關於發佈上海市2024年度區塊鏈關鍵技術攻關專項項目指南的通知

關於發佈上海市2024年度

“科技創新行動計劃”

區塊鏈關鍵技術攻關

專項項目指南的通知

滬科指南〔2024〕10號

各有關單位：

爲加快建設具有全球影響力的科技創新中心，強化本市區塊鏈領域科技創新策源功能，根據《上海區塊鏈關鍵技術攻關專項行動方案（2023-2025年）》，上海市科學技術委員會特發佈本指南。

一、徵集範圍

專題一：新型體系架構

方向1：虛擬機與執行引擎技術研究

研究目標：聚焦零知識虛擬機的前沿技術路線，研發通用零知識虛擬機，提升虛擬機數據處理性能，支撐應用生態建設。

研究內容：研發通用零知識虛擬機，支持包括RUST和GO在內的不少於2種編程語言，支持包括BN254曲線標量域在內的不少於2種有限域的可裝配，實現以CPU運行單體證明者，在典型測試場景下（如哈希、驗籤），性能優於開源系統（如Risc0）。設計新型區塊鏈鍵-值（Key-Value）存儲累加器，在Halo2開發框架中實現其零知識證明電路，電路支持累加器的更新操作證明與批量操作證明，電路規模小於典型開源系統（如PSE-zkEVM），實現其電路以查找表形式接入零知識EVM電路中。上述通用零知識證明虛擬機和新型區塊鏈KV存儲累加器應開源代碼、用例、文檔。

方向2：大模型隱私保護技術研究

研究目標：針對大模型參數與訓練數據等資產隱私保護的需求，構建大模型關鍵參數識別、篩選及隱私保護算法框架。

研究內容：研發大模型隱私保護算法框架及實施方案，對於擁有不超過130億參數量級的模型，算法工具能夠在2小時內篩選出模型中最具保護價值的參數並給出推薦模型參數保護數量（不超過模型參數總量的10%），實現針對千萬級詞元數據集SFT攻擊還原訓練數據的有效防護，並在類SQL語言生成應用場景進行驗證。

專題二：資源調度與管控

方向1：跨鏈場景的隱私保護和安全技術研究

研究目標：面向多場景跨鏈需求，持續提升跨鏈算法與解決方案的隱私保護和抗攻擊能力。

研究內容：研究滿足跨鏈交易的消息和身份隱私、鏈間關係隱私、跨鏈交易計算隱私、鏈間數據隔離等性質的新型隱私跨鏈方案，研究可抵禦路由劫持攻擊、交易延遲攻擊、DDoS攻擊等安全攻擊的新型安全跨鏈方案，跨鏈算法和解決方案需滿足高可用性、原子性、一致性、隔離性、持久性等性質，且相對於原有區塊鏈交易確認時間增加不超過1倍，吞吐量下降不超過20%。跨鏈算法和解決方案應開源代碼、用例、文檔。

方向2：區塊鏈關鍵安全性的理論證明技術研究

研究目標：證明區塊鏈設計滿足關鍵安全性質，覈實安全設計與實現之間的一致性。

研究內容：研發區塊鏈關鍵安全性證明原型系統，支持對共識算法的安全性、交易的不可篡改性和數據的完整性、交易的隱私性（身份和信息匿名）以及二層網絡協議的安全性證明，對不安全設計或實現，提出修復方案。系統應實現秒級高效檢測，並在高頻交易、跨鏈交易、批量交易等典型場景進行驗證。原型系統應開源代碼、用例、文檔。

專題三：信任增強

方向1：高效抗惡意的安全多方計算協議研究

研究目標：聚焦抗惡意的安全多方計算協議存在計算執行效率低、通信量大等問題，研究適用於隱私計算需求的高效協議，突破現有安全多方計算協議的性能瓶頸。

研究內容：基於SPDZ安全多方計算協議，設計新型的不經意傳輸等密碼學原語，實現協議通訊量降低50%，計算速率提升50%以上。設計面向矩陣乘法、張量積等專用運算的加速方法，協議通訊量降低90%，計算速率提升5倍以上。高效協議具備適配機器學習算法的能力，並進行原型驗證。協議應開源代碼、用例、文檔。

