基于区块链的飞机转场数据安全共享系统设计与实现

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:litao2006
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随着航空业的快速发展,不同机场产生了越来越多的飞机转场数据。航空公司的数据中心需要收集这些转场数据用于飞机运行状况分析,飞机飞行记录,航迹规划,准点率预测等用途,再把机场需要的数据进行统一分发。因此,飞机转场数据对于航空业的发展至关重要。传统的数据操作方式是把分散在各个机场的飞机转场数据通过网络统一收集到数据中心,或将数据中心中的飞机转场数据通过网络派发到各个机场。传统的操作方式存在以下问题:1)数据存在被污染的可能;2)中心化问题突出。  为了解决以上存在的问题,本文引入区块链技术。2008年中本聪提出了比特币,得到了学术界和工业界的广泛关注。区块链技术采用多中心化方式维护总账信息,节点保存完整的总账历史,独立完成事务的验证,并通过P2P网络交换信息,达成总账强一致性(即共识)。区块链技术具有以下两个原生的特性:1)多中心。2)不可篡改。由此看来,使用区块链技术恰好可以解决上述出现的三个问题。  为了能够使用区块链技术的自身特性解决飞机转场数据共享过程中出现的问题,并且能够实现大量数据的多方共享,本文设计并实现了一个基于区块链的飞机转场数据安全共享系统。本论文的主要工作成果如下:  (1)设计了一种“三层结构”用于实现大量数据的共享。三层结构自上而下分别由元数据、数据状态信息和原始数据组成。通过原始数据计算出数据状态信息,通过数据状态信息计算出元数据并且保存在区块链网络中,利用区块链技术的自身特性实现共享;通过元数据获取并且验证数据状态信息和原始数据,保证数据不被污染,并且各中心的数据保持一致。  (2)设计了系统总体架构。系统的应用层包含客户端和保管箱两个部分。客户端主要实现数据的发送、接收、保全和查询等功能;保管箱主要用于保全原始数据和数据状态信息,并且提供查询接口。应用层通过与底层的通信接口接入区块链。  (3)实现并测试了系统。实现一个基于区块链的飞机转场数据安全共享系统,并对其进行了全面的功能测试和主要指标的性能测试。
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