【摘 要】
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凭借不断更新的无线网络技术、卓越的智能设备和持续革命性的计算能力,物联网在生产生活的各个领域得到了广泛的应用,为我们带来便捷的服务和巨大的价值的同时,由于其数量的指数增长和种类的复杂多样,面临着数据的安全性和隐私性的挑战。可信认证技术是物联网设备进入物联网系统的第一道屏障,因此,如何做到可信认证是保护数据安全和隐私的关键所在。近些年可信赖的区块链技术因其具有防篡改、去中心、可溯源的优势,被持续深入
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凭借不断更新的无线网络技术、卓越的智能设备和持续革命性的计算能力,物联网在生产生活的各个领域得到了广泛的应用,为我们带来便捷的服务和巨大的价值的同时,由于其数量的指数增长和种类的复杂多样,面临着数据的安全性和隐私性的挑战。可信认证技术是物联网设备进入物联网系统的第一道屏障,因此,如何做到可信认证是保护数据安全和隐私的关键所在。近些年可信赖的区块链技术因其具有防篡改、去中心、可溯源的优势,被持续深入的应用到物联网领域解决身份和数据可信度问题,成为物联网设备可信认证研究的热点。本文在主从链的分布式网络结构下,提出了改进PBFT的轻量级数据存储共识算法LDSCA解决认证交易数据的快速一致,然后基于此共识过程,提出轻量级交互的身份认证策略ECC-DLAP解决设备的可信认证。具体工作如下:（1）在研究了区块链的核心技术、存储结构以及物联网的关键技术之后,本文基于主从链结构的分布式网络架构,提出了改进PBFT的轻量级数据存储共识算法LDSCA,以提升认证交易数据在分布式网络节点中共识过程的安全性和效率性。具体做法是利用提出的轻量级数据块使认证交易数据轻量化,从而降低分布式节点的数据存储和通信开销;利用提出的行为评估机制对分布式节点和物联网终端设备行为进行信用值评估,来保证认证过程的数据安全和通信过程的可靠性。通过对实验结果分析表明LDSCA比PBFT在吞吐量、时延,共识成功率、拜占庭节点率方面都有很大的改善。（2）基于LDSCA共识过程,提出了针对物联网设备的分布式轻量级身份认证策略ECC-DLAP。具体做法是利用提出的4种轻量级信息交互类型,依赖于零知识证明理论和非对称加密技术相结合的核心算法,在保证认证交互信息安全和有效的同时,降低加密算法的时间复杂度,减少认证过程的通信和计算开销;基于以上,制定分布式轻量级身份认证的注册和验证智能合约。通过对实验结果和安全性的分析可以看出,本认证策略ECC-DLAP可以在较短时间内完成设备认证的工作,且能抵御物联网中常见的攻击,具有较高的安全性和效率性。
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