基于区块链智能合约的智能工厂安全管理系统设计与实现
发布时间：2022-01-20 09:53
智能工厂是制造业的重要发展方向,随着智能工厂系统的不断发展与扩大,系统中设备众多且拓扑结构相对分散,传统中心化控制系统中的安全问题将会日益凸显,对于中心服务器的性能要求也会显著提高,系统成本将大大提高。有着去中心化、匿名性以及无需信任基础特点的区块链技术为解决传统控制系统的安全问题提供了新的思路,智能合约与区块链技术在制造业中的应用,让智能工厂中的安全管理系统能够利用区块链技术及智能合约进行搭建。本文首先对智能工厂安全管理系统进行了需求分析,包括系统的结构、功能以及协作需求,并针对分析结果对相关技术知识进行了介绍,例如区块链技术中的共识算法以及密码学知识等,智能合约开发相关知识等,最终确定了智能工厂安全管理系统的结构功能以及实现所涉及的技术知识。基于对智能工厂安全管理系统的需求分析对系统进行了相关设计,从系统的去中心化整体架构设计到系统开发流程设计,从智能合约的整体架构设计到智能合约的权限管理以及命令控制策略设计,再从系统数据安全策略设计到系统与用户交互所需的用户界面的设计。针对于传统的中心化系统中权限管理集中于中心服务器可能导致的安全问题,利用区块链的分布式存储方式结合智能合约管理策...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
P2P网络结构
2.5.3 加解密算法 加解密算法可谓是密码学的核心，以设计理念差异划分，可得到对称加密算法和非对称加密算法。 图 2-8 中描述了加解密的基本过程，在加密时，明文信息输入后，加密算法和加密密钥共同协作进行加密，输出加密后的密文；而在解密过程中，则利用解密算法和解密所需的密钥共同对密文进行解密，最终得到解密后的明文信息。而分类的准则就是看在加密过程和解密过程中的密钥是否一致，如果是同一个密钥，则算法是对称加密算法，如果密钥不同，则算法将被划分为非对称加密算法。不同的加密模式适用于不同的场景，有时候也可以将两者进行组合，形成混合加密算法。
电子科技大学硕士学位论文22图2-10智能合约生命周期2.6.2智能合约安全智能合约是由设计人员设计的，那么想要保证合约没有漏洞，就必须要在合约设计时就将各种可能出现的恶意攻击都考虑进去，并在合约开发时尽量避免错误和漏洞的出现，但是这显然是一个几乎不可能完成的任务。所以需要对智能合约进行部署测试和漏洞检查，且须在智能合约部署之前进行，以便提前在虚拟环境中进行检查合约是否满足有界性、公平性以及正确性等关键性质，保证合约能够规范地执行，保持合约的可靠性和执行能力。在比特币系统中需要特别注意的双花攻击，即同一笔比特币被花费两次的问题，在以太坊平台上由于账户余额是进行显式维护的，对这种双花攻击有天然的保护性。在以太坊平台上交易时，交易中所使用的以太币不用说明说明来源，所以在此发起交易时只会重新扣除一笔以太币，双花攻击不会起作用。但与之对应的重放攻击就有可能威胁到系统的安全，所以在以太坊每次发起交易时，交易中也包含了一个交易计数，这个数值会随着交易一起被写入区块链中。如果发起重放攻击，交易次数的存在就会组织本次交易再次执行，保证了系统的安全性。在任何程序的执行过程中，系统都很怕遇到程序在执行过程中出现死循环，因为这将引起系统的不稳定。在以太坊的智能合约执行时，交易发起之前都会声明一个变量，叫做本次交易的燃料上限（GasLimit）。这个变量规定了本次交易最高可用燃料费的值，一旦本次交易还未完成时的交易费用超过燃料上限值，那么本次交易将会被回滚，本次操作不会被正确执行。保证合约的安全性是一个非常重要的部
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能制造及其关键技术研究现状与趋势综述[J]. 张映锋,张党,任杉. 机械科学与技术. 2019(03)
[2]区块链技术在物联网中的身份认证研究[J]. 杨惠杰,周天祺,桂梓原. 中兴通讯技术. 2018(06)
[3]基于区块链的智能合约技术与应用综述[J]. 贺海武,延安,陈泽华. 计算机研究与发展. 2018(11)
[4]基于区块链的智能物件认证技术方案设计[J]. 段琼琼,项定华,史红周. 信息网络安全. 2018(09)
[5]国内外区块链技术概况及其在制造业中的应用[J]. 孙柏林. 自动化博览. 2018(07)
[6]智能制造面临的重大科学问题和关键技术[J]. 石镇山,刘越芳. 电器与能效管理技术. 2017(24)
[7]基于区块链2.0的以太坊初探[J]. 李赫,孙继飞,杨泳,汪松. 中国金融电脑. 2017(06)
