联盟链环境下物联网轻量级网关研究

区块链的分布式和去中心化特性能够有效应对传统物联网架构所面临的设备安全和数据安全挑战。网关作为区块链与物联网融合的关键节点,在融合应用中面临算力、存储资源受限的实际困难,亟需可用的轻量级设计与实现方案。针对这一问题,设计并实现了一种基于联盟链的轻量级区块链-物联网网关原型。首先,基于长安链SPV(Simplified Payment Verification)框架,在网关中实现了关键数据的上链存证与交易数据的过滤精简;其次,从感知设备的行为模式、感知数据两方面进行模式提取与异常识别,保证设备的接入安全和运行安全;最后,针对网关轻节点所存储的区块链默克尔树,提出了一种剪枝算法,加速本组织相关交易数据的验证过程。实验结果表明,设计的轻量级网关具备设备身份可信认证和运行时异常行为检测的可行性,与其它方法相比,默克尔树剪枝优化算法能够大幅度降低交易验证时延。

基于Merkle山脉的数据可信溯源方法

针对物联网(IoT)系统中海量数据存储成本大、数据溯源验证效率低等问题,提出一种基于Merkle山脉(MMR)的可信数据溯源方法MMRBCV。首先,利用IPFS存储IoT数据;其次,采用联盟链和私有链来设计一种双链结构,从而实现数据流转过程的可靠记录;最后,基于MMR设计区块结构,以实现轻量级IoT节点在数据溯源过程中的快速验证。实验结果表明,MMRBCV减少了数据溯源时所下载的数据量,且数据验证时间与MMR结构有关,当MMR可以组成一个完美二叉树时数据验证时间较短。当区块高度为200000时,MMRBCV的最大验证时间约为10 ms,比SPV的最大验证时间(约为36 ms)缩短了约72%,可见所提方法有效提高了验证效率。

私有区块链在大学生家教平台中的应用展望

从大学生家教行业的现实状况出发,对大学生家教平台提出一种新的构想。基于私有区块链部分去中心化、历史数据可以被追溯和不可以被篡改的特点,在现有的校园合伙人团队框架下,通过利用轻量级节点和区域分布式记账方法进行工作。文章在保证数据的可实用性和可信赖程度高的前提下,对大学生家教平台的应用进行了探索,为提高平台运行的效率和提升平台数据的公信力设计出有价值的解决方案。