基于区块链的工业互联网安全评测信息共享关键技术研究

来源 :石家庄铁道大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kinghuang1982
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工业互联网作为新基建的重要要素之一,是企业数字化转型的新动力,我国各地相继开展工业互联网安全评测工作。数据是数字经济时代的核心要素,目前工业互联网安全评测工作缺少可以对评测数据进行隐私保护和共享的平台。在工业互联网安全评测场景中,区块链为监管方、评测方和企业方三方间如何安全高效共享数据提供了思路。针对工业互联网安全评测场景下的评测数据共享需求以及隐私保护问题,本文主要工作包括:(1)构建了基于区块链的隐私保护评测数据共享框架。描述了工业互联网安全评测场景中的主体、相关概念、数据类型和评测流程,并对上链数据和存储结构做了说明。根据链下数据存储与链上存证相结合的方式,分别设计了链下数据隐私保护处理与链上数据共享流程,并分析说明了该框架在提升企业方自评预测、评测单位评测以及三方间数据共享安全性方面的作用和优势。(2)提出了基于贝叶斯网络的工业互联网安全评测数据隐私保护发布算法QPriv B。针对数据隐私发布过程中没有考虑到不同属性具有不同的敏感程度,对不同属性注入相同程度的噪声导致数据可用性较低的问题,根据评测数据各个属性的不同敏感程度为其分配权重,根据属性权重对属性节点的联合分布进行加权处理,并加入拉普拉斯噪声以满足差分隐私,生成加噪发布数据集。以误分类率为评价指标,通过实验证明了算法的有效性。(3)提出了基于贝叶斯网络的工业互联网安全评测结果预测模型。为保护原始评测数据不被泄露,用分箱算法对其进行隐私保护泛化处理,利用爬山法构建预测贝叶斯网络,输入查询条件可以得出预测属性的预测结果。以MAE为评价指标,对隐私保护效果进行分析,将保护前后数据进行实验对比证明模型的有效性;分别从数据规模、分段数目和判定合格概率方面进行实验比较,以预测值和实际值间的绝对误差和预测准确率为评价标准,结果证明了分段数为2或3时评测结果预测效果较好,判定合格概率在70%时预测准确率均为98.25%,证明了方法的可用性。(4)设计并实现了一个基于区块链的工业互联网安全评测管理平台。平台采用链上存储与链下存储相结合的方式,将评测数据共享记录以及评测数据摘要信息存入区块链,云存储中存储预共享数据。选用FISCO BCOS联盟链作为底层框架,以PBFT为共识算法,设计了评测数据摘要信息上链和评测数据共享记录上链智能合约。采用Spring Boot框架和My SQL数据库,设计了一个基于区块链的工业互联网安全评测管理平台,实现了用户管理、评测数据共享和评测结果预测等功能。
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