关于发布上海2024财年
《科技创新行动计划》
区块链关键技术研究
关于专项项目指导的通知
沪科导[2024]10号
相关单位：
为加快建设具有全球影响力的科技创新中心，强化本市区块链领域科技创新策源地功能，根据《上海区块链关键技术攻关专项行动方案（2023-2025年）》，上海市科委发布了本指南。
一、采集范围
主题一：新的系统架构
方向一：虚拟机及执行引擎技术研究
研究目标：聚焦零知识虚拟机前沿技术路线，开发通用零知识虚拟机，提升虚拟机数据处理性能，支撑应用生态建设。
研究内容：开发通用零知识虚拟机，支持RUST、GO等不少于2种编程语言，支持BN254曲线标量域等不少于2种有限域，并在CPU上实现运算性能在典型的测试场景（例如哈希和签名验证）中，单个证明者的性能优于开源系统（例如Risc0）。设计一种新的区块链键值（Key-Value）存储累加器，并在Halo2开发框架中实现其零知识证明电路。该电路支持累加器的更新操作证明和批量操作证明，且电路尺寸比典型开源系统（如PSE-zkEVM）更小，实现了其电路与零知识EVM电路的连接。查找表的形式。上述通用零知识证明虚拟机和新型区块链KV存储累加器应开源代码、用例和文档。
方向二：大模型隐私保护技术研究
研究目标：针对大模型参数、训练数据等资产的隐私保护需求，构建大模型关键参数识别、筛选和隐私保护的算法框架。
研究内容：大模型隐私保护算法框架及实现方案研发。对于参数不超过130亿的模型，算法工具可以在2小时内筛选出模型中最具保护性的参数，并提供推荐的模型参数保护。数量（不超过模型参数总数的10%），实现对千万级词元数据集的SFT攻击的有效防护，恢复训练数据，并在类SQL语言生成应用场景中进行验证。
主题二：资源调度与管控
方向一：跨链场景下的隐私保护与安全技术研究
研究目标：面向多场景跨链需求，持续提升跨链算法和解决方案的隐私保护和抗攻击能力。
研究内容：研究满足消息和身份隐私、链间关系隐私、跨链交易计算隐私、链间数据隔离等跨链交易需求的新型隐私跨链解决方案，以及研究能够抵御路由劫持攻击、交易延迟攻击、DDoS攻击等安全攻击的新型隐私跨链解决方案。跨链算法和解决方案必须满足高可用性、原子性、一致性、隔离性和持久性等特性，并且交易确认时间相对于原始区块链的增加不应超过1倍，吞吐量下降不超过20% 。跨链算法和解决方案应该具有开源代码、用例和文档。
方向2：区块链密钥安全理论证明技术研究
研究目标：证明区块链设计满足关键安全属性，验证安全设计与实现的一致性。
研究内容：开发区块链密钥安全证明原型系统，支持共识算法的安全性、交易的不可篡改和数据的完整性、交易的隐私性（身份和信息匿名）、第二层的安全性网络协议证明安全性并针对不安全的设计或实施提出修复计划。系统应实现秒级高效检测，并针对高频交易、跨链交易、批量交易等典型场景进行验证。原型系统应该有开源代码、用例和文档。
主题三：增强信任
方向一：高效、抗恶意的安全多方计算协议研究
研究目标：聚焦反恶意安全多方计算协议中计算执行效率低、通信量大的问题，研究适合隐私计算需求的高效协议，突破现有安全多方计算协议的性能瓶颈。
研究内容：基于SPDZ安全多方计算协议，设计不经意传输等新的密码原语，使协议通信量减少50%，计算速度提高50%以上。针对矩阵乘法、张量积等特殊运算设计加速方法，协议通信量减少90%，计算速度提升5倍以上。高效的协议能够适应机器学习算法并执行原型验证。该协议应该有开源代码、用例和文档。
方向2：联邦学习性能提升技术研究
研究目标：设计一种新的联邦学习算法，解决当前垂直联邦学习计算和推理任务中执行效率低、通信量大的问题。
研究内容：基于FATE等开源联邦学习框架，研究联邦学习场景下联合建模的通信效率优化技术，支持逻辑回归（LR）、梯度提升树（XGB）等2种以上模型。在MNIST 和CIFAR-10 典型数据集上进行验证，在10MB 带宽下，模型训练和推理过程的通信量减少了至少一个数量级。在保证通信量大幅降低的同时，模型精度下降不超过5%。算法应该有开源代码、用例和文档。
方向三：基于GPU加速的零知识证明算法研究
研究目标：解决传统CPU处理Halo2算法时的性能瓶颈问题，研究基于GPU加速的Halo2算法，利用CPU-GPU异构计算技术实现BN254曲线上零知识证明的高效生成和验证。
研究内容：开发基于GPU加速的快速数论变换（NTT）和多标量乘法（MSM）算子，支持蒙哥马利域的计算。在单个GPU上，与32核CPU相比，MSM算子的计算效率提高了10倍以上，NTT算子提高了5倍以上。开发了基于PCI-e传输的CPU和GPU异构加速计算系统原型，支持Halo2算法的证明生成和验证。与CPU系统相比，计算效率提高4倍以上。在具有4块卡的单机中，该系统原型的并发任务处理吞吐量相比CPU系统提高了12倍以上。算子和系统原型支持256位230点计算。
方向4：零知识证明的FPGA硬件加速技术研究
研究目标：针对零知识证明的速度瓶颈问题，研究FPGA硬件加速技术，实现NTT和MSM算子的硬件加速。
