区块链技术应用于物联网: 发展与展望

针对物联网设备部署在较偏远地区而导致的传输链路易受损或传输覆盖范围有限等问题, 在此场景中引入无人机和移动边缘计算(mobile edge computing, MEC)技术, 有效改善物联网设备能源供给, 优化计算资源, 同时提升通信覆盖范围, 减少不必要的网络开销. 另外, 区块链技术的引入保证了数据计算卸载与交互过程中的安全性和可靠性, 实现了数据共享. 因此, 面向无人机辅助的物联网系统提出一种融合MEC和区块链的资源分配决策方法, 以实现MEC系统和区块链系统性能的最佳权衡为目标, 综合考虑频谱资源和计算资源的分配, 构建问题模型, 并采用基于交替方向乘子(alternating direction method of multipliers, ADMM)法的分布式优化算法求解该优化问题. 仿真结果表明, 所提优化框架可以有效减少MEC系统的总能耗和区块链系统的计算时延. 同时, 所提方法具有良好的收敛性能, 系统稳定性得到充分保证.

     

基于区块链智能合约的物联网数据资产化方法

使用基于区块链智能合约的物联网数据资产化方法解决物联网系统中个人数据难以确权、数据资产的量化跟踪和价值转移无法高效完成等问题.借助区块链数字指纹将数据所有权和控制权从设备生产商转移至用户,为个人数据确权;通过全生命周期管理和数字签名等技术,将设备状态和数据哈希值存储至区块链,保证数据的可靠性;使用智能合约构建去第三方数据交易平台,保证数据共享的安全性,便捷地完成数据变现和数据价值转移.攻击可能性和攻击成功概率的量化分析结果表明,区块链智能合约技术可以为数据提供防篡改性,消除数据交易过程中的信任问题.借助区块链智能合约技术能够初步实现物联网数据的资产化,促进物联网设备的数据价值转移和共享.     

区块链技术及其具体应用

区块链是一种去中心化的分布式账本数据库,具有分布式、公开透明、信息可追溯性等特点。对区块链技术的基础原理和关键技术进行了说明,包括区块链运行机制、核心数据结构、交易层的隐私保护以及区块链的分类。简要介绍了基于区块链技术的加密方案研究现状。具体阐述了近年来智能电网和物联网领域与区块链的结合方案。     

物联网区块链中基于演化博弈的分片算法

分片技术被广泛认为是一种克服当前物联网区块链系统可扩展性限制的有效解决方案。然而,由于恶意节点随机分布以及区块链网络复杂的参数配置,如何保证分片的有效性仍具有挑战。首先,对分片区块链的性能进行建模,分析其安全性和可扩展性。其次,为减少恶意节点的聚集以及提高网络的性能,提出了一种基于演化博弈的分片选择算法来优化节点的分片决策。仿真结果表明,提出的分片算法可以使恶意节点尽可能地均匀分布于各个分片中,同时提高分片区块链的性能,进而更好地支持区块链在物联网中的应用。     

人工智能与区块链赋能物联网:发展与展望

近年来,人工智能(artificial intelligence,AI)与区块链技术在物联网(Internet of things,IoT)场景中的应用,引起了学术界和工业界对2项技术的广泛关注和深度研究.区块链技术具有去中心化、匿名性、公开透明和不可篡改性等特点,但同时在可扩展性、系统能耗和安全性等问题上亟待改进.而AI技术作为一种强大的分析和决策工具,可以在实时场景中对数据进行预测与分析,并且做出最优决策,但AI技术的中心集中化结构以及安全可信的需求对其广泛应用带来很大的局限性.因此,在IoT场景中,应用2项技术并整合发挥各自优势,已经成为当前研究的重点.对AI与区块链技术赋能IoT场景进行了系统性综述,分别从AI辅助的区块链和基于区块链的AI两方面进行阐述和分析,并且对融合2项技术的发展现状以及相关特征应用于IoT场景进行系统性论述.最后,讨论了关于两者结合赋能给IoT带来更大的优势以及未来发展趋势和挑战.     

基于区块链技术的无线网络通信数据聚合隐私保护算法

针对无线网络通信数据聚合过程中存在的信息安全问题,提出一种基于区块链技术的无线网络通信数据聚合隐私保护算法.应用隐私同态技术对无线网络通信数据进行初步聚合及加密处理,并应用区块链技术对聚类数据在分布式节点中的传播特性制定相关制约关系,完成数据传输的去中心化,从而实现对无线网络通信数据的隐私保护.实验测试结果验证了算法的...     

