基于区块链的边缘网络数据共享关键技术研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:NoskyFox
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随着互联网技术的广泛发展,越来越多的边缘设备被应用于各个角落,记录生活中微小的数据。数据作为新一代能源具有非常大的研究价值,因此,研究在边缘网络中如何进行安全和高效的数据共享至关重要。传统的边缘网络中进行数据共享的场景中,存在着数据的隐私性和安全性无法得到保证,无法实现细粒度访问控制等问题。区块链技术作为密码学和分布式技术相结合的新兴技术,其特有的不可篡改性、可追溯性以及去中心化性可以在一定程度上解决边缘网络中进行数据共享时存在的安全性和隐私性的问题。然而在传统的应用区块链技术进行数据共享的场景中,存在着共识时间过长,访问控制速度过慢的问题导致了数据共享效率低。本文,面向在边缘网络中基于区块链的数据共享的场景,解决了边缘设备生成区块速度过慢、消耗算力过多的问题,从而提高了数据共享效率。并且,解决了检查访问控制策略速度过慢、边缘节点无法实现细粒的访问控制的问题。首先,针对边缘网络中应用工作量证明共识算法导致生成区块速度过慢无法应对频繁的数据共享的问题,提出一种面向能耗敏感的边缘节点的共识机制。通过研究工作量证明共识算法,结合信誉积分机制,提出一种基于信誉积分的工作量证明共识算法。将基于信誉积分的工作量证明共识算法与传统的工作量证明共识算法进行对比。对比两者生成区块的时间以及生成区块的耗能率,验证了该共识算法能够提高区块生成速度,减少设备耗能,实现高效快速的数据共享。其次,针对目前在边缘网络中应用区块链技术进行数据共享存在访问控制速度过慢、无法实现细粒度访问控制的这些问题,提出了面向海量数据的边缘节点访问控制策略优化方法。通过研究可伸缩布隆过滤器,结合基于属性的访问控制策略,提出一种基于双重可伸缩布隆过滤器的属性访问控制策略。将其与应用哈希表、基础布隆过滤器的访问控制方法对比访问控制时间、并且对比了基础布隆过滤器、动态布隆过滤器和可伸缩布隆过滤器的假阳率,验证了基于双重可伸缩布隆过滤器的属性访问控制策略能够减少访问控制时间并且保持低假阳率。
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