【摘 要】
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随着物联网生态体系的发展产生了大量物联网数据,如何保障这些数据的安全是物联网发展中一个需要解决的问题。传统的物联网安全防护依托于中心化基础设施,随着数据规模的增大
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随着物联网生态体系的发展产生了大量物联网数据,如何保障这些数据的安全是物联网发展中一个需要解决的问题。传统的物联网安全防护依托于中心化基础设施,随着数据规模的增大这些设施在运算、存储、信息安全和稳定性方面都面临很大挑战,并且传统的安全和隐私防护方法往往不适合用于庞大的拓扑结构。区块链以分布式网络为基础,具有数据不可篡改和去中心化的特性,区块链为物联网安全防护提供新思路,在物联网中引入区块链技术可以避免对中心化服务器的依赖且可以有效地对物联网数据信息安全进行保护。但是目前区块链的数据处理效率较低,因此在应用区块链技术的同时需要解决数据处理能力这一瓶颈。综上所述,本文主要研究了区块链技术中共识机制以及使用区块链技术解决物联网信息安全的问题,主要研究内容如下:1.针对物联网信息安全的问题,本文提出一种基于区块链的物联网信息安全保护方案。该方案使用区块链技术做为底层技术支撑,并使用IPFS作为物联网信息的安全模型的存储数据库,同时结合密码学算法对原始数据信息做进一步保护。最后本文对该保护方案进行了实验仿真,通过实验发现,该方案具有较好的安全性与可行性。2.针对目前主流区块链的共识机制出块效率低下、交易确认时间长等问题,本文基于Raft的一致性算法提出一种基于集群聚类改进的CRaft算法。CRaft算法在系统中将所有的节点通过聚类算法将其分为不同的集群,在每个子集群中选取一个Leader节点并由这些Leader节点组成主集群。在CRaft共识算法中对Leader选举和日志复制进行了限定,使得CRaft能够解决拜占庭将军问题。通过实验证明虽然CRaft增加了选举次数,但是相比于Po W、Raft和PBFT,在系统长时间运行时CRaft表现出更好的安全性和效率。
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