区块链安全综述

区块链技术提供了一种在开放环境中存储数据、执行交易和处理业务的新方法,具有去中心化、防篡改等优势.从以比特币为代表的1. 0时代,到以以太坊为代表的2. 0时代,区块链技术已经对金融、物联网、供应链等行业产生了革命性的影响.然而由于技术和管理等方面的问题,目前区块链技术仍面临着很多安全挑战.首先,本文从信息安全、系统安全和隐私安全3个角度讨论了恶意信息攻击、51%攻击、智能合约攻击、拒绝服务攻击等8种区块链技术面临的攻击,分析了这些攻击的原理、执行过程和破坏性.接着,从以上3个角度详细讨论了智能矿池、Securify分析工具、混合技术、零知识证明等12种区块链安全保障技术,分析了这些安全保障技术的原理、执行过程、优点和局限性.最后,对区块链技术的未来研究方向进行了展望.     

一种区块链驱动的生物启发式威胁检测方法

生物启发式检测系统因其固有的自适应性、弹性部署和全局智能等特点而在5G、物联网等领域受到广泛关注,然而其自身缺乏安全机制,可能成为攻击目标而带来新的安全风险。基于对此类生物启发检测系统的架构组成和潜在安全风险的分析,针对传统分布式检测系统可能遭受中间人攻击和共谋攻击的问题,提出一种基于区块链的分布式数字蚂蚁安全检测方法。该方法使用聚合签名的方式来提高系统的隐私性,对检测数据进行加密,基于共识机制进行分布式威胁评估。基于区块链的分布式数字蚂蚁安全检测方法将数字蚂蚁威胁检测系统改造成一个区块链应用,利用区块链的结构优势有效地提高了威胁检测服务的鲁棒性。     

面向物联网主从链结构的认证机制

物联网中不同系统间的认证已成为急需解决的问题，虽然通过单个区块链的分布式、去中心化的优势可以实现对物联网设备的可信访问和管理，但是区块链单链结构存在可扩展性低、吞吐量低的特点，导致设备认证效率低下。针对上述问题，提出基于主从链结构的物联网设备身份认证网络结构，引入信誉评估机制，通过选择信誉值高的共识节点并优化共识阶段，改进实用拜占庭共识(PBFT)算法，获得新的共识算法L-PBFT;设计认证智能合约，实现跨链的可信认证和可信交互。通过仿真实验对比L-PBFT算法和PBFT算法，结果表明L-PBFT的吞吐量比PBFT增加了44%,同时减少了拜占庭节点率，降低了认证请求的时延，提高了设备认证效率。     

区块链技术研究综述

区块链技术具有匿名性、去中心化、无法篡改、无需信任的共识机制等特征,去除了各类系统应用中的诸多约束条件,为很多想法的实现提供了技术可能性.区块链技术在虚拟货币、金融科技、首次代币发行等领域发展迅速,但是其底层技术和基础理论的研究还相对落后.笔者从区块链平台的概述入手,分别从点对点（P2P）协议、共识算法、智能合约的角度描述了区块链技术目前主要的研究内容和进展情况,然后从应用的角度阐述了区块链技术的几种主要应用场景.     

区块链技术在教育领域的应用现状与展望

区块链本质上的去中心化和安全特性,使得其很适合于解决目前教育领域面临的困难.本文首先介绍了区块链的基本技术原理,包括区块的结构和区块链的构成、区块链技术平台的体系结构、区块链的分类、共识算法、智能合约.接着分析了目前教育领域发展的终身教育和跨地区教育的新形势,以及传统数字化教育系统面临的主要问题.然后从教育相关信息的多方共享和验证、学习过程跟踪、激励和学习路径塑造、学习评估、教育管理与决策辅助等几个方面对区块链技术在教育领域的应用现状进行了介绍和分析.最后总结了目前区块链技术应用到教育领域的主要问题,并展望了未来的发展方向.     

建筑设备物联网中无线网络的设计研究

无线网络技术在智能建筑设备物联网中的应用,主要目的可以降低网络建设和维护成本,简化网络中节点部署方式,进而解决了通信系统中有线网络通信系统的相关问题.研究方法主要是结合物联网技术的特点,把无线网络技术应用于智能建筑设备物联网中,对智能建筑设备物联网中无线网络的设计进行了分析和研究,最后的结果是实现了在智能建筑设备物联网中无线网络通信系统的应用.     

一种基于区块链的大规模电子通信信息安全存储方法

为降低电子通信信息冗余存储量和边缘模糊程度,设计了一种基于区块链的大规模电子通信信息安全存储方法。安装存储器设备时在硬件设备中搭建信息存储区块,采集大规模电子通信信息,确定区块链通信帧量。引入动态密钥机制,生成电子通信信息动态密钥,从而实现电子通信信息安全存储。实验结果表明,与传统存储方法相比,电子通信信息冗余存储量下降了3.9×10⁷ TB,且可有效解决边缘存储中数据成分模糊不清的问题。     

区块链跨链技术发展及应用研究综述

区块链经过十多年的深入发展,已经形成了具有不同特性、适用于不同应用场景的区块链网络.由于区块链的孤立性以及链与链之间的高度异构化,因此区块链之间的数据流通、价值转移成为了阻碍区块链技术广泛落地应用的技术瓶颈.区块链的跨链技术是实现区块链互联互通、提升区块链互操作性与可扩展性的重要技术手段.针对区块链间跨链交互难的问题,...     

