈下支付的解決方案,并改進(jìn)和補(bǔ)充了Defi和NFT的研究應(yīng)用。該模型可以有效融合NFT與軟件訂閱和支持模式,從而解決中心化軟件授權(quán)場(chǎng)景中訂閱信息被篡改導(dǎo)致的盜版問(wèn)題。NFT模型具備對(duì)特定現(xiàn)實(shí)世界資產(chǎn)進(jìn)行定制化的特點(diǎn),未來(lái)還有更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景和深入研究空間,為數(shù)字資產(chǎn)管理領(lǐng)域提供廣闊的發(fā)展空間,同時(shí)也為軟件行業(yè)帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

        作者單位:王漱石 三亞學(xué)院

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