物联网中基于智能合约的访问控制方法

针对物联网中设备资源受限、连接数量大、动态性强等特点,传统的集中式访问控制技术已不完全适用,如何在物联网环境中实现安全高效的访问控制授权成为亟待解决的关键问题.对此,提出一种基于层级区块链的物联网分布式体系架构(distributed architecture based on hierarchical blockchain for Internet of things, DAHB).在该架构中以基于属性的访问控制(attribute-based access control, ABAC)模型为基础,采用智能合约的方式实现对物联网设备基于属性的域内和跨域的灵活、动态、自动化的访问控制.同时,在属性度量中增加信任值与诚实度动态评估不同域间和设备间的信任关系,保证实体能够履行合约的信用能力和稳定性.理论分析和实验结果表明：该方案比现有方案更有效解决物联网访问控制中存在的轻量级、灵活性、细粒度和安全性问题.     

以太坊智能合约安全形式化验证方法研究进展

以太坊智能合约是区块链技术的典型应用和实现.由于智能合约一旦部署就难以修改,智能合约在上链之前的正确性显得至关重要.虽然很多当前工作都对于智能合约漏洞的检测与预防进行了一系列研究,但是对于检查合约属性和范式的形式化验证方法还没有比较全面的总结.首先介绍了智能合约基本的表示和编译方式、常用的编程语言、出现的漏洞类型和常见...     

智能合约的形式化验证方法综述

智能合约的引入使得区块链技术蓬勃发展,其安全问题成为了目前一大热点研究课题.智能合约编写语言及其不可篡改特性,可能导致安全漏洞的产生且无法被修复,进而会让使用者面临巨大的经济损失.为了对智能合约漏洞进行分析,越来越多的学者引入了形式化方法,对智能合约的源码和字节码进行安全验证,最大程度地保证智能合约的安全.论文介绍了智...     

智能合约的时间约束模式及其形式化验证

智能合约是一套以数字形式定义的承诺.通过智能合约可以大大减少协议制定的中间环节, 提高协议制定的效率.区块链技术为智能合约的执行提供了可信平台.随着区块链应用的拓广与深入, 智能合约的作用必然越来越突出, 智能合约的可靠性问题也将更加突显.以提高智能合约可靠性为目的的研究日益得到重视, 但尚未有人对智能合约的时间性质可能引起的可靠性问题进行过系统的研究.本文通过分析典型智能合约, 对智能合约时间约束的不同表现形式进行梳理, 提炼出相应的时间约束模式并对其进行形式化; 定义Solidity智能合约到时间自动机的转换规则并实现其到实时模型检测工具UPPAAL入口模型的自动转换; 再利用UPPAAL验证合约的时间相关性质.最后对两个实际合约进行实例研究, 结果表明本文所提炼模式的普遍性以及本文所提出形式化验证方案的可行性和有效性.     

基于区块链和智能合约的物联网访问控制架构

为解决传统的中心化的物联网(Internet of Things,IoT)访问控制解决方案中存在的单点失效、规模受限等安全问题,基于以太坊区块链和智能合约技术,采用中心化与去中心化相结合的方法,提出了一个面向IoT的访问控制架构.该架构中设计了多个访问控制合约、一个设备管理合约、一个管理员管理合约等多种合约,来实现去中...     

面向MSVL的智能合约形式化验证

智能合约是运行在区块链上的计算机协议,被广泛应用在各个领域中,但是其安全问题层出不穷,因此在智能合约部署到区块链上之前,需要对其进行安全审计.然而,传统的测试方法无法保证智能合约所需的高可靠性和正确性.说明了如何使用建模、仿真与验证语言(MSVL)和命题投影时序逻辑(PPTL)对智能合约进行建模和验证:首先介绍了MSV...     

