基于区块链的物联网异构标识对等解析技术研究

发布时间：2020-11-12 10:45

　　 物联网是由大量物品和物品之间的连接与通信形成的网络体系,实现对物理世界的智能化管理与决策。在传统的物联网应用解决方案中,各应用场景下的物品由于技术实施路线使用了封闭化自治管理,形成了信息孤岛。在所有封闭的网络中,将每个物品用标识进行表述,利用标识解析服务可以将物联网中各个独立的物品建立关联关系,从而实现物与物之间的互联互通。因此,物联网标识解析服务是解决物联网信息孤岛的关键技术。然而,由于标识的重要战略价值,标识编码体系成了各国家、各行业、各企业竞相争夺的战略制高点,国际上出现了多种主流标识编码体系,选用了不同标识体系的物联网应用又出现了新的信息孤岛。针对上述物联网发展出现的问题,学者们开展了MONS、FONS、CNRS等基于DNS架构或DHT架构的对等解析相关的研究,解决了ONS从单根服务到多根服务的管理问题,提高解析服务的可用性。但相关研究是针对单一编码体系进行,并没有解决异构物联网标识体系间的隔阂。而中科院计算机网络信息中心牵头建设的物联网标识管理公共服务平台,其基于异构标识识别技术实现了不同标识体系之间的互联互通,所实现兼容的解析服务都作为子平台接入,并没有解决它和其他编码体系之间对等互通的问题,使标识体系之间出现了隶属关系。而当前由于国内外物联网领域激烈竞争发展出的多种异构标识体系,难以使用隶属关系模式实现互联互通。因此要解决异构标识体系之间的隔阂问题,本文从构建公平对等的标识解析服务方向进行研究,可归纳到以下两个研究点:(1)要实现物联网本质要求的物物互联,若将现有的多种异构标识体系规约到一个统一的物联网标识体系,多种异构标识体系之间无法形成隶属关系共存,因此需要使用对等解析模式实现异构标识体系相互解析;(2)在异构标识体系下,要能正确地识别出标识的类型,再通过标识类型找到其对应的解析服务,解决异构标识共存时产生的信息孤岛问题。针对构建异构标识体系下的对等网络,本文利用了区块链去中心化和去信任化的优势,提出了基于区块链的对等网络结构,将各标识体系解析服务的根节点连接在一个对等的网络中,并设计根对等网络中基于区块链的映射表数据结构和同步机制,保证各标识体系之间的相互对等的解析。针对多标识体系下异构的标识编码规则,设计了一种异构标识识别算法,实现根据需解析的物联网标识找到其对应的标识标准,然后根据标识标准,查询基于区块链防篡改、可溯源等特性维护的标识之间的映射表,找到其对应的解析服务地址,实现兼容异构标识体系的完整解析。针对上述的设计架构,我们设计了一种基于BigchainDB区块链环境的对比实验,验证区块链在去中心化的环境能保证对等网络中的根服务器之间的映射表记录同步的正确与安全。并设计异构标识识别算法和区块链对等网络的模拟实验,实验结果表明基于区块链的对等解析服务能有效解决标识体系之间的归属权和安全问题,能实现真正的物联网异构标识体系下的对等解析服务。
【学位单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP391.44;TN929.5;TP311.13
【部分图文】：

构示意图如图 2.1 所示，包含有多级 ONS 解析服务器和信息服务器，解析服务器根据物联网标识找到其对应的信息服务器地址，实现完整的物联网标识解析 在 EPC编码解析过程中，按照物品标识编码分级结构，将物品标识用点分隔并倒置，最后添加根后缀，将物品标识转化为一一对应的 FQDNξFully Qualified Domain Name，完全规范域名)格式，进而采用 DNS 协议完成解析 然而，EPCglobal 的 ONS 服务仅支持单一编码标准的物品标识，即 EPC 码ξElectronicProductCode，电子产品代码ο，而不能解析其他标识体系的物品标识，且解析权完全由 EPCglobal 掌控

庆邮电大学硕士学位论文 第 2 章 相关技术综述四层解析方式层层划分管理，结合 DNS 中的 DNAMEξDelegationName，授权命ο技术，根据标识编码使用正则匹配将解析报文中全域名形式的地址替换成对应域名地址，即将一个子域映射到另一个子域，实现对解析请求的转发，完成对等析服务[26]，用于解决不同地区管理权问题 这两种方案将单根解析服务扩展为多，MONS 使用备份的方式组成对等网络，FONS 则是将网络通过不同层次组合应起来，都在一定程度上缓和了单点失效和单根垄断控制等问题，同时提高了查询析的速度，有效解决负载均衡问题，但是根节点存在主从关系，并没有从根本上决单根及节点间完全对等的问题，没有进行异构标识体系之间相互解析的研究，此架构难以应用于不同标识体系之间的对等解析

图 2.3 DNS 根去中心化对等解析方案 DHT 架构的对等解析技术NS 技术构建物联网标识解析服务时，DNS 为其提供了成熟的标相关方案同时也继承了 DNS 的缺点，比如：安全性和稳定性不够持 DDoSξDistributedDenialofService，分布式拒绝服务ο攻击实现方案中，其解析流程一般是树形层次化解析，而常用的另一种哈希表ξDistributedHashTable，DHTο方式，常见的哈希查找算法有Net 和 Cycloid 等[28] 使用最广泛的是 Chord 一致性哈希算法，将唯一标识通过哈希算法计算出值，按从大到小排列成环，将资源针距离最近的根服务器，形成一个完全公平对等的环状结构[29]，
【参考文献】

相关期刊论文 前9条

1 王志瑞;王幕天;刘正涛;黄慧;;分布式一致性算法的研究及应用[J];计算机时代;2015年12期

2 赵英川;徐恪;;一种基于空间坐标的物联网标识方案研究[J];信息网络安全;2015年07期

3 刘阳;李馨迟;田野;毛伟;;物联网名字服务关键技术研究[J];电子学报;2014年10期

4 吴双力;田野;孔宁;沈烁;;智慧城市系统协同数据共享模式研究[J];互联网天地;2013年10期

5 马文静;吴东亚;王静;吕敏海;徐冬梅;;物联网统一标识体系研究[J];信息技术与标准化;2013年07期

6 孙红;张建宏;秦守文;屠佥炜;王晓婉;吴钱忠;;物联网统一编码体系的研究[J];计算机应用研究;2013年09期

7 刘志杰;;物联网技术的研究综述[J];软件;2013年05期

8 谢高岗;张玉军;李振宇;孙毅;谢应科;李忠诚;刘韵洁;;未来互联网体系结构研究综述[J];计算机学报;2012年06期

9 毛伟,孙洵,王峰;一种互联网资源标志与寻址技术:Handle System[J];计算机应用研究;2004年05期

相关硕士学位论文 前1条

1 蔡婷婷;分布式数据库可协调的一致性策略的研究[D];大连海事大学;2017年

本文编号：2880656