15、区块链技术：从卫星网络到多行业应用的变革力量

区块链技术：从卫星网络到多行业应用的变革力量

1. 卫星网络中的区块链应用

在低地球轨道（LEO）卫星网络中，由于其动态拓扑和频繁的链路切换特性，需要一种高效的访问验证协议。为此，提出了一种新的去中心化访问验证协议——BAVP（基于区块链的访问验证协议），该协议结合了基于身份的加密（IBE）进行身份验证，以及利用区块链进行分布式计算和存储。

为了评估该协议，在OPNET中进行了模拟。理论分析和模拟结果表明，BAVP协议在LEO卫星网络中具有安全性高、轻量级和高效的特点。同时，还提出并分析了一种分布式公钥基础设施（PKI）方案——DPKI，该方案解决了密钥生成中心（KGC）单点故障的问题。

在卫星网络中，对每个卫星设置了存储成本阈值，例如可设置为100 MB，但随着用户数量的增加，该阈值需要相应提高。假设用户的到达符合泊松分布，服务时间服从负指数分布。设访问认证、快速访问认证和切换认证的计算开销分别为Ra、Rf和Rh，每小时的平均用户数为λ，平均服务时间为μ，切换的平均间隔时间为t。那么，每个卫星每小时由该协议带来的计算开销为：

[
\text{计算开销} = \lambda \cdot R_a + \frac{\lambda}{\mu} \cdot R_f + \frac{1}{t} \cdot R_h
]

其中，x1表示通过访问认证的用户数量，x2表示通过快速访问认证的用户数量。

2. 区块链的独特性

区块链本质上是一种去中心化或分布式的账本，与银行等机构维护的集中式账本不同，它由网络中的参与者共享可信的数字记录。区块链将传统的信息和通信互联网扩展到了一个新的类别——“价值互