基于区块链的物联网数据服务模型与关键机制研究

发布时间：2020-04-28 08:20

【摘要】：近年来,由于物联网技术的快速发展,大量的传感器被嵌入到现实生活中的各种智能设备中,随之产生了海量物联网数据。随着物联网产业体系标准逐渐完善,商业模式逐渐成熟,各领域中的物联网数据集成能够在如今的大数据时代产生更大的价值。然而,由于物联网数据分布广泛,集中式的数据管理模式很难使当前的数据服务平台实现数据的互联互通,即存在“数据孤岛”。区块链技术因其去中心化、去信任化、匿名交易且信息不可篡改等特点受到了各行业的广泛关注,可以为物联网数据服务提供可靠的技术支撑,为物联网数据的有效共享提供安全可信的运行环境。本文提出一种基于区块链技术的物联网数据服务模型,并对其关键机制进行研究,具体研究内容如下:第一,基于区块链的物联网数据服务模型研究。针对当前物联网数据服务缺乏有效交互模式的问题,本文对基于区块链的服务交互模式进行分析与研究,提出一种基于区块链的物联网数据服务模型,为物联网数据服务制定服务规范,设定服务流程,利用区块链技术的特点保证数据服务过程中的每一个步骤完整、不可篡改的记录。第二,基于区块链与智能合约的物联网数据服务关键机制研究。针对物联网数据服务交互中存在隐私泄露风险及数据完整性的问题,本文在基于区块链的物联网数据服务模型的基础上对其进行分层,并逐层研究其核心技术机制。本文在数据完整性保护方面,提出基于区块链与Keccak算法的数据完整性验证机制,使用区块链的分布式存储及共识算法保证数据验证标识的安全存储;在数据隐私方面,本文提出基于区块链与门限秘钥系统的隐私保护机制,保护数据服务过程中的使用记录隐私。最后,本文提出一种基于区块链的自动化服务流程管理机制,使用智能合约实现数据服务制订及过程管理。第三,基于以太坊的物联网数据服务原型系统的设计与实现。本文基于以太坊,智能合约,Eggjs等技术实现一个基于以太坊的物联网数据服务平台,并按照上述物联网数据服务模型提出的分层技术架构,依次实现各功能模块。最后,本文在实际场景应用上述原型系统并对其功能及性能进行验证,实验表明该原型系统可以满足物联网数据服务的基本需求。
【图文】：

4(b)图 1-1 不同类型物联网数据服务平台Figure 1-1 Different types of IoT data service platform1.2.2物联网数据服务模型传统的物联网数据服务多采用中心化的处理方式，其最大的优势是便于政府或企业等管理机构对数据和服务流程进行监管，服务模型如图1-2[53]所示。

1.2.2物联网数据服务模型传统的物联网数据服务多采用中心化的处理方式，其最大的优势是便于政府或企业等管理机构对数据和服务流程进行监管，服务模型如图1-2[53]所示。
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.44;TN929.5;TP311.13

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