【摘 要】
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随着移动互联网、云计算、大数据、人工智能等技术的迅猛发展,物联网逐渐成为了一种新型的信息技术和产业发展趋势。物联网技术可以将传感器、智能设备、网络技术和云计算等多种技术集成在一起,实现设备之间的互联和数据共享。人们通过物联网技术实现设备之间的智能化交互和数据共享,从而提高生产效率、降低成本、改善生活质量等。在物联网技术中,数据扮演者极其重要的角色,一些应用程序依赖物联网数据进行决策和行动,但物联网
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随着移动互联网、云计算、大数据、人工智能等技术的迅猛发展,物联网逐渐成为了一种新型的信息技术和产业发展趋势。物联网技术可以将传感器、智能设备、网络技术和云计算等多种技术集成在一起,实现设备之间的互联和数据共享。人们通过物联网技术实现设备之间的智能化交互和数据共享,从而提高生产效率、降低成本、改善生活质量等。在物联网技术中,数据扮演者极其重要的角色,一些应用程序依赖物联网数据进行决策和行动,但物联网安全性较低,数据极易受到窃取、篡改等攻击。此外,物联网节点存储空间小,难以存储大量数据,其次,数据传输需要消耗大量资源,且节点能量有限,无法使用传统安全方案。因此,在资源受限的物联网设备上确保数据的可靠性是亟待解决的问题。解决上述问题的一个可能的解决方案是使用区块链。但是,区块链的每个节点都需要存储完整的交易账本,并且每个交易的产生都需要全网广播,需要消耗较高资源,因此不适合在资源受限的物联网设备上使用。为此,本文提出了一种新的方法,确保数据可靠性。首先设计双层有向无环图数据链式存储结构,使物联网设备仅存储其邻居生成的数据的摘要信息,最小化节点存储需求。随后设计一种路径证明共识算法,使物联网节点消耗较少通信资源以验证其他节点数据的可靠性。本文的主要贡献有:（1）该研究工作提出一种物理层与逻辑层分开来解决物联网数据可靠性以及存储问题的方案,即,双层有向无环图数据链式存储结构。该方案使物联网节点只需存储邻居节点的区块摘要信息,节省节点的存储空间。并且该结构采用有向无环图链式结构,使数据不易被篡改,同时保证数据难以被攻击,保障了数据的可靠性。仿真实验结果表明,双层有向无环图数据链式存储结构的平均节点存储量比PBFT和IOTA低一个数量级,并且网络整体对节点存储没有显著影响。（2）为了减少物联网节点的通信消耗,本文提出一种新的路径证明共识,该共识选择尽可能少的节点作为共识路径,以节省网络整体的资源消耗。此外,该共识还能抵御常见的攻击模式。仿真实验结果表明,在双层有向无环图数据链式存储结构中,使用路径证明共识的通信成本分别比传统的区块链和使用有向无环图结构的区块链低3个数量级。此外,即使有49%的节点是恶意的,该方案也能达成共识。
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