方向2：聯邦學習性能提升技術研究

研究目標：針對當前縱向聯邦學習計算和推理任務執行效率低、通信量大等問題，設計新型聯邦學習算法。

研究內容：基於FATE等開源聯邦學習框架，研究聯邦學習場景下聯合建模的通信效率優化技術，支持邏輯迴歸（LR）、梯度提升樹（XGB）等2種以上模型，在MNIST、CIFAR-10等典型的數據集上進行驗證，在10MB帶寬下，模型訓練和推斷過程通信量下降至少一個數量級。在保證通信量顯著降低的同時，模型準確率下降不超過5%。算法應開源代碼、用例、文檔。

方向3：基於GPU加速的零知識證明算法研究

研究目標：針對傳統CPU在處理Halo2算法時的性能瓶頸問題，研究基於GPU加速的Halo2算法，利用CPU-GPU異構計算技術，實現零知識證明在BN254曲線上的高效生成和驗證。

研究內容：研發基於GPU加速的快速數論變換（NTT）和多標量乘法（MSM）算子，支持蒙哥馬利域下計算，在單個GPU上，相較於32核CPU，MSM算子計算效率提升10倍以上，NTT算子提升5倍以上。研發基於PCI-e傳輸的CPU與GPU異構加速計算系統原型，支持Halo2算法的證明生成和驗證，相較於CPU系統計算效率提升4倍以上，在單機4卡配置下，系統原型的併發任務處理吞吐量相較於CPU系統提升12倍以上。算子和系統原型在256比特下支持230點數計算。

方向4：零知識證明的FPGA硬件加速技術研究

研究目標：針對零知識證明的速度瓶頸問題，研究FPGA硬件加速技術，實現NTT和MSM算子的硬件加速。

研究內容：研究NTT、MSM等零知識證明關鍵算子的FPGA硬件加速解決方案。針對BN254橢圓曲線，標量位寬爲256比特，230點數的計算，採用Xilinx Alveo U280或相當FPGA卡，單卡計算時，MSM計算時間不超過40秒，NTT計算時間不超過15秒。不超過10卡集羣加速時，MSM計算時間不超過6秒，NTT計算時間不超過1.8秒。

專題四：支撐重點場景應用

方向1：聯盟鏈共識機制研究

研究目標：面向航運貿易區塊鏈中大規模共識和靈活仲裁集合共識的需求，研究適用於聯盟鏈的新型拜占庭容錯共識機制，助力實現航運貿易區塊鏈大規模部署和分層共識，支撐關鍵業務領域共識需求。

研究內容：研究支持千級節點參與、支持靈活仲裁集合（如全員2/3閾值、委員會2/3閾值、委員會全體）的新型共識機制，吞吐量不低於當前百級節點水平，並接入典型開源聯盟鏈。上述共識算法應開源代碼、用例、文檔。

方向2：高性能交易調度技術研究

研究目標：面向航運貿易等大規模區塊鏈應用中的高頻業務需求，聚焦區塊內交易調度策略，提升交易調度並行度與調度性能。

研究內容：研究基於容器執行引擎的細粒度執行回滾技術、適用於多種合約語言（如GO）的預測式調度等高性能並行交易調度技術，研發包括非確定性樂觀並行、確定性重排序、嚴格按照區塊內順序等不少於3種交易調度算法，並實現交易調度算法鏈上自適應熱切換，接入典型開源聯盟鏈，實現塊內交易調度時間減少30%以上，鏈吞吐量提升15%以上。調度算法應開源代碼、用例、文檔。

