【摘 要】
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工业物联网(IIoT,Industrial Internet of Things)可以被看作是工业自动化系统和物联网(Io T,Internet of Things)系统的精密整合,为了达到工业生产和工业监测等目的,利用物联网技术在工业生产的各个流程中进行高效便利的数据收集与共享。传统的工业物联网是一个集中的、中心化的平台,但随着产业的升级,工业物联网面临许多问题,尤其是传统中心化平台带来的各种压
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工业物联网(IIoT,Industrial Internet of Things)可以被看作是工业自动化系统和物联网(Io T,Internet of Things)系统的精密整合,为了达到工业生产和工业监测等目的,利用物联网技术在工业生产的各个流程中进行高效便利的数据收集与共享。传统的工业物联网是一个集中的、中心化的平台,但随着产业的升级,工业物联网面临许多问题,尤其是传统中心化平台带来的各种压力以及数据共享时的节点隐私保护问题。如何在工业物联网的应用环境下找到合适的方案,保护工业物联网中的节点隐私,即数据共享中的节点用户身份隐私和数据传输时的数据隐私,是一个值得研究的问题。本文将工业物联网与区块链技术相结合,针对工业物联网中存在的节点隐私保护问题,构建了基于联盟链的工业物联网架构,实现工业物联网数据共享时节点的隐私保护。具体来讲,论文的主要研究内容及成果如下所示:(1)针对工业物联网中节点用户身份隐私保护问题,提出了基于环签名的工业物联网用户身份隐私保护方案。通过引入身份公钥,将节点身份与节点用户身份分隔开,利用身份公钥进行环签名,实现用户身份匿名。通过智能合约管理数据共享流程,梳理节点间关系。从实验测试和理论分析两方面进行验证,结果表明,本文所提出的用户身份隐私保护方案能够实现数据共享时的用户身份隐私的保护。(2)针对工业物联网中节点数据传输时的隐私保护问题,提出了基于椭圆曲线加密的工业物联网数据隐私保护方案。将一次性密钥思想与椭圆曲线加密算法相结合,使得每次进行数据传输之前生成一个新的椭圆曲线加密密钥,用于数据共享中的加密,从而降低节点数据隐私泄露的可能。此外还利用智能合约实现密钥以及数据的传输。最后,通过对工业物联网数据隐私保护方案进行实验测试和效果分析,进一步说明该方案安全可行。实验结果表明,本文所提出的两个方案能够各自很好的保护节点用户身份隐私和数据传输时的数据隐私。在提出的基于联盟链的工业物联网架构下实现数据共享时的节点隐私保护,即节点用户身份隐私保护和数据传输时的数据隐私保护。通过研究工业物联网节点隐私保护问题,一方面,能够保护工业物联网中节点隐私,促进工业的产业升级转型,对工业的发展有积极的意义。另一方面,能加快区块链技术与工业物联网的发展,更好地应用于人类社会。
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