基于区块链的5G物联网数据共享方案

海量的物联网数据拥有巨大价值,而现有基于云的数据共享机制,面临单点故障、内部泄露等问题,无法确保用户数据的安全共享。为实现高效可信的数据共享,利用区块链技术,提出了基于区块链的5G物联网数据共享方案。该方案首先设计了数据共享框架和数据共享流程;然后基于闪电网络方案,提出了面向物联网数据共享的链下交易机制。实验分析表明,基于区块链的5G物联网数据共享方案具有较强的抗攻击能力;基于闪电网络的交易机制,能够大幅提高交易吞吐量、降低交易时延。     

应用区块链的数据访问控制与共享模型

数据已成为企业的重要资产.如何在企业内部对数据的访问权限进行有效控制、在企业之间安全共享数据一直是一个挑战.区块链中的分布式账本可以从某些方面解决上述问题,但是区块链所应用的非对称加密机制仅可进行一对一的安全传输,并不满足企业内部复杂的访问控制要求.提出一种应用区块链的数据访问控制与共享模型,利用属性基加密对企业数据进行访问控制与共享,达到细粒度访问控制和安全共享的目的.通过对比分析,该模型在安全性和性能上较好地解决了企业内部访问权限难控制、企业之间数据难共享的问题.     

基于分区型区块链医疗电子病历共享方案

针对基于传统区块链进行医疗数据共享时可扩展性受限制的问题,提出一种基于分片技术的区块链扩容共享方案.首先,基于跳跃一致性哈希算法进行周期性网络分片,通过随机划分全网节点大幅度降低单分片内女巫攻击的风险;其次,分片内使用可扩展的去中心化信任基础设施区块链(SBFT)共识协议以降低实用拜占庭容错(PBFT)共识协议的高通信...     

基于区块链的云计算数据共享系统研究

云计算用户通过云平台进行数据共享时面临数据不可控和敏感数据泄露的风险,传统通过数据加密上云的方式在灵活性和执行效率方面存在弊端.借助区块链的去中心化共识和不可篡改等特点,提出了基于区块链的模型和实现方案.采用私链与公链双层结构,通过元数据按规范查询和解析数据,查询结果可验证.数据在私链中存储,公链中存储私链块头,计算通...     

结合区块链的物联网数据安全共享机制

随着物联网技术的发展,物联网呈现出分布式、动态性的特点,设备间的数据交换愈发频繁.传统的数据共享机制往往需要可信第三方实体,但这种方案存在单点故障隐患,对数据提交者不透明,数据可能遭到泄露、篡改.如何保证设备间的安全的数据共享变成一个巨大的挑战.本文提出了一种基于区块链的物联网数据安全共享机制.该机制管理设备间的访问权限和通信.利用区块链不可篡改、去中心化的特性,将设备的权限管理规则和通信管理信息存入区块中,以防恶意用户未经授权访问设备,滥用通信资源.最后,通过在本地搭建测试区块链网络,测试了在调用函数的成本消耗和在不同网络规模下的时间消耗,结果表明该机制实现对设备细粒度的访问控制,实现了安全的数据通信,通过性能测试证明了该方法的可行性.     

区块链赋能的算力网络协同资源调度方法

随着AI内容生成、多媒体处理、VR视频等对于计算资源有着极大需求的互联网服务的快速发展,在可以遇见的将来,计算资源将成为网络中的稀缺资源.算力网络通过将算力作为网络基本单元之一来实现算力的网络化,为这些计算敏感的应用提供了行之有效的解决方案.得益于来自云—边—端等节点的计算资源,算力网络能够为大规模用户提供弹性泛在的计算调度.尽管算力网络具有广泛的应用前景,如何实现在这些地理分布的计算节点之间高效调度,计算资源对于算力网络的性能至关重要.提出了一种区块链赋能的资源调度（blockchain empowered resource allocation,BCERA）算法.不同于现有的资源调度方法,BCERA依赖于一个区块链结构来实现分布式、高效的计算资源调度.特别地,有别于现有的区块链结构,BCERA中的区块链节点通过求解任务调度优化问题来实现区块链的共识,从而在避免共识所带来的额外开销和时延的同时,还能提升系统的可扩展性和鲁棒性.计算资源调度问题被建模为一个马尔可夫决策过程（Markov decision process,MDP）并通过强化学习方法来求解.除此之外,还设计了一个激励机制以鼓励计算节点贡献资源支持算力网络的运转.实验结果表明,所提出的方法能够有效提高资源调度性能.

