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基于区块链的物联网访问控制技术研究

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  • 【题名】:基于区块链的物联网访问控制技术研究
  • 【年份】:2020
  • 【作者】:李帆
  • 【关键词】:区块链  物联网  智能合约  ABAC访问控制
  • 【摘要】:在物联网系统中,保障访问控制安全是最基础也最重要的部分。在安全领域的讨论中,区块链和物联网的结合已成为了一个热门的方向。康奈尔大学的轻量级可扩展区块链(Lightweight Scalable BlockChain,LSB)项目提出了一个基于区块链技术的综合分层框架,并进行了包括轻量级一致性、分布式信任等针对区块链的优化算法。该项目侧重于实现低功耗的区块链物联网架构,通过优化共识算法来满足物联网的需求,并没过多考虑物联网的权限控制和区块链存储资源的瓶颈问题,所以仍然受到区块链本身性能的限制。本文吸收了LSB项目物联网设备分层管理的思想,并针对物联网广泛的访问控制需求,在区块链上用智能合约通过ABAC(Attribute Based Access Control,基于属性的访问控制)模型,实现了访问控制与数据流的分离。本文主要工作如下:(1)优化了LSB项目分层模型,细化了将资源受限的设备连入区块链的分层物联网结构,分为高中低三级的设备可以通过不同方式接入区块链,分别承担维护网络、代理网关、上传数据等不同的功能,满足物联网低功耗,可拓展的需求。(2)优化了ABAC在区块链下的结构,设计了四类智能合约实现ABAC访问策略。主要包括策略管理点、策略决策点、策略实施点和属性权威,属性权威和策略管理点分别实现了属性和策略信息的自动装载,策略决策点实现了动态的访问决策。策略实施点采用Whisper协议降低区块链交易性能低下对整个系统的影响。(3)结合IPFS文件存储技术,将设备固件等资源文件存储在IPFS中,实现数据流和控制流的分离。IPFS可以连接到智能合约,Hash值与资源的自动映射能够实现文件的安全存储,减轻区块链的存储压力。通过多次实验,在与多种方案的比较下,我们发现本文方案在响应性能上有明显提升,规避了区块链交易缓慢的缺点,实现了动态的ABAC访问控制。
  • 【会议名称】:硕士
  • 【类别名称】:蒋晓宁
  • 【载体】:浙江工商大学
  • 【会议地点】:2020
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