[8]区块链技术与应用前瞻综述[J]. 何蒲,于戈,张岩峰,鲍玉斌. 计算机科学. 2017(04)
[9]基于区块链的应用系统开发方法研究[J]. 蔡维德,郁莲,王荣,刘娜,邓恩艳. 软件学报. 2017(06)
[10]智能合约的形式化验证方法[J]. 胡凯,白晓敏,高灵超,董爱强. 信息安全研究. 2016(12)
硕士论文
[1]基于区块链的物联网信息安全技术研究[D]. 于仁飞.电子科技大学 2019
[2]区块链智能合约技术的研究[D]. 许雄.电子科技大学 2019
本文编号：3598615
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
P2P网络结构
2.5.3 加解密算法 加解密算法可谓是密码学的核心，以设计理念差异划分，可得到对称加密算法和非对称加密算法。 图 2-8 中描述了加解密的基本过程，在加密时，明文信息输入后，加密算法和加密密钥共同协作进行加密，输出加密后的密文；而在解密过程中，则利用解密算法和解密所需的密钥共同对密文进行解密，最终得到解密后的明文信息。而分类的准则就是看在加密过程和解密过程中的密钥是否一致，如果是同一个密钥，则算法是对称加密算法，如果密钥不同，则算法将被划分为非对称加密算法。不同的加密模式适用于不同的场景，有时候也可以将两者进行组合，形成混合加密算法。
电子科技大学硕士学位论文22图2-10智能合约生命周期2.6.2智能合约安全智能合约是由设计人员设计的，那么想要保证合约没有漏洞，就必须要在合约设计时就将各种可能出现的恶意攻击都考虑进去，并在合约开发时尽量避免错误和漏洞的出现，但是这显然是一个几乎不可能完成的任务。所以需要对智能合约进行部署测试和漏洞检查，且须在智能合约部署之前进行，以便提前在虚拟环境中进行检查合约是否满足有界性、公平性以及正确性等关键性质，保证合约能够规范地执行，保持合约的可靠性和执行能力。在比特币系统中需要特别注意的双花攻击，即同一笔比特币被花费两次的问题，在以太坊平台上由于账户余额是进行显式维护的，对这种双花攻击有天然的保护性。在以太坊平台上交易时，交易中所使用的以太币不用说明说明来源，所以在此发起交易时只会重新扣除一笔以太币，双花攻击不会起作用。但与之对应的重放攻击就有可能威胁到系统的安全，所以在以太坊每次发起交易时，交易中也包含了一个交易计数，这个数值会随着交易一起被写入区块链中。如果发起重放攻击，交易次数的存在就会组织本次交易再次执行，保证了系统的安全性。在任何程序的执行过程中，系统都很怕遇到程序在执行过程中出现死循环，因为这将引起系统的不稳定。在以太坊的智能合约执行时，交易发起之前都会声明一个变量，叫做本次交易的燃料上限（GasLimit）。这个变量规定了本次交易最高可用燃料费的值，一旦本次交易还未完成时的交易费用超过燃料上限值，那么本次交易将会被回滚，本次操作不会被正确执行。保证合约的安全性是一个非常重要的部
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能制造及其关键技术研究现状与趋势综述[J]. 张映锋,张党,任杉. 机械科学与技术. 2019(03)
[2]区块链技术在物联网中的身份认证研究[J]. 杨惠杰,周天祺,桂梓原. 中兴通讯技术. 2018(06)
[3]基于区块链的智能合约技术与应用综述[J]. 贺海武,延安,陈泽华. 计算机研究与发展. 2018(11)
[4]基于区块链的智能物件认证技术方案设计[J]. 段琼琼,项定华,史红周. 信息网络安全. 2018(09)
[5]国内外区块链技术概况及其在制造业中的应用[J]. 孙柏林. 自动化博览. 2018(07)
[6]智能制造面临的重大科学问题和关键技术[J]. 石镇山,刘越芳. 电器与能效管理技术. 2017(24)
[7]基于区块链2.0的以太坊初探[J]. 李赫,孙继飞,杨泳,汪松. 中国金融电脑. 2017(06)
[8]区块链技术与应用前瞻综述[J]. 何蒲,于戈,张岩峰,鲍玉斌. 计算机科学. 2017(04)
[9]基于区块链的应用系统开发方法研究[J]. 蔡维德,郁莲,王荣,刘娜,邓恩艳. 软件学报. 2017(06)
[10]智能合约的形式化验证方法[J]. 胡凯,白晓敏,高灵超,董爱强. 信息安全研究. 2016(12)
硕士论文
[1]基于区块链的物联网信息安全技术研究[D]. 于仁飞.电子科技大学 2019
[2]区块链智能合约技术的研究[D]. 许雄.电子科技大学 2019
本文编号：3598615
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