随着通信技术的换代革新,5G为物联网发展注入了新的活力,物联网技术已在医疗、共享经济、智慧城市等领域被广泛的应用。与此同时,伴随着物联网技术的快速发展,新的安全问题也在不断的涌现出来。当前,大量的物联网设备没有安全认证机制,设备间的信任问题严重依赖于中心化第三方服务,但在愈来愈多设备入网的大趋势下,中心化管理机制在面对海量的设备连接时,需要消耗大量的资源来提供安全服务,同时又面临着单点故障的安全风险。区块链具有去中心化、不可篡改、信息透明的特点,可以为物联网提供一种安全的交互环境。区块链技术的引入,为物联网常见的安全问题提供了新的解决思路。本文结合物联网和区块链的安全特性,提出了一种去中心化的区块链-物联网架构,并设计了相关安全机制。本文主要工作内容如下:1)针对当前物联网设备间的可信交互严重依赖中心化管理的问题,本文结合区块链不可篡改的特点,提出了一种去中心化的物联网安全机制。通过将设备划分为多个可信域,并设计不同场景下设备的加密通信方式,实现了物联网设备的可信交互。同时,本文提出了一种算力互补的ECDH密钥交换方式,可以在保证安全性的前提下,提高设备间的通信效率。2)为了提高设备身份管理的安全性,本文设计了一种基于区块链的链上PKI系统,帮助进行可信域的构建。系统为设备提供公钥注册、更新、查找、验证和注销服务,保证设备身份信息与公钥对应关系的唯一性。3)针对物联网设备数量庞大且种类繁多,导致的信息共享效率低下这一问题,本文根据物联网的架构特点,提出了物联网-区块链多层智能合约模型,并设计了相关算法,帮助提升设备间的事务交互效率。智能合约的引入将有效提高设备间交互的安全性和自动化程度。为了验证方案的可行性和有效性,本文基于以太坊系统搭建了实验环境,并设计仿真实验,模拟了设备间的交互场景和恶意结点对网络整体交互的影响。