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区块链系统应用在Iot系统中

Posted by gxkyrftx on March 1, 2020

0.论文地址

https://ieeexplore-ieee-org-s.vpn.buaa.edu.cn:8118/document/8668426

1.分类

sci 1区

关键词:Blockchain; consensus mechanism; Internet of Things (IoT); node deployment; security performance analysis; transaction throughput

2.内容

2.1 问题

  1. Iot设备计算能力有限,区块链系统需要大量算力,需要一种有效的网络架构
  2. 信道质量影响通信,需要分析无线网中的基本指标对系统的影响,评估Iot系统的性能
  3. 传统的对无线网络的评估方法,对于区块链系统的无线网络有差别
  4. 受到攻击时的安全性需要被重新考虑

2.2 贡献

在启用区块链的IoT系统中,寻找到了最佳的全节点分布方式,使得计算交易成功率和整体通信吞吐量较高。并且使用了一些典型的攻击方式对系统进行攻击,分析其安全性。

2.3 具体内容

轻节点之间互相交易,通过无线网广播到尽可能多的全节点。


全节点之间的连接方式不固定,有线,无线,混合都有可能。

重点讨论轻节点到全节点的上行链路传输,这一段时通过无线网进行的,并且,轻节点和全节点之间的关系不固定,轻节点会选择最近的一个全节点打包交易,但是这个最近就有很多种方式评价。


这一部分是数学内容,定义交易吞吐量,交易数据包传输成功率,总体通信吞吐量

通过数学理论,找到了最佳FN(全节点)部署策略,对于给定的TN(轻节点)部署,我们可以通过部署更多FN来提高通信吞吐量,从而支持更高的区块链交易吞吐量。但是,一旦事务吞吐量达到最大值,增加通信吞吐量就无法再提高事务吞吐量。为了节省成本,要将受区块链交易吞吐量约束的FN密度最小化。


安全性能分析:

日食攻击。https://blog.csdn.net/xuguangyuansh/article/details/81389348,在区块链Iot系统中,物理层方面使用物理层属性,防止被欺骗;在网络协议方面,使用避免信息修改的区块链网络协议,使用私钥技术来避免交易信息的修改

随机链接攻击。不稳定的无线信道会随机攻击或阻止某些链接。解决办法:物理层认证,使用确认信令判断信道情况。

随机FN攻击。攻击者控制全节点,整个系统的性能降低

2.4 实验

验证了全节点部署密度的正确性,

验证总通信吞吐量与固定TN密度的FN密度之间的关系,

整体通信吞吐量方面检查系统性能,吞吐量降低,但是可控。


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