     

基于区块链的装备数据存储和共享技术研究

针对区块链技术特点和我国军事装备数据特点,并结合信息系统现状,围绕解决各类系统林立、数据物理分散,缺乏顶层规划、数据标准不一,管理职责不明、数据共享困难等重点、难点问题,对基于区块链的装备数据存储技术和基于区块链装备大数据共享技术进行了初步探索研究。提出后续研究的重点,为区块链技术在军队的应用研究做出初步的理论探索和一定的技术积累。     

浅谈区块链技术在物联网中的应用

时至今日,物联网技术已经广泛应用于很多领域,它使得“事物”之间能够相互通信,因此,形成了一个由设备组成的具有一定“感知”能力的网络。尽管物联网好处众多,但仍面临诸多挑战,其中不乏安全和隐私等问题。面对这些问题,人们发明了区块链技术。区块链技术在数据防篡改、高可靠性、数据隐私保护等方面具有先天优势。本文通过分析物联网面临的挑战和区块链技术具有的优势,取长补短,分析了区块链技术在物联网中的应用,供相关读者参考。     

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.     

基于区块链的物联网安全技术探究

近年来,随着区块链概念的提出,人们开始将基于区块链的物联网安全技术应用于物流、医疗、金融等领域。传统物联网存在的信任和安全隐私方面的问题,能够随着区块链分布式数据库系统技术的发展而得到有效改善,从而推动物联网进一步发展。基于此,主要探讨了基于区块链的物联网安全技术特点和物联网发展过程中存在的相关问题,进一步阐述了基于区块链的物联网安全技术的研究与应用。     

Efficient Blockchain-Empowered Data Sharing Incentive Scheme for Internet of Things

In recent years, with many devices continuously joining the Internet of Things (IoT), data sharing as the main driver of the IoT market has become a research hotspot. However, the users are reluctant to participate in data sharing due to security concerns and lacking incentive mechanisms in the current IoT. In this context, blockchain is introduced into the data sharing of IoT to solve the trust problem of users and provide secure data storage. However, in the exploration of building a secure distributed data sharing system based on the blockchain, how to break the inherent performance bottleneck of blockchain is still a major challenge. For this reason, the efficient blockchain-based data sharing incentive scheme is studied for IoT. In the scheme, an efficient data sharing incentive framework based on blockchain is proposed, named ShareBC. Firstly, ShareBC uses sharding technology to build asynchronous consensus zones that can process data sharing transactions in parallel and deploy efficient consensus mechanisms on the cloud/edge servers and asynchronous consensus zones in sharding, thus improving the processing efficiency of data sharing transactions. Then, a sharing incentive mechanism based on a hierarchical data auction model implemented by a smart contract is presentedto encourage IoT users to participate in data sharing. The proposed mechanism can solve the problem of multi-layer data allocation involved in IoT data sharing and maximize the overall social welfare. Finally, the experimental results show that the proposed scheme is economically efficient, incentive-compatible, and real-time, with scalability, low cost, and good practicability.     

基于智能合约的数据共享激励机制研究

随着大数据时代的到来,构建数据共享社区成为一种促进数据收集、流通和使用的新模式,但是在传统社区组织方式下,成员由于互不信任导致不愿共享数据,且共享社区普遍缺乏有效的激励机制,从而限制了数据共享社区的发展。区块链的本质是一个分布式账本,能够提升数据共享的透明性,防止信息滥用,所有存在区块链上的数据可溯源且不可篡改,可以保证数据的归属权,这些都为成员之间的信任打下了基础。在基于区块链的数据共享社区平台上,结合演化博弈理论构建一种数据共享激励模型EGDSI,并通过复制动态力学方程与演化稳定策略分析,得出影响数据共享的关键因素与数据共享激励的3种策略。在此基础上,利用区块链智能合约技术实现安全、高效且动态可调节的数据共享模板引擎。对共享策略影响因素和智能合约激励机制进行仿真分析,结果表明,该数据共享激励机制可以有效促进用户参与数据共享,相较EGI模型,EGDSI模型能够更快地达到数据共享饱和状态。     

