【摘 要】
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随着智慧城市建设的不断推进,感知设备数量剧增,大量感知数据从边缘涌入云端。在面对从边缘端发起的恶意攻击、中心服务器故障时,智慧城市相关系统仍然缺乏足够的稳定性,系统数据仍存在被修改、删除、损坏的风险,数据的真实性、有效性、隐私性难以保证。区块链技术凭借其去中心化、不可篡改、高可信度的特性,可以在不可信的环境中构建可信的信息、价值传递通道。针对智慧城市所面临的信息安全问题,本文对基于区块链的感知设备
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随着智慧城市建设的不断推进,感知设备数量剧增,大量感知数据从边缘涌入云端。在面对从边缘端发起的恶意攻击、中心服务器故障时,智慧城市相关系统仍然缺乏足够的稳定性,系统数据仍存在被修改、删除、损坏的风险,数据的真实性、有效性、隐私性难以保证。区块链技术凭借其去中心化、不可篡改、高可信度的特性,可以在不可信的环境中构建可信的信息、价值传递通道。针对智慧城市所面临的信息安全问题,本文对基于区块链的感知设备可信管理方法展开研究,包括架构设计、感知设备行为管理、感知数据权限管理三个方面,具体如下:(1)提出了一种融合区块链和边缘计算的可信物联网架构,通过对角色功能、网络组织模式、数据存储与计算等方面进行重新设计,具体包括对等式网络、轻量化通讯、去中心化共识、分布式账本四个部分,实现了感知设备的去中心化控制、感知数据的分布式存储,为构建可信智慧城市应用提供了参考方案。(2)对工作量证明算法进行改进,提出了一种基于信誉的工作量证明算法。对感知设备的恶意行为进行分类,通过构建信誉体系约束感知设备的行为,增加了从感知设备端发起的恶意攻击的成本。相关实验评估了该算法的有效性和可行性,可为智慧城市提供去中心化的感知设备行为管理方法。(3)融合对称加密和椭圆曲线数字签名算法,设计了一种感知数据权限管理方案,防止感知数据在传输过程中被恶意节点窃取,并提供了一种对称秘钥的安全传输方式,实现对存储在区块链中的隐私数据的访问控制。公共数据任何节点都可以访问,对隐私数据加密传输和存储,访问隐私数据需要向数据所有者申请权限。已有的实验结果表明方案的计算成本在可以接受的范围内。基于所提出方法,以文化旅游区域古建筑安防设备管理为例,针对该地区安防设备管理的难点和痛点,依托以太坊区块链平台,设计并实现了一个古建筑安防设备可信管理系统。
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