一种基于区块链和边缘计算的物联网方案

物联网设备资源受限,需要使用外部资源,而集中式的云方案恰好可以为物联网提供充足的计算存储资源.但是受制于网络带宽等因素,云不能及时地处理大量的数据.云方案采用静态密码的验证和明文存储的机制,也存在着安全性问题.区块链技术的兴起,为解决物联网安全问题带来了新思路.边缘计算缩短了数据处理距离,增强了实时性.因此,本文将使用这两项技术,解决目前物联网中的问题.     

区块链技术在电子商务信息安全领域的应用综述

区块链技术是近年来最受欢迎的技术之一,因其去中心化、去信任、匿名等特点,在电子商务信息安全领域有着广泛的应用.本文首先从区块链的基本原理和关键技术、应用领域、目前存在的安全隐患等几个方面介绍了区块链技术;然后从数据加密技术、基于区块链的身份认证、基于区块链的防火墙技术等几个角度阐述了区块链技术在电子商务信息安全领域的应用;最后分析了区块链技术的在电子商务信息安全领域的应用挑战,并进行了总结与展望.     

营商环境评估的企业级复合区块链构建方法

针对现有营商环境评估系统中企业数据可信度低、易篡改的问题,提出营商环境评估的企业级复合区块链构建方法,采用链上和链下数据协同的方式,对企业原始数据进行存储.改进区块链哈希函数,提出基于SHA256算法的企业原始数据加密方法.引入Key-Value存储模式进行链下基于非易失性内存的Level DB存储,降低系统的通信和存储压力.提出数据链上存储方法,分别将Level DB中的Key值对应存储到基于DAG的Conflux公有链,企业状态数据对应存入到联盟链,为营商环境评估提供可信的存证数据.通过与改进前的Level DB数据库和现有的区块链存储模型进行实验对比,实验结果表明,提出的企业级复合区块链构建方法在读写性能、存储效率两方面均优于现有方法.     

区块链在量子时代的机遇和挑战

区块链是随着数字加密货币而逐渐兴起的一种全新的去中心化基础架构。以区块链为底层技术的应用范畴早已超越数字加密货币,延伸到了金融、经济、科技和政治等各个领域。与此同时,具有重大科学意义和战略价值的量子科技正在迅速发展,在即将到来的量子时代,区块链将面临量子科技带来的前所未有的机遇和挑战。主要体现为:一是强大的量子计算对区块链密码体系造成极大威胁,二是在区块链中应用量子科技能有效提高系统的安全性。分析了量子计算攻击区块链的不同方式,指出量子科技赋能区块链的发展现状和趋势。“区块链+量子计算”的交叉融合研究具有重大的现实意义,量子区块链必将成为未来高新技术产业的研究热点。     

水下通信导航试验系统框架设计

针对综合定位导航授时体系建设需求，本文提出了水下通信导航试验系统框架设计。介绍了水下通信导航试验系统体系架构，主要包括观测系统、运控系统以及用户系统，以及三者之间的关系；探讨了水下通信导航运控系统的总体设计及其核心——信息处理系统的组成；面向未来水下定位导航授时发展需求，以构建“协同、可靠、安全、稳健、优化”的运控系统为目标，给出了运控系统发展中需要攻克的空天地海一体化通信技术、基于云平台的大规模数据处理技术、基于人工智能的复杂系统任务调度技术、基于区块链的数据安全共享技术以及弹性化服务等关键技术。     

多区块链环境下的连接查询优化算法

为了提高多区块链间的连接查询处理效率,提出多区块链环境下的连接查询优化算法. 该方法在传统的多区块链模型中增加语义信息,构建语义多区块链模型,为多区块链间的连接查询提供基础. 基于该模型,参考分布式数据库的索引结构,提出多区块链间的连接索引结构,将多条区块链进行属性连接,提高连接计算的效率,减少数据传输的通信代价. 在此基础上,提出多链连接查询优化算法,提升多区块链连接查询的效率. 最后,在2个真实公开的数据集上进行实验. 结果表明,多区块链间的连接索引结构稳定;与传统的直接进行连接查询的操作相比,多区块链连接查询优化方法简化了查询处理过程,通过访问连接索引直接获取查询结果,减少了本地计算负载和网络开销,提高了查询效率.