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基于区块链技术的企业物联网研究

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胡梦露应沈静伍岳陶骏

摘要：提出了一个轻型的基于区块链技术的网络架构，在舍弃了工作量证明（POW）特性后，其适合用物联网的技术应用，使用此方法构建了一种企业物联网，其包括三个层次：云存储、覆盖网络和企业局域网。深入研究并概述了企业物联网中各种核心组件以及功能，通过对安全性、完整性和可用性的深入分析，证明了所提出的基于区块链技术的企业物联网框架系统是安全的。模拟实验结果证明，此种方法造成的开销如流量、处理时间和能源消耗符合要求。

关键词：物联网;区块链;云存储;开销

：TP393.2?：A

ResearchofenterpriseIoTbasedonblockchaintechnology

HuMengluYingShenjingWuYueTaoJun

CollegeofComputerandSoftware，AnhuiInstituteofInformationTechnologyAnhuiWuhu241000

Abstract：.Anetworkarchitecturebasedonlightblockchaintechnologyisproposed，afterdiscardingthecharacteristicsofworkloadproof（POW），itissuitableforthetechnicalapplicationoftheIoT.Usingthismethod，akindofIoTisconstructed，whichincludesthreelevels：cloudstorage，overlaynetworkandenterpriselocalareanetwork.ThecorecomponentsandfunctionsofenterpriseIoTarestudiedandsummarized，throughin-depthanalysisofthesecurity，integrityandavailabilityofenterpriseIoT，theproposedframeworksystemofenterpriseIoTbasedonblockchaintechnologyisprovedtobesecure.Thesimulationresultsshowthattheoverheadsuchasflow，processingtimeandenergyconsumptioncausedbythismethodmeetstherequirements

Keywords：IoT;Blockchain;Cloudstorage;Overhead

1介绍

物联网由产生、处理和交换大量安全关键数据的设备构成，因此物联网设备经常成为各种网络攻击的目标。大多数物联网网络设备功能一般，计算能力偏弱，这些设备必须把其大部分资源用来计算执行核心应用程序，所以不能在安全隐私方面耗费太多资源。传统的安全方法在能源消耗和处理开销方面往往代价昂贵，因此许多高度集中的安全框架并不适合规模巨大、多对一通信和有单点隐患的物联网。在保护用户隐私方面，现有的物联网系统缺陷明显，这会阻碍物联网应用服务程序提供正常的服务，因此物联网需要一种轻量级的、可伸缩的、分布式的安全隐私保护机制。区块链（BC）技术支持分布式的、安全的和机密的安全机制，其适合为物联网提供安全防护。

比特币交易系统采用了区块链技术，其生成公钥（PK）并广播到网络以用来进行资金交易事务。相关事务被用户存放到一个块结构中，一旦某个块被填满，则通过执行一个挖掘过程将该块链接到区块链上。挖掘块的节点被称为矿工的节点，需要进行一个工作证明（POW）的问题解答，成功解决问题的节点才能挖掘新的块。在物联网中采用区块链安全技术也存在的困难性，比如工作证明（POW）的消耗了较多的资源;交易的花费时间增加了;广播交易到网络的可扩展性变低了。因此本研究提出了一个新的轻量化的区块链技术，其不需要进行工作证明和货币交易，此框架依赖于层次结构和分布式信任，以维护BC的安全性和隐私性，所以更适合物联网的特定需求[1]。

本研究先对企业物联网的设计进行了全面的探讨。首先描述了物联网设备的初始化，然后解释了如何处理交易。一个本地私有的区块链被用来为物联网设备及其数据提供安全的访问控制，区块链还会产生一个不变的时间有序交易，链接到其他的特定服务。最后，使用模拟结果给出了定量分析，表明