面向物联网数据安全共享的属性基加密方案

物联网的发展一直面临着严峻的安全威胁和挑战,而物联网数据的安全共享及细粒度访问控制是其急需应对的安全问题之一.针对该问题,提出一种面向物联网数据安全共享的访问结构隐藏的属性基加密方案.该方案在保证数据隐私的情况下,能够实现密文数据的细粒度访问控制.首先提出一种将身份加密方案(identity-based encryption, IBE)转换为支持多值属性与门的密文策略属性基加密方案(ciphertext-policy attribute-based encryption, CP-ABE)的通用转换方法,并且转换后的CP-ABE能够继承IBE的特征.然后基于该转换方法将Wee提出的接收者匿名IBE方案转换为访问结构隐藏的CP-ABE方案,实现了密文、用户私钥、公钥和主私钥长度恒定,且解密只需一个双线对运算.而后将该CP-ABE方案应用于物联网中的智慧医疗应用场景,并给出应用的系统模型及步骤.最后,理论分析与实验结果表明所提方案在实现访问结构隐藏时,在计算效率、存储负担及安全性方面具有优势,在实际应用于物联网环境时更加高效和安全.     

抗位置隐私泄露的物联网频谱共享激励机制

海量的物联网设备涌入,在加剧频谱资源紧缺的同时,仍存在着大量授权用户的频谱资源未被充分利用的矛盾.对授权用户的空闲频谱实施共享是解决这一矛盾的关键所在.然而,出于自私性和顾虑位置隐私泄露,一些授权用户不愿共享其空闲频谱,将会严重制约频谱共享在物联网中的有效实施.鉴于此,采用Geohash编码前缀和二进制编码后缀相结合的k匿名区域位置编码方式,设计编码优化的Casper模型(GB-Casper).该模型以授权用户所需的最小匿名区域面积A\\-\\{min\\}控制Geohash编码长度,利用二进制编码进行k匿名区域的细粒度划分,通过字符串比较运算判断生成的k匿名区域中是否包含k-1个用户,以此减少二进制编码位数来逐渐扩大扫描区域,得到满足位置隐私保护的k匿名区域代替授权用户真实位置.引入频谱贡献度,连同位置隐私保护水平量化到博弈模型中,形成抗位置隐私泄露的物联网频谱共享激励机制.仿真结果表明,提出的方案可以快速构建k匿名区域,在防止位置隐私泄露的条件下,能有效激励授权用户积极参与频谱共享.     

基于区块链的微电网数据安全共享方案

新能源发电因具有不稳定的特点,给当前微电网的安全稳定运行带来数据集中存储、数据泄露、共享困难等问题。结合区块链的分布式架构、数据安全透明可追溯、去中心化等特点,设计一个微电网数据安全共享方案。在初始化阶段,用户需要完成账户注册并将智能电表接入数据采集器,利用改进的ElGamal加密算法对采集的数据进行加密,将打包好的数据区块对外广播,发起共识,采用积分取代传统区块链共识机制中的代币进行流通,待各节点达成共识后将数据包存储在链下数据库中,并将其存储地址返回至链上进行存储。数据共享的实现则需查询方提交访问申请,智能合约自动执行完成数据的共享。实验结果表明,该方案能够有效抵御51%攻击、内部攻击、修改攻击等,算法效率较传统算法提高3倍,且系统开销不足165p,交易吞吐量最高接近300 tx/s,明显提高了交易速率并保证数据的安全共享。     

