19、轻量级区块链信任管理与物联网异常检测算法

轻量级区块链信任管理与物联网异常检测算法

1. 区块链信任管理框架介绍

传统的物联网设备访问控制方案存在诸多限制和挑战，而区块链技术虽带来了一些益处，但仍有诸如节点不诚实、共识算法复杂和延迟开销大等显著问题。为解决这些挑战，提出了基于轻量级区块链的物联网访问控制信任管理框架。该框架具有基于智能合约的访问控制系统，旨在创建公平可信的环境。其共识算法无需解决复杂谜题来添加区块，矿工选择基于物联网设备的声誉分数和休眠时间，验证方法结合了矿工的声誉分数，显著减少了处理时间，且随着矿工声誉分数的提高，需要验证的交易逐渐减少。

2. Sybil 攻击评估

Sybil 攻击会对区块链系统造成巨大破坏，例如在基于比特币的系统中可能导致双重花费。不过，该框架可基于共识算法抵御此类攻击。
- 实验假设与设置 ：假设诚实的物联网网关节点比例为 n/2 + 1（n 为物联网网关节点总数），例如当有 8 个物联网网关设备时，有 3 个恶意节点，实验中设备最少为 3 个。恶意物联网网关可创建虚假交易和区块，其他恶意节点会认可其同伙生成的交易。模拟其中一个恶意节点为矿工，创建包含访问控制策略请求权限的虚假交易，其他恶意节点认可该区块。基于设置和默认配置，以生成新块的效率作为评估指标。
- 效率分析 ：
- 矿工选择与验证 ：生成新块的效率主要关注矿工选择和交易验证的时间。矿工选择中，确定合格潜在矿工耗时最多，但适当调整阈值分数后，所需时间不多。验证时，通过检查公钥和签名可轻松识别虚假交易，且只需验证新块中的部分交易，节省大量时间。
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