方向3：區塊鏈監管技術研究

研究目標：針對區塊鏈在上海市政務、金融、航運貿易和供應鏈等關鍵場景中的應用安全與合規需求，探索和研究適用於區塊鏈監管的技術框架，支撐相關區塊鏈基礎設施的安全運行。

研究內容：提出基於區塊鏈系統的自生監管技術框架，研發完成並開源區塊鏈監管系統的基礎組件和開發工具，對區塊鏈節點、智能合約、交易數據、系統日誌等進行穿透式監管數據的採集，實現異常數據的過濾與阻斷、智能合約的安全審計與漏洞探查、鏈上內容的智能識別決策與風險預警、系統安全性能的全流程監控，搭建原型系統並驗證，初步形成區塊鏈系統與數據的全流程監管標準。

二、申報要求

除滿足前述相應條件外，還須遵循以下要求：

1. 項目申報單位應當是註冊在本市的法人或非法人組織，具有組織項目實施的相應能力。

2. 對於申請人在以往市級財政資金或其他機構（如科技部、國家自然科學基金等）資助項目基礎上提出的新項目，應明確闡述二者的異同、繼承與發展關係。

3. 所有申報單位和項目參與人應遵守科研誠信管理要求，項目負責人應承諾所提交材料真實性，申報單位應當對申請人的申請資格負責，並對申請材料的真實性和完整性進行審覈，不得提交有涉密內容的項目申請。

4. 申報項目若提出迴避專家申請的，須在提交項目可行性方案的同時，上傳由申報單位出具公函提出迴避專家名單與理由。

5. 所有申報單位和項目參與人應遵守科技倫理準則。擬開展的科技活動應進行科技倫理風險評估，涉及科技部《科技倫理審查辦法（試行）》（國科發監〔2023〕167號）第二條所列範圍科技活動的，應按要求進行科技倫理審查並提供相應的科技倫理審查批准材料。

6. 已作爲項目負責人承擔市科委科技計劃在研項目2項及以上者，不得作爲項目負責人申報。

7. 項目經費預算編制應當真實、合理，符合市科委科技計劃項目經費管理的有關要求。

8. 項目執行期限爲2024年10月1日到2025年9月30日。每個研究方向擬支持不超過2個項目，每個項目擬投入專項資助經費不超過200萬元。

三、申報方式

1. 項目申報採用網上申報方式，無需送交紙質材料。申請人通過“中國上海”門戶網站（http://www.sh.gov.cn）--政務服務--點擊“上海市財政科技投入信息管理平臺”進入申報頁面，或者直接通過域名https://czkj.sheic.org.cn/進入申報頁面：

【初次填寫】使用“一網通辦”登錄（如尚未註冊賬號，請先轉入“一網通辦”註冊賬號頁面完成註冊），進入申報指南頁面，點擊相應的指南專題，進行項目申報；

【繼續填寫】使用“一網通辦”登錄後，繼續該項目的填報。

2. 項目網上填報起始時間爲2024年9月2日9:00，截止時間（含申報單位網上審覈提交）爲2024年9月19日16:30。

四、評審方式

採用一輪會議評審方式。

五、立項公示

市科委將向社會公示擬立項項目清單，接受公衆異議。

六、實施管理要求

1. 項目實行里程碑管理。由市科委組織形成包括重點機構在內的項目管理團隊，與項目承擔單位共同制定實施計劃與里程碑節點。項目管理團隊定期評估項目進展情況，並及時報請市科委作出“繼續實施”“暫停”“調整”“終止”等決定。

2. 項目實行統一的研發管理要求，包括進度管理、代碼交付與驗收等，在項目管理團隊組織下在統一空間開展聯合攻關，定期舉行前沿技術交流活動。

3. 項目相關研發成果，應按照統一規範在ChainWeaver開源社區（www.chainweaver.org.cn）發佈開源代碼、用例、文檔等。

七、諮詢電話

上海市科學技術委員會

2024年8月23日

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