基于智能合约的物联网访问控制架构与验证

针对传统的访问控制方法存在单点故障,不能提供可信、安全、动态化权限管理的问题,提出了一种面向无线传感器网（WSN）的基于区块链和智能合约的新型访问控制方法,以解决现有的基于区块链的访问控制方法存在的访问动态化、智能化水平不高等问题。首先,提出一种基于区块链的新型访问控制管理架构,降低网络运算开销;其次,搭建多层次智能合约体系,设计代理合约（AC）、权限管理合约（AMC）和访问控制合约（ACC）,以实现对WSN的可信化、动态化的权限管理;最后,采用基于径向基函数（RBF）神经网络的动态权限生成算法,并结合访问政策动态生成访问节点的信用度阈值,实现面向WSN海量传感器的智能化、动态化的访问控制管理。实验结果表明,所提模型在WSN安全访问控制应用上具有可行性、安全性和有效性。     

基于智能合约的物联网访问控制系统

在物联网环境下,传统访问控制方法采用集中式的决策实体进行访问控制授权,容易出现单点故障和数据篡改等问题,造成用户隐私数据的丢失及设备被他人非法占用.利用区块链的去中心化、不可篡改及可编程的特性,将区块链技术和访问控制技术相结合,提出一种新的物联网访问控制系统,并为该系统设计一个依托于超级账本的访问控制策略模型FACP....     

改进的物联网感知层访问控制策略

针对当前物联网感知层中海量终端节点访问控制策略可适应性以及运行效率的不足,提出一种高效的访问控制策略。一方面,该策略采用基于属性的访问控制(ABAC)机制,规范了ABAC形式化定义,给出了物联网感知层下的访问控制策略框架,实现了更加细粒度的授权;另一方面,该策略采用了一种改进的密文策略基于属性加密(CP-ABE)算法,引入了析取范式结构,用DNF树替代传统CP-ABE算法中AND/OR访问树结构,有效地简化了计算,提高了系统运行效率。通过实验分析,该策略相比传统的访问控制方法减少了系统的时间开销,在物联网环境下更具适应性和优越性。     

基于区块链的物联网可伸缩管理机制

为了解决大规模物联网（IoT）设备集中式管理的安全性和可伸缩性问题,提出一种基于区块链技术的轻量级物联网设备可伸缩管理框架。该框架采用区块链网络,在网络中部署智能合约为设备管理提供操作接口,利用设备管理器将轻量级物联网设备独立于区块链网络之外,并改进了区块链中拜占庭容错算法（PBFT）的一致性协议,增加了动态选举机制。仿真实验分别对改进共识算法的性能和机制的可伸缩性进行验证,结果表明,该机制具有良好的伸缩性,设备管理器每秒能响应约1 000次的请求。与传统PBFT算法相比,改进算法提高了交易吞吐量,缩短了交易延时,并减少了通信开销。     

基于形式化方法的智能合约验证研究综述

智能合约是区块链技术应用的一个重要场景,智能合约技术实现了区块链的可编程化,提高了其扩展性,有广阔的应用前景。然而,一系列关于智能合约的安全事件造成了大量经济损失,削弱了人们的信心,安全性问题已经成为制约智能合约进一步发展的关键问题。如果合约设计和代码实现的过程中存在缺陷,可能会造成严重后果。而智能合约发布后无法修改,因此,在智能合约发布前对其正确性做出验证尤为重要。近年来,国内外学者在智能合约的验证领域取得了大量成果,但对这些研究成果的系统分析和总结相对较少。对以太坊的交易过程、gas 机制、存储结构、编写语言做了简要介绍,在此基础上调查归纳了智能合约中常见的8种漏洞类型,解释了漏洞产生的原因,回顾了一些真实发生的安全事件并给出了漏洞示例代码;根据不同的技术手段,如符号执行、模型检测、定理证明等,对智能合约的形式化验证工作做分类介绍,分析了各种方法的优劣,并选取了3个开源的自动化验证工具Mythril、Slither和Oyente,从运行效率、检测漏洞类型以及准确率等方面作出实验评估和对比;研究了目前已有的相关综述文章,总结了这些研究的区别与优势;概述了智能合约的漏洞检测技术中仍存在的关键问题,对智能合约验证工作的现状进行了分析和展望,提出了未来能够进一步研究的方向。     

