区块链研究报告
车联网
02 车辆数据隐私保护 使用区块链的不可篡改特性保存敏感数据哈希值
出发点
智能车辆能够为用户提供大量复杂的服务,也使 得安全性成为一个挑战。车辆网络以集中化的通 信模式进行,中央云服务器仍然存在瓶颈和单点 故障;车联网应用缺乏隐私保护;安全漏洞导致 的后果严重。作者认为区块链是解决这些问题的 潜在解决方案。
02 物联网数据的存储 使用了区块链的不可篡改性、健壮性
出发点 这篇文章对开源物联网管理平台Mobius进行了 改进,由于Mobius之前使用的Mysql数据库本身 经常出现安全漏洞,作者考虑将其替换为区块链 的存储方式。
该场景下区块链的作用
使用区块链的物联网管理平台对DDOS攻击有较好的防御能力,并且降低了存储成本, 新用户不需要可信第三方也能够获取服务,由于消息的传输使用了区块链中虚拟货币交 易的模式,所以非常难以伪造。
车联网
• 分布式车辆网络 • 车辆数据隐私保护 • 电动汽车充电与动
态电价决策4%入来自检测• 分布式信任管理 • 数据同步 • 警报共享
13%
隐私保护
• 通道 • 混合器 • 零知识证明 • 环签名
Part Two
物联网-车联网 相关研究
01 物联网 Blockchain & Internet of Things 物联网数据集的存储
01 物联网数据集的共享 使用了区块链的不可篡改特性
出发点
作者通过对近两年物联网设备入侵检测系统进行 调研,认为虽然物联网安全研究的趋势在增加, 但是缺少真实世界中的物联网数据集,因此IoT 安全研究的广度和深度都受到限制,特别是对于 预测性安全研究。
该场景下区块链的作用
作者认为可以使用区块链技术来确保共享数据即的完整性,并建议为这些数据集 制定标准。 此外,数据集向公众发布时需对隐私信息进行脱敏。这篇文章主要使 用了区块链的不可篡改性,来防止数据集的更改。
03 固件受损检测与修复 使用了区块链的不可篡改特性
方案
当检测到被破坏的固件时,它将被强制回滚到其以前的 版本。由于并非所有设备都可以保留以前版本的固件。 因此,可以使用网络中的有存储能力的设备来维护先前 版本的固件库。
之前的固件保护方案
物联网设备在启动时系统会对系统进行完整性检查,并与内核中的RIM对比,但是由于安全补丁 和服务升级等原因,厂家通常会允许设备进行固件升级。如果攻击者设法让设备升级成修改过的 固件,更新过后内核中的RIM也将被修改,因此该检查方法将无效。在本文的方案中,使用硬件 模块控制更新器在区块链上扫描该固件,扫描到后从附近保存了固件存储库的设备中接收新的固 件。
A Blockchain Future to Internet of Things Security
物联网数据的存储
Block chain based data security enhanced IoT Server Platform
Blockchain for IoT Security and Privacy: The Case Study of a Smart Home
Part Three
区块链-入侵检测 相关研究
01 入侵检测 Blockchain & Intrusion Detection Systems
出发点
为了解决信息采集的局限性,IDS的研究正向着 协作式IDS(CIDS)发展;CIDS结合了大量监测的 知识,从而生成监测网络的整体图像。但CIDS仍 面临一些挑战,特别是在维持合作方之间的数据 共享与信任管理方面。
02 车联网 Blockchain & The Internet of Cars 分布式车辆网络
Block-VN: A Distributed Blockchain Based Vehicular Network Architecture in Smart City
车辆数据隐私保护
BlockChain: A Distributed Solution to Automotive Security and Privacy
2016-2018
Blockchain
Research Review
CONTENTS
This Is A List
01 区块链应用研究分析 Blockchain Applications
02 物联网/车联网场景 Internet of Things/Vechles
03
入侵检测
Intrusion Detection
支付过程
充电阶段EV到达电站之后,将承诺过程产生的随机数等信息发送给EV来进行验证,电站检查通 过后提供对应的能源给EV进行充电。此交易仅在电动汽车和选定的充电站之间执行,因此不会 向区块链或任何其他第三方发布信息。虽然这个阶段也可以在区块链中处理,例如使用某种类 型的加密货币,但这项工作的范围是寻找最佳的电力价格,并不限制特定的支付方案。
