發(fā)布時間：2022-02-05 04:30

　　隨著物質(zhì)生活的提高,醫(yī)療技術(shù)的不斷改進,世界人口的人均壽命也在不斷地增長,世界上的發(fā)達國家和部分發(fā)展中國家都面臨著嚴(yán)重的老齡化問題。相比于龐大的老齡化群體,各國擁有的醫(yī)護人員數(shù)量遠(yuǎn)不能滿足需求,因此誕生了智慧醫(yī)療的體域網(wǎng)系統(tǒng)。無線體域網(wǎng)系統(tǒng)可以通過傳感器采集到用戶的生理數(shù)據(jù),并通過匯聚節(jié)點將用戶的數(shù)據(jù)發(fā)送給云端醫(yī)療機構(gòu),既能減少人工成本又能及時發(fā)現(xiàn)患者的病癥,為老人和患者的健康提供了保障,但同時也增加了患者隱私泄露的風(fēng)險。為了保障體域網(wǎng)中用戶生理信息的完整性和隱私性,本文提出一種利用區(qū)塊鏈技術(shù)保護體域網(wǎng)信息安全的方案,測試評估了該方案的可行性,并對該方案的共識算法進行了改進使之更適用于體域網(wǎng)系統(tǒng)。本文主要的研究內(nèi)容和成果如下:1.本文首先確立了使用聯(lián)盟區(qū)塊鏈Hyperledger Fabric來為體域網(wǎng)系統(tǒng)建立安全機制,再使用非對稱加密技術(shù)、簽名與證書技術(shù)和公鑰基礎(chǔ)架構(gòu)等技術(shù)建立了體域網(wǎng)身份認(rèn)證的機制,能夠在一定程度上維護用戶數(shù)據(jù)的隱私性避免被聯(lián)盟外的節(jié)點窺探到,再通過編寫智能合約實現(xiàn)了用戶的生理數(shù)據(jù)傳達給區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點,并通過Kafka共識使用戶的生理數(shù)據(jù)得到全網(wǎng)認(rèn)可而難以被... 

【文章來源】：廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū)211工程院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

007-2020年中國老年人口數(shù)量Figure1-1ThenumberofelderlypeopleinChinafrom2007to2020

廣西大學(xué)碩士學(xué)位論文基于聯(lián)盟區(qū)塊鏈的體域網(wǎng)信息安全方案72.2區(qū)塊鏈底層技術(shù)區(qū)塊鏈的底層技術(shù)是體域網(wǎng)信息安全的保障，區(qū)塊鏈的結(jié)構(gòu)包含七層分別為客戶端運行的應(yīng)用層，部署智能合約的合約層，運行共識算法的共識層，區(qū)塊鏈節(jié)點交互的協(xié)議層，交互網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層，底層區(qū)塊和加密的數(shù)據(jù)層，存儲區(qū)塊鏈內(nèi)容的存儲層。分層結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖2-1區(qū)塊鏈七層架構(gòu)Figure2-1seven-tierarchitectureofblockchain本節(jié)將采用自底向上的順序介紹區(qū)塊鏈的核心技術(shù)，分析這些技術(shù)的優(yōu)勢，以及為體域網(wǎng)系統(tǒng)的安全和隱私帶來的幫助。2.3區(qū)塊鏈存儲層存儲層負(fù)責(zé)存儲區(qū)塊鏈產(chǎn)生的元數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運行產(chǎn)生的日志log等，用到的技術(shù)不難，主要是文件系統(tǒng)的讀寫和數(shù)據(jù)庫LevelDB。LevelDB是Google公司開發(fā)的key-value類型的數(shù)據(jù)庫，能夠支持Billion級別的數(shù)據(jù)量，是一個非常適合數(shù)據(jù)寫入的數(shù)據(jù)庫，最高時能達到每秒40萬條數(shù)據(jù)寫入量，查詢數(shù)據(jù)時能達到每秒10萬條數(shù)據(jù)讀取量[35]，因此即便是面對體域網(wǎng)中大量的用戶傳感

廣西大學(xué)碩士學(xué)位論文基于聯(lián)盟區(qū)塊鏈的體域網(wǎng)信息安全方案8器不斷發(fā)送生理數(shù)據(jù)，面對著隨之而來產(chǎn)生的越來越多的區(qū)塊等情況，LevelDB也能應(yīng)付的游刃有余。在區(qū)塊鏈中區(qū)塊分為區(qū)塊頭和區(qū)塊體，而LevelDB是基于key-value存儲方式進行存儲的，它無法直接將區(qū)塊整個存入到數(shù)據(jù)庫中，而是首先將區(qū)塊頭的信息（如區(qū)塊高度、時間戳等）序列化，然后再將區(qū)塊的哈希作為key存儲到數(shù)據(jù)庫中，存儲格式為<blockhash,blockheader_value>；再對包含生理數(shù)據(jù)結(jié)果的區(qū)塊體實行序列化操作，同樣是以區(qū)塊的哈希作為key，其存儲結(jié)果為<blockhash,blockbody_value>。2.4區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)層區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)層中包含的內(nèi)容較多，是能夠保障體域網(wǎng)信息安全的關(guān)鍵所在，本節(jié)只介紹對體域網(wǎng)安全起著關(guān)鍵作用的底層技術(shù)。其中，我們可以從區(qū)塊鏈的底層實現(xiàn)中了解區(qū)塊鏈能防止體域網(wǎng)信息被篡改的原理，從默克爾哈希樹中了解到如何追溯被篡改內(nèi)容的過程，從非對稱加密中了解到體域網(wǎng)信息是如何在區(qū)塊鏈上加密傳遞的。區(qū)塊鏈底層實現(xiàn)區(qū)塊鏈?zhǔn)紫瓤梢圆鸱譃橐粋�一個的單一區(qū)塊，每一個區(qū)塊都可以分為區(qū)塊頭和區(qū)塊體兩部分，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖2-2區(qū)塊示意圖Figure2-2Blocksketchmap區(qū)塊頭中包含區(qū)塊信息，包括前一個區(qū)塊的哈希值，當(dāng)前區(qū)塊的版本號，Merkle哈希樹的根節(jié)點值，區(qū)塊計算的難度值，隨機數(shù)和時間戳等信息。其中，前一個區(qū)塊的區(qū)塊頭經(jīng)過兩次哈希SHA-256算法的運算會生成一串32字節(jié)的哈希值，而下一個區(qū)塊的區(qū)塊頭會記錄下這個哈希值，假如在之后某一時刻前一區(qū)塊篡改了記錄的體域網(wǎng)用戶數(shù)

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于實用拜占庭共識算法（PBFT）的區(qū)塊鏈模型的評估與改進[D]. 戴鵬.北京郵電大學(xué) 2019
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[3]P2P網(wǎng)絡(luò)的概率遞減洪泛算法研究[D]. 余萬能.華中科技大學(xué) 2007



本文編號：3614562