Blockchain-Enhanced Data Sharing With Traceable and Direct Revocation in IIoT 论文学习

Blockchain-Enhanced Data Sharing With Traceable and Direct Revocation in IIoT

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL INFORMA TICS，2021

Summary

Research Objective(s)

为了实现智能工厂数据的安全存储、访问控制、信息更新和删除，以及恶意用户的跟踪和撤销：在智能工厂工业物联网中提出了一种支持可追溯性和可撤销性的区块链增强安全访问控制方案。

Background / Problem Statement

目前，许多成熟的工业物联网云平台都可以为智能工厂服务。然而，由于工业物联网云平台的半可靠性特性，如何实现智能工厂数据的安全存储、访问控制、信息更新和删除，以及恶意用户的跟踪和撤销，成为一个亟待解决的问题。为了解决这些问题，本文在智能工厂工业物联网中提出了一种支持可追溯性和可撤销性的区块链增强安全访问控制方案：
区块链首先进行统一身份认证，并存储所有公钥、用户属性集和吊销列表。系统管理员生成系统参数，并向用户颁发私钥。域管理员负责制定域的安全策略和隐私保护策略，并执行域的加密操作。如果属性满足访问策略，且用户ID不在撤销列表中，则可以从边缘/云服务器获取中间解密参数。在决策双线性Diffie-Hellman (Decisional Bilinear Diffie-Hellman)假设条件下，恶意用户可以在各个阶段被跟踪和撤销，从而保证了系统的安全性，能够抵御多种攻击。

本文主要贡献：

1. 首先，提出了一种基于属性的智能工厂访问控制方案，支持追溯和撤销。在DBDH假设下，它被证明是安全的。与其他方案相比，该方案公钥和私钥的大小更短，在公钥生成、数据加密和数据解密阶段的时间开销更小。
2. 其次，使用区块链执行统一身份验证，并负责存储所有公钥、用户属性集和挂起列表。

Method(s)

System Architecture

安全和保护隐私的SFBD共享系统的框架：

系统中有五个实体：Domain、Blcokchain、System Manage Server、Edge Server、Cloud Server Provider。

1. Domain(域)：智能工厂的基本管理单位，包括用户、设备、传感器和域管理员。生成构成SFBD的大量(所有类型的)数据。用户和管理员不仅可以访问自己域的数据，还可以访问来自其他域的数据。域管理员负责设置域安全和隐私保护策略，执