22、工业物联网：区块链助力应对挑战与工业 4.0 变革

工业物联网：区块链助力应对挑战与工业 4.0 变革

1. 工业物联网分层及安全威胁

工业物联网主要分为五层，分别是感知层、网络层、应用层、中间件层和企业层。每一层都面临着各种安全攻击和威胁，这些威胁可能是主动的，也可能是被动的，既可能来自外部，也可能源于内部网络。

1.1 各层面临的攻击类型

• 感知层 ：可能遭遇敏感信息泄露、拒绝服务（DoS）攻击等。
• 网络层 ：可能受到女巫攻击、黑洞攻击、中间人攻击等。
• 应用层 ：可能遭受恶意代码注入、嗅探攻击等。

2. 区块链与物联网

早期很多解决方案采用比特币区块链，但它并不适合物联网应用，存在块写入间隔长（10 分钟）和可扩展性问题。因此，延迟、区块链存储问题以及如何规避设备的工作量证明加密需求约束是最初需要解决的主要问题。区块链旨在解决物联网中完全异构结构的可扩展性和稳定性这两个主要问题。

2.1 区块链解决方案

• 可编辑联盟区块链 ：由 Du 等人定义的一种新型区块链，允许对区块链进行更改，适用于链中出现错误或需要修改信息的情况。它为功率受限的物联网设备设计，提出了新的哈希和签名作为构建块。
• 链管理器网络 ：由链管理器创建链网络，安排所有节点的成员资格并运行网络构建智能协议。当一个块添加到区块链后，链管理器不再需要，将区块链控制权交给已批准的节点并离