5G的到來,將開啟一個(gè)“萬物互聯(lián)”的時(shí)代。海量的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)蘊(yùn)含著巨大價(jià)值,而現(xiàn)有基于云的數(shù)據(jù)共享機(jī)制,面臨訪問篡改、追蹤溯源困難等問題,無法確保用戶數(shù)據(jù)的共享安全。新興的區(qū)塊鏈技術(shù),能夠不依賴可信第三方,實(shí)現(xiàn)陌生節(jié)點(diǎn)間的安全傳遞,可為云環(huán)境下的5G物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)共享提供解決思路。但是作為發(fā)展中的技術(shù),區(qū)塊鏈在性能和安全方面仍難以滿足5G物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)共享的需求,存在幾點(diǎn)不足:1)可擴(kuò)展性差,難以滿足5G物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模的數(shù)據(jù)共享需求;2)共識(shí)效率低,難以滿足5G物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)高效的數(shù)據(jù)共享需求;3)隱私泄露,難以滿足5G物聯(lián)網(wǎng)隱私安全的數(shù)據(jù)共享需求。針對(duì)上述問題和不足,首先提出基于區(qū)塊鏈的5G物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)共享方案,在實(shí)現(xiàn)可信數(shù)據(jù)共享的同時(shí)提升區(qū)塊鏈可擴(kuò)展性;然后提出基于可信列表的改進(jìn)拜占庭容錯(cuò)算法,在提升共識(shí)效率的同時(shí)降低通信帶寬開銷;最后提出基于混幣的區(qū)塊鏈隱私保護(hù)方法,在提升隱私安全防護(hù)能力的同時(shí)降低計(jì)算和存儲(chǔ)開銷。綜合三方面研究,旨在對(duì)區(qū)塊鏈的性能和安全進(jìn)行優(yōu)化,使其更好地應(yīng)用于5G物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)共享場(chǎng)景,主要貢獻(xiàn)如下:1.為實(shí)現(xiàn)可信安全的數(shù)據(jù)共享,提出一種基于區(qū)塊鏈的5G物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)共享方案。該方案首... 

【文章來源】：戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

本文組織結(jié)構(gòu)圖

戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)碩士學(xué)位論文第16頁下交易機(jī)制。該機(jī)制將大量的鏈上交易轉(zhuǎn)移到鏈下進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了交易和驗(yàn)證的分離，減少了鏈上操作次數(shù)，目的是提升區(qū)塊鏈可擴(kuò)展性、提高數(shù)據(jù)共享的處理速度。2.2背景介紹2.2.1區(qū)塊鏈技術(shù)簡(jiǎn)介區(qū)塊鏈?zhǔn)怯啥鄠�(gè)區(qū)塊按時(shí)間順序串聯(lián)起來的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，而區(qū)塊則由區(qū)塊頭和區(qū)塊體構(gòu)成，如圖2.1所示。區(qū)塊頭包含版本號(hào)、區(qū)塊高度、前一個(gè)區(qū)塊的哈希值（父哈希）、當(dāng)前區(qū)塊的哈希值（目標(biāo)哈希）、時(shí)間戳、默克爾（Merkle）根和隨機(jī)數(shù)。其中，隨機(jī)數(shù)是用于工作量證明（PoW）算法的計(jì)數(shù)器，它是選填項(xiàng)，由采用的共識(shí)算法而定。區(qū)塊體則包含具體的交易信息。為確保數(shù)據(jù)的完整性，并實(shí)現(xiàn)對(duì)某筆交易快速驗(yàn)證，區(qū)塊鏈中采用默克爾（Merkle）樹證明機(jī)制[95]。圖2.1區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)默克爾（Merkle）樹由計(jì)算機(jī)科學(xué)家RalphMerkle提出，是一個(gè)哈希二叉樹結(jié)構(gòu)，相鄰的兩個(gè)哈希作為“子哈�！庇�(jì)算得出“父哈希”，最終得到一個(gè)“根哈�！狈Q作MerkleRoot。利用默克爾（Merkle）樹，可以單獨(dú)下載一個(gè)分支對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)高效的交易驗(yàn)證。如圖2.2所示，為校驗(yàn)交易Tx6的完整性，只需獲取Hash5、Hash78和Hash1234，按照?qǐng)D中路徑依次向上運(yùn)算，就可實(shí)現(xiàn)完整性驗(yàn)證。圖2.2默克爾（Merkle）樹結(jié)構(gòu)

戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)碩士學(xué)位論文第16頁下交易機(jī)制。該機(jī)制將大量的鏈上交易轉(zhuǎn)移到鏈下進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了交易和驗(yàn)證的分離，減少了鏈上操作次數(shù)，目的是提升區(qū)塊鏈可擴(kuò)展性、提高數(shù)據(jù)共享的處理速度。2.2背景介紹2.2.1區(qū)塊鏈技術(shù)簡(jiǎn)介區(qū)塊鏈?zhǔn)怯啥鄠�(gè)區(qū)塊按時(shí)間順序串聯(lián)起來的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，而區(qū)塊則由區(qū)塊頭和區(qū)塊體構(gòu)成，如圖2.1所示。區(qū)塊頭包含版本號(hào)、區(qū)塊高度、前一個(gè)區(qū)塊的哈希值（父哈希）、當(dāng)前區(qū)塊的哈希值（目標(biāo)哈希）、時(shí)間戳、默克爾（Merkle）根和隨機(jī)數(shù)。其中，隨機(jī)數(shù)是用于工作量證明（PoW）算法的計(jì)數(shù)器，它是選填項(xiàng)，由采用的共識(shí)算法而定。區(qū)塊體則包含具體的交易信息。為確保數(shù)據(jù)的完整性，并實(shí)現(xiàn)對(duì)某筆交易快速驗(yàn)證，區(qū)塊鏈中采用默克爾（Merkle）樹證明機(jī)制[95]。圖2.1區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)默克爾（Merkle）樹由計(jì)算機(jī)科學(xué)家RalphMerkle提出，是一個(gè)哈希二叉樹結(jié)構(gòu)，相鄰的兩個(gè)哈希作為“子哈�！庇�(jì)算得出“父哈�！保罱K得到一個(gè)“根哈�！狈Q作MerkleRoot。利用默克爾（Merkle）樹，可以單獨(dú)下載一個(gè)分支對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)高效的交易驗(yàn)證。如圖2.2所示，為校驗(yàn)交易Tx6的完整性，只需獲取Hash5、Hash78和Hash1234，按照?qǐng)D中路徑依次向上運(yùn)算，就可實(shí)現(xiàn)完整性驗(yàn)證。圖2.2默克爾（Merkle）樹結(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]區(qū)塊鏈共識(shí)算法的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 袁勇,倪曉春,曾帥,王飛躍.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2018(11)
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碩士論文
[1]基于盲簽名技術(shù)的比特幣混幣系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 吳文棟.深圳大學(xué) 2015



本文編號(hào)：2960305