基于區(qū)塊鏈的信息物理系統(tǒng)流數(shù)據(jù)安全及隱私保護(hù)方法
發(fā)布時(shí)間:2021-11-03 16:30
信息物理系統(tǒng)(Cyber-physical systems,CPS)本質(zhì)上是一種分布式控制系統(tǒng),其利用傳感器、執(zhí)行器和其他物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將信息網(wǎng)絡(luò)世界和物理世界緊密結(jié)合在一起,通過人機(jī)交互接口實(shí)現(xiàn)和現(xiàn)實(shí)物理世界的交互,使用網(wǎng)絡(luò)化空間以遠(yuǎn)程的、可靠的、實(shí)時(shí)的、安全的、協(xié)作的方式控制物理實(shí)體。隨著信息物理系統(tǒng)的廣泛使用,大量的信息物理系統(tǒng)設(shè)備和控制系統(tǒng)基于開放的互聯(lián)網(wǎng)連接,安全和隱私保護(hù)問題也逐漸出現(xiàn),特別是在動態(tài)、難控的信息物理系統(tǒng)流數(shù)據(jù)傳輸和存儲過程中會面臨新的安全威脅。在傳輸過程中,攻擊者會試圖截獲系統(tǒng)功耗以及計(jì)時(shí)行為等屬性,以分析正在傳輸?shù)牧鲾?shù)據(jù)獲取敏感信息。在存儲層收集了海量信息物理系統(tǒng)流數(shù)據(jù)并通過集中式服務(wù)器存儲,但這些服務(wù)器可能受到外界攻擊造成數(shù)據(jù)丟失損壞,以致整個(gè)信息物理系統(tǒng)崩潰宕機(jī),嚴(yán)重影響信息物理系統(tǒng)的魯棒性。第三方云服務(wù)器提供商的逐利性也是造成數(shù)據(jù)泄露或者篡改的原因之一。此外,信息物理系統(tǒng)作為一種分布式控制系統(tǒng),攻擊者可通過部署惡意節(jié)點(diǎn)獲取網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系以竊取信息物理系統(tǒng)參與方之間的關(guān)系;谶@些問題,以信息物理系統(tǒng)流數(shù)據(jù)為研究對象,基于區(qū)塊鏈提出一種信息物理系統(tǒng)流數(shù)據(jù)在傳...
【文章來源】:廣西師范大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
工業(yè)4.0
有信息物理系統(tǒng)的功能都可以通過三層結(jié)構(gòu)來區(qū)分。新提出的信息物理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中,有一些功能是非分層的、描述不清晰的。目前,考慮到信息物理系統(tǒng)需解決的實(shí)際業(yè)務(wù)需求,例如:可靠性協(xié)調(diào)、服務(wù)組合、服務(wù)管理和對象抽象等,有研究人員已經(jīng)提出三層以上的體系架構(gòu)?紤]到需要對信息物理系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制,已經(jīng)有五層架構(gòu)的信息物理系統(tǒng)被開發(fā)使用,其中五層架構(gòu)分別包括:業(yè)務(wù)層、應(yīng)用程序?qū)印⑻幚韺、傳輸層、感知層。盡管對層數(shù)有不同的假設(shè),但信息物理系統(tǒng)基本上都是從感知層、傳輸層和應(yīng)用層三層進(jìn)行操作[7][33]。圖2.2是一種典型的信息物理系統(tǒng)架構(gòu)圖。圖2.2信息物理系統(tǒng)架構(gòu)圖
覆蓋網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)的,該網(wǎng)絡(luò)將每個(gè)節(jié)點(diǎn)的物理位置與其他參與者隱藏起來。常用的匿名通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括I2P[40]、FreeNet[41]、洋蔥網(wǎng)絡(luò)[42]、JonDonym等。本文在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上增加了洋蔥網(wǎng)絡(luò)(Tor)的安全隱私保護(hù)機(jī)制,以增強(qiáng)流數(shù)據(jù)在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)陌踩裕旅娼榻B洋蔥網(wǎng)絡(luò)的工作流程。通常,完整的洋蔥網(wǎng)絡(luò)由通信雙方Alice和Bob,以及目錄服務(wù)器Dave組成。目錄服務(wù)器由中繼節(jié)點(diǎn)RNode和通信電路circuit組成,其中circuit由保護(hù)節(jié)點(diǎn)GNode,中間節(jié)點(diǎn)MNode和出口節(jié)點(diǎn)ENode構(gòu)成,三個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的Tor示意圖如圖2.4所示。圖2.4三個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的Tor示意圖NodeBobENodeMe4NodeG2KEGkeyG3KEMkeyM3KEMkeyM4KEEkeyE4KEEkeyE4KEEkeyE5DA\\\=Enc(Enc(Enc(DA,addBob)keyG,addE)keyM,addM)keyGAlice6DA\\=Enc(Enc(DA,addBob)keyG,addE)keyM7DA\=Enc(DA,addBob)keyG8SendDAtoBob5P5°55(|H|Tornetwork1Constructioncircuit1SelectNodeG1SelectNodeM1SelectNodeE
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的工業(yè)數(shù)據(jù)安全性保護(hù)方法[J]. 張金龍,趙德政,韓慶敏. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2019(07)
[2]區(qū)塊鏈隱私保護(hù)技術(shù)[J]. 劉滋潤,王點(diǎn),王斌. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2019(06)
[3]區(qū)塊鏈吞吐率提升研究[J]. 潘業(yè)達(dá),陳恭亮,郭乃網(wǎng). 通信技術(shù). 2019(01)
[4]基于區(qū)塊鏈的信息物理融合系統(tǒng)的信息安全保護(hù)框架[J]. 丁慶洋,王秀利,朱建明,宋彪. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2018(02)
[5]區(qū)塊鏈隱私保護(hù)研究綜述[J]. 祝烈煌,高峰,沈蒙,李艷東,鄭寶昆,毛洪亮,吳震. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2017(10)