可控、可追责的敏感数据共享方案

在大数据时代下,海量数据之间的共享是充分挖掘数据价值的前提.对涉及用户隐私的敏感数据,需要对其共享过程特别关注,而传统的数据共享方式存在数据流向不明确、难以追责等缺陷.针对这些问题,基于区块链提出了一种支持监管的敏感数据可控共享方案.通过使用动态累加器技术实现敏感数据的访问控制,数据拥有方可以灵活地授予或者撤销其他参与方对数据的访问权限,实现数据拥有方对数据的可控性.设置监管方对数据请求过程进行审核,监管方将为通过审核的数据请求方颁发监管凭证,只有拥有监管凭证且获得数据拥有方授权的数据请求方才能获得数据.为保护数据请求方的隐私,通过强指定验证者签名技术,使无关第三方无法获得数据请求方的身份信息.使用区块链技术记录数据的请求和响应情况,该记录只有监管方可以读取,从而实现了监管方对数据共享全流程的可监管性.安全性分析表明,方案满足数据请求方隐私性、数据拥有方可控性、可监管性,仿真实验验证了方案的可行性.     

基于区块链的医疗数据共享模型研究

根据医疗行业现状,不难发现各医疗机构间共享数据困难,因为医疗数据的校验、保存和同步一直是一个难点.病人、医生以及研究人员在访问和共享医疗数据时存在严格的限制,这一过程需要花费大量的资源和时间用于权限审查和数据校验.本文提出一个基于区块链的医疗数据共享模型,具有去中心化、安全可信、集体维护、不可篡改等特点,适用于解决各医疗机构数据共享的难题.本文详细介绍了模型的组件以及实现原理.将现有医疗机构进行分类,配合使用改进的共识机制实现了方便、安全、快捷的数据共享.此外,通过对比医疗数据共享存在的问题,分析了本模型的优势以及带来的影响.     

基于区块链的物联网数据服务信誉评估模型

地质大数据共享与应用平台、专业移动大数据服务平台等现有集中式物联网数据服务平台多数存在缺乏信誉评估体系、用户隐私泄露、数据防篡改能力弱等安全性问题。为使用户能从海量物联网数据中精准快速地检索出高质量数据,设计并实现基于区块链的数据服务信誉评估模型。利用层次分析法进行信誉评估指标权重计算,采用智能合约和星际文件系统实现物联网数据的存储、验证、保护和共享,通过区块链和Redis缓存技术完成物联网数据和信誉数据的安全快速存取,同时使用环签名技术保证评价真实性并隐藏用户个人信息。测试结果表明,该模型具有去中心化、可信、安全高效和不可篡改的特性,能够满足物联网数据服务平台的信誉评估需求。     

基于区块链的电子病历数据共享方案

以区块链为数据存储平台的电子病历系统是当下研究的热点. 存储在区块链上的数据是不可变的, 这加强了数据的安全性. 提出了一个基于区块链的电子病历数据共享方案, 实现了患者和第三方数据用户在不侵犯患者隐私的前提下共享患者电子病历. 使用私有链与联盟链构造方案的系统模型, 医院服务器上存储患者的电子病历密文, 私有链上存储患者病历密文的哈希值和关键字索引, 联盟链上存储由关键字索引构成的安全索引. 同时利用可搜索加密技术实现了联盟链上对关键字的安全搜索, 运用代理重加密算法实现了第三方数据用户对患者电子病历的共享. 通过数值实验对方案进行了性能评估.     

Data Security Storage Model of the Internet of Things Based on Blockchain

With the development of information technology, the Internet of Things (IoT) has gradually become the third wave of the worldwide information industry revolution after the computer and the Internet. The application of the IoT has brought great convenience to people’s production and life. However, the potential information security problems in various IoT applications are gradually exposed and people pay more attention to them. The traditional centralized data storage and management model of the IoT is easy to cause transmission delay, single point of failure, privacy disclosure and other problems, and eventually leads to unpredictable behavior of the system. Blockchain technology can effectively improve the operation and data security status of the IoT. Referring to the storage model of the Fabric blockchain project, this paper designs a data security storage model suitable for the IoT system. The simulation results show that the model is not only effective and extensible, but also can better protect the data security of the Internet of Things.