面向智能制造的区块链共识和多链策略研究

发布时间：2023-04-03 06:03

　　智能制造信息物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)系统是科技创新和产业变革趋势下的产物,智能制造是制造业未来发展的必然方向。但是,在智能制造CPS系统中还存在一些需要解决的问题:分布式环境中的制造设备的通信数据是否真实可靠,设备是否可信;智能制造过程中所涉及的设备数量众多,通信量巨大,通信数据中心化存储给第三方服务器带来较大的存储压力;同时也存在存储服务器出现故障或遭遇攻击,整个制造系统将会面临停线停产威胁的潜在危险。区块链技术中,数据需要通过所有或大部分节点的共识验证才能记入系统,少部分恶意节点对数据的篡改不能通过共识验证,这可以有效地保证系统中的数据真实可靠;另外,区块链系统中的数据分布存储在系统中的各个节点上的,避免了中心化存储所带来的潜在危险。考虑到区块链技术的特点以及智能制造过程中存在的上述问题,提出将区块链技术与智能制造CPS系统相融合的方法。但目前的共识算法消耗资源较多、去中心化程度不完全;系统存储较多的冗余数据,难以满足智能制造的应用需求。本文针对共识过程资源消耗较大、去中心化程度不完全以及智能制造CPS系统中设备存储空间有限等问题做了相关研...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 共识算法的研究现状
        1.2.2 数据存储的研究现状
    1.3 论文的章节安排
第二章 相关理论基础
    2.1 智能制造系统结构
    2.2 智能制造模式
    2.3 区块链技术
        2.3.1 工作原理及特点
        2.3.2 共识机制
        2.3.3 多链存储结构
    2.4 复杂网络理论
    2.5 本章小结
第三章 基于节点有效度的共识算法
    3.1 引言
    3.2 相关工作
    3.3 算法分析和设计
    3.4 实验及结果分析
        3.4.1 传统共识算法的实验结果及分析
        3.4.2 改进共识算法的实验结果及分析
        3.4.3 算法时间复杂度等特性分析
    3.5 本章小结
第四章 基于节点社团聚类的多链策略
    4.1 引言
    4.2 相关工作
    4.3 智能制造环境下区块链数据存储方案的优化
        4.3.1 构建节点关系模型
        4.3.2 多链组织方式
        4.3.3 基于社团结构的多链存储
    4.4 多链存储节点划分方法设计与实验环境
        4.4.1 节点划分方法设计
        4.4.2 实验环境及数据集
    4.5 对节点进行社团结构划分
    4.6 实验结果与分析
        4.6.1 实验结果可视化
        4.6.2 实验结果分析
    4.7 本章小结
第五章 系统平台架构及算法集成
    5.1 引言
    5.2 基于超级账本的验证平台架构
        5.2.1 应用层
        5.2.2 社团划分层
        5.2.3 区块链层
    5.3 数据处理流程及算法集成
        5.3.1 更新节点上账本数据
        5.3.2 访问节点上账本数据
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读学位期间发表论文
攻读学位期间参与的项目
致谢



本文编号：3780811