基于智能合约的分类分级属性访问控制方法

传统医疗数据共享模型存在访问效率低下和访问控制中心化问题。针对医疗数据动态性强、数据量大和隐私度高的特点,提出一种基于智能合约的分类分级属性访问控制方法。首先,对属性和级别进行划分,形成属性类别和资源隐私等级,根据资源等级设计不同粒度的访问控制策略,合理配置属性信息,提升用户访问效率;然后,利用智能合约为访问控制提供去中心化的执行环境,允许自动化策略判决,解决集中式访问控制带来的安全隐患;最后,实验结果表明该方案能够有效提高访问控制效率,实现访问控制智能判决,保证医疗数据的安全共享。     

基于区块链的物联网访问控制框架

物联网（IoT）中入网设备的海量性、动态性和设备轻量级是内在联系并同时存在的特征。为了同时满足上述三个特征,提出一种基于区块链的IoT访问控制（BBIAC）框架。首先提出了该框架下的BBIAC模型,在IoT授权过程中引入属性的概念以满足模型对海量性的支持;而区块链自身的分布式结构和身份认证方式为该模型提供了动态性的支持;同时,区块链自身提供的安全性和多机构信任使BBIAC模型可以将需要大规模计算和存储的部分部署在区块链中,使该模型支持轻量级的IoT设备。接着,介绍了BBIAC模型完整的工作流程。然后,通过着色Perti网（CPN）对BBIAC模型进行形式化的安全性评估,证明了BBIAC模型的安全性。实验结果表明,BBIAC适用于具有海量性、动态性和设备轻量级特征的IoT环境。     

基于区块链的物联网设备自主管控方案

传统物联网设备管理系统可能存在隐私数据易泄露、设备运行情况难掌握、异常事件难追溯等痛点, 给个人、企业乃至社会层面都带来了不利影响. 针对以上问题, 本文设计了一种基于区块链的物联网设备自主管控及管控行为审计方案, 通过区块链存证技术将接入系统的设备信息锚定至区块链, 对设备全生命周期进行管理; 基于智能合约技术实现对物联网设备的数据采集、分析及远程管控的一体化自主管控流程; 最后, 结合区块链不可篡改和可追溯的特性对用户行为进行安全审计. 分析结果表明, 本方案具备安全性高、扩展性强等特点, 为构建物联网系统安全管理架构提供了思路.     

基于区块链物联网的抽样检测平台

当前我国的抽样检测平台信息化智能化程度较低导致抽检工作效率低下, 且中心化平台导致了数据可篡改与来源不可信问题. 针对这些问题, 提出了一种面向抽样检测的区块链技术方案, 利用区块链中联盟链多中心化、不可篡改、隐私保护等特点, 结合物联网终端设备对过程的智能感知, 实现了数据安全可信, 过程可追溯可监控的抽样检测平台, 提高了抽样检测的效率与检测结果的可信性, 保障了数据的安全性.     

基于主侧链合作的区块链访问控制策略

传统区块链技术处理交易能力弱、吞吐量低,不仅难以处理工业环境下的海量数据,而且其访问控制策略权限管理效率低,安全性不足。针对上述问题,提出一种基于主侧链合作的工业物联网访问控制策略。通过Plasma Cash框架构建高性能DPOS侧链,并根据合约将侧链与主链双向锚定,实现区块链的主侧链扩容。根据工业物联网的节点特点和主侧链区块链的运行环境,设计适用于主侧链环境的访问控制模型,访问控制模型内的主客体信息收集点阻隔外部实体直接访问,信息处理点实现访问控制策略执行与存储分离。将模型编写成图灵完备智能合约后放至侧链上,侧链负责合约的执行并通过稀疏默克尔树算法与主链进行数据的批量同步验证。实验结果表明,该策略可对基于工业物联网的区块链传输速度和稳定性进行有效优化,提高了控制策略的管理效率和安全性,可满足工业物联网中的使用需求。