04 分布式云架构 用区块链来存储设备的多余资源的转移
出发点 物联网设备的数据量激增导致硬件公司只能将数据外包给 数据中心。但是由于物联网设备多样性和数量快速增长, 传统网络体系数据中心必须解决许多挑战,提供高可用性, 实时数据传输,可伸缩性,安全性,弹性和低延迟。作者 提出了一种基于区块链的新型分布式云架构,其中软件定 义网络(SDN)使网络边缘的控制器雾节点能够满足所需 的设计原则。
除非能够同时控制整个系统中超 过51%的节点,否则单个节点上 对数据库的修改是无效的,也无 法影响其他节点上的数据内容。
D R
C P
Collectively Maintain
系统是由其中所有具有维护功 能的节点共同维护的,运作规 则公开透明,系统中所有人共
同参与维护工作。
Pseudonymous
区块链是一个非实名系统(不能 称之为匿名),参与区块链活动 不需要实名,且每一个人在区块
链中可以持有多个身份。
02 在什么情况下可以考虑使用区块链? K.Wu standA.Gervais,“Do you need a blockchain?”IACRCryptology ePrint Archive
是否 需要存 储数据
是
是否有多个数据更 是
新者
是否有永久在线的 否
可信 第三方
所有的数据更新者 否
03 电动汽车充电与动态电价决策 使用了区块链的非实名性与不可篡改
协议细节
探索阶段EV将目前对电的需求写入区块链中,即(R,T, e),R为请求的区域范围,T为充电功率要求,e为充电时 间。竞标阶段:范围内的电站进行出价并写入区块链,直 到价格收敛或时间结束。评估阶段EV根据自己的位置和竞 标价格选择电站,并将选择以承诺的方式写入区块链。
本方案的主要贡献
本文的方案使用的主要工具是区块链和密码学中承诺的概念,利用了区块链的非实名特性, 类似于每一辆车可以拥有多个钱包地址。主要贡献是提出了一个寻找最佳电站的协议,同时, 客户的地理位置在协议执行期间没有泄漏; 并且使得区块链中存储的数据量保持得很小,过 程中假设充电站的位置以及电站出价是公开的。
电动汽车充电与动态电价决策
Privacy-preserving blockchainbased electric vehicle charging with
dynamic tariff decisions
智能交通系统
Towards Blockchain-based Intelligent Transportation Systems
区块链在云架构中的作用
作者设计了一种基于区块链技术的分布式云,从可为雾层提供安全、低成本的按需访问 的基础资源服务。客户可以搜索,查找,提供,使用和自动释放所需的所有计算资源。
04 分布式云架构 用区块链来存储设备的多余资源的转移
方案 整个架构分为三层, 第一层是设备层,负责聚合从本地IoT设备发出的所有原 始数据流。 第二层是雾层,雾节点负责数据分析和服务交付,对数据 进行处理。 第三层是云层,雾层将处理后的输出数据的结果报告给云 和设备层,处理不了的向云层申请基础计算资源。
都是 已知的 吗
使用 公有链
否
否
是
是
数据更新者之间是 否
互相 可信的 吗
使用 联盟链
是
是否需要对数据进 是
行分 布式备 份
使用 私有链
否
不需 要区块 链
03 主要应用场景 统计了2016-2018年共73篇应用相关论文
37%
One
13%
物联网
• 物联网数据的存储 • 物联网数据集的共享 • 固件受损检测与修复 • 分布式云架构
04 智能交通系统 模仿目前的以太坊生态建立了智能交通系统架构
出发点
智能交通系统的集中式架构是其主要弱点,容易被攻击并且没有足够 的能力处理大量物联网数据。作者认为区块链可以用于建立安全,可 信和分散的自治智能交通系统(ITS),提高稳定性与有效性,能够 更好地利用已有的ITS基础设施。
方案
所提方案共分为7层,在物理层中封装ITS的所有实体,例如车辆、监控、红绿灯等,对其进行 数字化并注册到区块链中,使用特定类型的芯片将其变为采矿平台,从而建立与区块链的连接, 各种实时数据都记录在链内,从而形成完整可追溯的历史。数据层用于创建区块。网络层进行 数据转发和验证,同样分为完整节点和轻量级节点。共识层根据情况使用某种共识算法达成共 识。激励层将经济回报结合到区块链中。合约层封装各种脚本,算法和智能合约。应用层封装 潜在的应用场景和使用案例。
03 电动汽车充电与动态电价决策 使用了区块链的非实名性与不可篡改
出发点
目前电动汽车(EV)越来越普及,充电站的基础设施日 益壮大,智能电网能够根据目前的需求为用户提供动态 的价格,但是研究表明这种需求响应和动态定价存在隐 私问题。作者的方案允许客户查询在特定区域内的最低 价格,同时不向公众披露其位置和实际能源需求。