研究内容：NTT、MSM等零知识证明关键算子的FPGA硬件加速方案研究。对于BN254椭圆曲线的计算，标量位宽为256位和230点，使用Xilinx Alveo U280或同等FPGA卡。单卡计算时，MSM计算时间不超过40秒，NTT计算时间不超过15秒。当不超过10块卡的集群加速时，MSM计算时间不超过6秒，NTT计算时间不超过1.8秒。
主题四：支持关键场景应用
方向一：联盟链共识机制研究
研究目标：满足航运贸易区块链中大规模共识和灵活仲裁集体共识的需求，研究一种适合联盟链的新型拜占庭容错共识机制，帮助实现航运贸易的大规模部署和分级共识交易区块链，并支持业务领域的关键共识要求。
研究内容：研究一种新的共识机制，支持千级节点参与，支持灵活的仲裁集（如所有成员2/3阈值、委员会2/3阈值、所有委员会）。吞吐量不低于目前100级节点的水平，并且连接进入典型的开源联盟链。上述共识算法应该有开源代码、用例和文档。
方向2：高性能事务调度技术研究
研究目标：满足航运、贸易等大规模区块链应用中的高频业务需求，重点研究区块内交易调度策略，提高交易调度并行度和调度性能。
研究内容：研究基于容器执行引擎的细粒度执行回滚技术、适合多种合约语言（如GO）的预测调度等高性能并行事务调度技术。研究和开发包括非确定性乐观并行性和确定性重新排序。严格遵循块内顺序等不少于3种交易调度算法，在交易调度算法链上实现自适应热切换，接入典型开源联盟链，实现链内减少30%以上区块交易调度时间和链吞吐量提升15%以上。调度算法应该有开源代码、用例和文档。
方向三：区块链监管技术研究
研究目标：针对上海政务、金融、航运贸易、供应链等重点场景的区块链应用安全与合规需求，探索研究适合区块链监管的技术框架，支持相关区块链基础设施安全运行。
研究内容：提出基于区块链系统的自生成监管技术框架，开发并开源区块链监管系统的基础组件和开发工具，对区块链节点、智能合约、交易数据、系统日志等进行穿透分析监管数据采集、异常数据过滤和拦截、智能合约安全审计和漏洞检测、链上内容智能识别决策和风险预警、系统安全性能全流程监控、原型系统构建。并进行验证，初步形成区块链系统和数据的全流程监管标准。
二、申请要求
除满足前述相应条件外，还应当符合下列要求：
1、项目申报单位应是在本市注册的法人或非法人组织，具有相应的组织项目实施的能力。
2.申请人在以往市级财政资金或其他机构（如科技部、国家自然科学基金等）资助项目的基础上提出的新项目，其间的异同、继承和发展关系两点应明确说明。
3、各申报单位和项目参与者应遵守科研诚信管理要求。项目负责人应当承诺所提交材料的真实性。申请单位应对申请人的申请资格负责，并对申请材料的真实性、完整性进行审核。不得提交涉及涉密内容的项目申请。
4.申请项目申请回避专家的，须提交项目可行性方案，同时上传申请单位出具的公函中附有回避理由的专家名单。
5、各申报单位和项目参与者应当遵守科技道德。开展科技活动应当接受科技伦理风险评估。涉及科技部《科技伦理审查办法（试行）》（国科发建[2023]167号）第二条所列范围内的科技活动的，应当按要求进行科技伦理审查，并提供相应资料被提供。科学技术伦理审查审批材料。
6、作为项目负责人承担过2项及以上市科委科技计划在研项目的，不得申报项目负责人。
七、项目预算预算编制应当真实合理，符合市科委科技计划项目资金管理的相关要求。
8、项目实施期限为2024年10月1日至2025年9月30日。每个研究方向拟支持项目不超过2个，每个项目拟投入专项资助资金不超过200万元。
三、申请方法
1.项目申请采取网上提交方式，无需提交纸质材料。申请人可通过“中国上海”门户（http://www.sh.gov.cn）-政务服务-点击“上海金融科技投资信息管理平台”进入申请页面，或直接通过域名https://czkj.sheic.org进入申请页面.cn /进入申报页面：
【首次填写】使用“一站式服务”登录（如果您尚未注册账户，请先前往“一站式服务”账户注册页面完成注册），进入申请引导页面，点击对应的引导主题即可申请项目；
【继续填写】使用“一次在线申请”登录后，继续填写该项目。
2、网上项目提交起始时间为2024年9月2日9:00，截止时间（含申报单位网上评审和提交）为2024年9月19日16:30。
四、评价方法
采取一轮会议审议方式。
五、立项公告
市科委将拟立项项目清单向社会公布，接受公众异议。
6、落实管理要求
1、项目实行里程碑管理。市科委组织包括重点机构在内的项目管理小组，会同项目承担单位制定实施方案和里程碑。项目管理团队定期评估项目进展情况，及时向市科委报告“继续实施”、“暂停”、“调整”、“终止”等决策。
2、项目实行统一的研发管理要求，包括进度管理、代码交付及验收等，在项目管理团队的组织下，在统一的空间内开展联合研究，定期举办前沿技术交流活动。
3、项目相关研发成果应按照统一规范在ChainWeaver开源社区（www.chainweaver.org.cn）发布，包括开源代码、用例、文档等。
七、咨询电话
上海市科学技术委员会
2024 年8 月23 日
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