智能家居作为物联网最受欢迎的应用之一,通过物联网设备实现数据的采集和硬件的控制,并且经过网络传输给用户或服务器,但是由于传统物联网集中式组网存在的弊端,导致物联网的安全和隐私面临极大的挑战。而区块链技术作为一种分布式账本,具有去中心化、防篡改、可追溯的特点,为解决传统物联网数据的安全性与隐私性问题提供了新思路,并且作为区块链2.0的以太坊技术,为基于区块链的应用开发提供了平台以及拓宽了应用场景。本文的主要研究内容如下:1.针对区块链不可篡改导致部署到链上的智能合约无法升级的问题,并且以太坊gaslimit的限制导致智能合约大小不可超过24K bytes。因此引入一种可升级的智能合约模型,将传统智能合约拆成入口合约、逻辑合约和存储合约三个子集,合约之间相互映射,当用户调用合约时不会直接调用逻辑合约的地址,而是通过入口合约再重定向到逻辑合约,逻辑合约完成逻辑处理并将数据存入存储合约。当系统发出升级事务时,合约完成鉴权后更新存储合约中存储的逻辑合约地址,并更新合约间的映射关系。2.设计了一种以私有区块链、星际文件系统和Mong DB组成的数据存储网络,根据数据的重要程度、类型、存储频率以及冗余度需求选择合适的存储方式,避免大量普通数据存储到区块链上,增加区块链的存储压力。3.利用以太坊区块链技术实现了一种面向智能家居的数据监控系统,其中门禁子系统和环境监控子系统作为具体研究对象,由Arduino连接控制各类传感器,Raspberry Pi4B作为连接硬件设备与以太坊网络的桥梁。使用Go-ethereum构建以太坊区块链网络,通过智能合约实现系统相应的算法逻辑,并借助开源的混合加密算法和数字签名在Truffle框架下对系统的软硬件各功能模块进行实现。同时,考虑到智能家居设备性能的限制以及系统实时性等要求,对主流的几种共识机制进行比较分析,最后综合考虑采用基于权威证明的共识机制,作为区块链中记账、交互、达成共识的规则。经实验测试分析,本文设计的系统,各功能模块达到了预期效果,并且相比于传统的智能家居系统不仅可以保证个人数据的安全性,而且不会影响用户的使用体验,可以满足用户的需求。同时,经remix测试,验证了可升级智能合约的有效性,大大提升了系统的可扩展性。