物联网环境下基于区块链技术的数据安全存储与共享研究.pdf

物联网环境下基于区块链技术的数据安全存

储与共享研究

随着物联网的发展，越来越多的设备和传感器被部署在各种场

景中，为人们带来了更加便捷的生活和工作方式。然而，这些设

备和传感器所产生的海量数据，需要进行高效安全的存储与共享，

以便于实现数据价值的最大化。而区块链技术作为一种去中心化

的分布式技术，具备高度安全性和可扩展性，在物联网领域中的

应用受到了越来越多关注。本文将从物联网数据存储与共享的需

求出发，结合区块链技术的特性和优势，研究基于区块链技术的

物联网数据安全存储与共享方案。

一、物联网环境下的数据存储与共享需求

在物联网环境下，设备和传感器所产生的数据需要进行高效安

全的存储和共享，以满足不同应用的需求。例如，在智慧城市场

景中，物联网设备可以感知城市的各种信息，如交通流量、垃圾

桶状态、气象数据等，这些数据需要存储和共享给相关部门和企

业，以便于提升城市管理效率和服务质量。而在智能家居场景中，

各种智能设备需要将用户的个人喜好和使用习惯等数据进行存储

和共享，以实现智能化的场景控制和服务提供。此外，在医疗健

康和工业制造等领域中，物联网设备产生的数据也需要进行高效

安全的存储和共享，以满足不同领域的需求。

然而，由于物联网设备和传感器数量庞大、数据种类繁多、数

据量巨大且多样化，传统的数据存储和共享方式已经无法满足需

求。传统中心化的数据存储和共享方式有安全性不足、中心化风

险、可扩展性差等问题。因此，设计一种基于区块链技术的物联

网数据安全存储和共享方案，成为了当前研究的热点和难点。

二、区块链技术在物联网数据存储和共享中的应用

区块链技术的出现，为物联网数据存储和共享领域带来了新的

机遇。区块链技术的特性，如分布式存储、去中心化、智能合约

等，可以有效解决传统中心化存储方式所存在的问题，并在物联

网应用场景中得到广泛应用。

1.去中心化安全性

区块链技术的去中心化特性是其最重要的特征之一。去中心化

的区块链网络中，不存在任何中心化节点，每个节点都存储着整

个网络的数据副本，每个节点都是对整个系统的监管节点。这使

得区块链网络中的数据存储和共享具有高度安全性和可靠性，即

使某些节点被攻击，整个系统仍能正常工作。

2.智能合约可编程性

智能合约是基于区块链技术的一种可编程的合约。与传统合约

不同，智能合约可以自动执行各种操作，如存储数据、转账、授

权等，可以广泛应用于各种场景，如数据存储、物联网设备控制、

数字资产管理等。在物联网数据存储和共享场景中，智能合约可

以较好地解决数据存储和共享中的经济和合作问题。

3.数据隐私保护

由于物联网设备产生的数据种类和数量繁多且敏感，数据隐私

保护成为数据存储和共享的重要问题。区块链技术可以通过加密

和匿名化等方式，保护数据隐私性。

三、基于区块链技术的物联网数据安全存储和共享方案

在理解了区块链技术在物联网数据存储和共享领域中的应用后，

可以进一步设计基于区块链技术的物联网数据安全存储和共享方

案。方案的核心是将物联网设备产生的数据加密存储于区块链网

络中，并通过智能合约控制数据共享和访问。

1.数据加密存储

将物联网设备产生的数据通过加密的方式存储于区块链网络中，

可以保证数据的安全性和隐私性。数据加密可以通过对称加密和

非对称加密结合的方式进行，对大多数设备来说非对称加密不太

适合，需要耗费较高的运算，对称加密可以采用主流的加密算法，

如AES、DES等。加密后的数据可以由多个节点复制存储，保证

数据的不可篡改性和可靠性。

2.智能合约

通过智能合约可以管理数据的共享和访问，授权访问设备数据。

智能合约可以结合多方面因素进行条件限制，比如时间段，地理

位置，合同等，这样可以保证数据的安全和隐私不暴露的同时，

实现不同方之间的数据分享。

3.区块链网络

采用公开的区块链网络，比如以太坊、Fabric等，保证区块链

技术的去中心化和接入性，同时也保证网络的安全性和可扩展性。

区块链上的节点分布式存储可以达到50到150个以上，这样可以

保证数据在网络的分布式存储，而不是存储在单一机构，实现去

中心化。

四、结论

随着物联网的发展，基于区块链技术的物联网数据安全存储和

共享方案已成为研究和应用的热点。本文分析了物联网数据存储

和共享的需求，以及区块链技术在物联网领域中的应用和特点，

提出了基