[6]Review on Cyber-physical Systems[J]. Yang Liu,Yu Peng,Bailing Wang,Sirui Yao,Zihe Liu. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2017(01)
[7]基于無證書群簽名方案的電子現(xiàn)金系統(tǒng)[J]. 梁艷,張?bào)?鄭志明. 通信學(xué)報(bào). 2016(05)
[8]“中國制造2025”深入推進(jìn)的路徑設(shè)計(jì)研究——基于德國工業(yè)4.0和美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的啟示[J]. 紀(jì)成君,陳迪. 當(dāng)代經(jīng)濟(jì)管理. 2016(02)
[9]一種高效的群簽名方案[J]. 張興蘭. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2009(11)
本文編號:3474000
【文章來源】:廣西師范大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
工業(yè)4.0
有信息物理系統(tǒng)的功能都可以通過三層結(jié)構(gòu)來區(qū)分。新提出的信息物理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中,有一些功能是非分層的、描述不清晰的。目前,考慮到信息物理系統(tǒng)需解決的實(shí)際業(yè)務(wù)需求,例如:可靠性協(xié)調(diào)、服務(wù)組合、服務(wù)管理和對象抽象等,有研究人員已經(jīng)提出三層以上的體系架構(gòu)?紤]到需要對信息物理系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制,已經(jīng)有五層架構(gòu)的信息物理系統(tǒng)被開發(fā)使用,其中五層架構(gòu)分別包括:業(yè)務(wù)層、應(yīng)用程序?qū)印⑻幚韺、傳輸層、感知層。盡管對層數(shù)有不同的假設(shè),但信息物理系統(tǒng)基本上都是從感知層、傳輸層和應(yīng)用層三層進(jìn)行操作[7][33]。圖2.2是一種典型的信息物理系統(tǒng)架構(gòu)圖。圖2.2信息物理系統(tǒng)架構(gòu)圖
覆蓋網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)的,該網(wǎng)絡(luò)將每個(gè)節(jié)點(diǎn)的物理位置與其他參與者隱藏起來。常用的匿名通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括I2P[40]、FreeNet[41]、洋蔥網(wǎng)絡(luò)[42]、JonDonym等。本文在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上增加了洋蔥網(wǎng)絡(luò)(Tor)的安全隱私保護(hù)機(jī)制,以增強(qiáng)流數(shù)據(jù)在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)陌踩裕旅娼榻B洋蔥網(wǎng)絡(luò)的工作流程。通常,完整的洋蔥網(wǎng)絡(luò)由通信雙方Alice和Bob,以及目錄服務(wù)器Dave組成。目錄服務(wù)器由中繼節(jié)點(diǎn)RNode和通信電路circuit組成,其中circuit由保護(hù)節(jié)點(diǎn)GNode,中間節(jié)點(diǎn)MNode和出口節(jié)點(diǎn)ENode構(gòu)成,三個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的Tor示意圖如圖2.4所示。圖2.4三個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的Tor示意圖NodeBobENodeMe4NodeG2KEGkeyG3KEMkeyM3KEMkeyM4KEEkeyE4KEEkeyE4KEEkeyE5DA\\\=Enc(Enc(Enc(DA,addBob)keyG,addE)keyM,addM)keyGAlice6DA\\=Enc(Enc(DA,addBob)keyG,addE)keyM7DA\=Enc(DA,addBob)keyG8SendDAtoBob5P5°55(|H|Tornetwork1Constructioncircuit1SelectNodeG1SelectNodeM1SelectNodeE
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的工業(yè)數(shù)據(jù)安全性保護(hù)方法[J]. 張金龍,趙德政,韓慶敏. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2019(07)
[2]區(qū)塊鏈隱私保護(hù)技術(shù)[J]. 劉滋潤,王點(diǎn),王斌. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2019(06)
[3]區(qū)塊鏈吞吐率提升研究[J]. 潘業(yè)達(dá),陳恭亮,郭乃網(wǎng). 通信技術(shù). 2019(01)
[4]基于區(qū)塊鏈的信息物理融合系統(tǒng)的信息安全保護(hù)框架[J]. 丁慶洋,王秀利,朱建明,宋彪. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2018(02)
[5]區(qū)塊鏈隱私保護(hù)研究綜述[J]. 祝烈煌,高峰,沈蒙,李艷東,鄭寶昆,毛洪亮,吳震. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2017(10)
[6]Review on Cyber-physical Systems[J]. Yang Liu,Yu Peng,Bailing Wang,Sirui Yao,Zihe Liu. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2017(01)
[7]基于無證書群簽名方案的電子現(xiàn)金系統(tǒng)[J]. 梁艷,張?bào)?鄭志明. 通信學(xué)報(bào). 2016(05)
[8]“中國制造2025”深入推進(jìn)的路徑設(shè)計(jì)研究——基于德國工業(yè)4.0和美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的啟示[J]. 紀(jì)成君,陳迪. 當(dāng)代經(jīng)濟(jì)管理. 2016(02)
[9]一種高效的群簽名方案[J]. 張興蘭. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2009(11)
本文編號:3474000
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