【摘 要】
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通信技术的日益进步,特别是5G技术的快速发展,为物联网带来了新的活力。物联网技术已广泛应用于医疗、工业、智慧城市等领域,并逐渐融入了人们的日常工作和生活当中。但随着物联网规模的扩大,物联网的安全问题也日益严峻。目前,大量物联网设备没有安全认证机制,且传统密钥管理方法通常依赖于中心化的可信第三方,存在安全性不足、可扩展性差、不透明等问题。区块链技术的引入为解决物联网面临的安全问题提供了新的思路。由于
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通信技术的日益进步,特别是5G技术的快速发展,为物联网带来了新的活力。物联网技术已广泛应用于医疗、工业、智慧城市等领域,并逐渐融入了人们的日常工作和生活当中。但随着物联网规模的扩大,物联网的安全问题也日益严峻。目前,大量物联网设备没有安全认证机制,且传统密钥管理方法通常依赖于中心化的可信第三方,存在安全性不足、可扩展性差、不透明等问题。区块链技术的引入为解决物联网面临的安全问题提供了新的思路。由于区块链具有去中心化、不可篡改等特点,可以为物联网提供一种安全的交互环境。本文将区块链技术引入到物联网领域,研究中心化的区块链—物联网架构,提升物联网的安全性和数据交互的可信性。本文主要工作内容如下:（1）提出一种基于标识的证书认证体制IBCAS的路由驱动物联网密钥管理方案。针对物联网传感节点密钥管理方案中节点与公钥之间的绑定问题,面向物联网络中安全性脆弱、传感节点资源受限等特点,以节点的标识密钥对作为验证密钥,为节点自主生成的随机密钥对提供验证,整个过程无需可信第三方的介入。在方案中仅为相互通信的相邻传感节点建立共享密钥,确保传感节点的安全性及存储开销轻量级性。（2）提出一种基于区块链的物联网密钥管理方案。针对当前物联网设备间的可信交互严重依赖中心化管理的问题,将密钥生成方法以智能合约的方式封装在区块链中。当预置条件被触发时,可以自动生成密钥,保证密钥生成的不可干扰性和可信性;将生成的公钥在交易结果中输出,通过交易结果获取公钥。能够有效降低密钥分配的通信开销以及密钥保存的存储开销,保证密钥传递过程的安全性,提高密钥管理过程的可靠性。本文在分析和总结现有物联网存在的各种不足和安全问题的基础上,提出物联网密钥管理方案,可以有效解决传统密钥管理方法存在的一些问题。经实验分析证明该方案可以提供更好的安全性,有效减少了传感节点的存储空间及能量消耗,在安全和性能方面具有更高的优势,且依靠区块链技术的不可篡改性和分布式特性,实现了安全和可配置的密钥管理和授权,更适合节点众多、资源受限的物联网系统。
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