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区块链与物联网融合的机会与挑战
区块链构建了一个分布式P2P的系统,作为一种安全可验证的分散确认事务的机制,广泛应用于金融经济、物联网、云数据、边云计算和边缘智能范围。

服务安全问题:

SDN控制器在互联网控制决策中起着决定性有哪些用途,比较容易成为攻击者攻击的目的。DDoS/DOS攻击、非法访问、单点问题等安全问题的存在,使得合法用户的服务水平降低,甚至没办法提供服务。

基于区块链的去中心化性、防篡改性、可追溯性、高可信性和高可用性等特征,上述问题可以得到有效缓解:

借助区块链的智能合约技术,赋予不一样的SDN控制器独立的资源拍卖能力,从而确定不同服务对不同资源的优先级,形成由不同资源连接的功能性服务链。对于由各种功能服务链组成的队列,使用多跳模,包括优先级调度模和QoS框架模,保证在物联网QoS条件下,队列可以满足适当的调度需要。

借助区块链技术,在每一个SDN控制器上构建一个由可读、可添加、可篡改的分布式数据库组成的区块链存储,一同维护区块记录列表;使用高效、安全的一致性算法对块消息进行验证,并打造剖析模对其安全性和性能进行剖析。

·本文摘自《区块链应用蓝皮书:中国区块链应用与进步研究报告(2021)》,作者:高震、邱超、任晓旭、曹逸凡、汪小菲

数据安全:

在物联网边缘计算中,攻击者可能借助分布式拒绝服务攻击来增加中心服务器的计算负担,进而影响数据传输的正确性。借助区块链技术可以去中心化任务分配和调度,从而有效缓解攻击的害处。

资源管理:

边缘计算将计算任务迁移到附近节点,减轻远程云服务器的重压,降低互联网延迟。现有些区块链技术大多需要强大的算力和能耗的支持。结合边缘计算的特征,将构建区块链所需的计算任务卸载到边缘计算节点,达成区块链的迅速构建。

3区块链支持的软件概念互联网和物联网

软件概念互联网(SDN)是一种新的互联网体系结构模。它最大的优点是将互联网中的数据平面和控制平面解耦,将数据平面和控制平面分开,打破了传统的互联网结构。SDN具备全局互联网拓扑结构,可以管理通过控制器的数据流转发,完成设施和数据的中心化管理;统一的南北接口不只提升了体系结构的可扩展性,而且达成了互联网的可编程性。因此,SDN为物联网的达成提供了一个有效的解决方法。然而,SDN在给物联网带来很多优势的同时,也带来了新的挑战,包括以下几个方面:

因为中心化式控制器的存在,广域网中会出现实时调度服务水平问题,没办法满足物联网的QoS需要。

隐私保护:

物联网边缘计算场景中的隐私保护也是一个新的挑战。区块链保护的智能合约可用于加密用户概念的敏锐数据,并提供安全靠谱的条件访问和解密查看办法。

门禁:

借用可信区块链技术,可以进一步扩展物联网边缘计算访问控制的功能。比如,针对物联网中心化授权导致的性能瓶颈或单点问题,可以借助区块链技术有效控制大规模物联网系统中设施、服务和信息的接入。

区块链构建了一个分布式的点到点系统。作为一种安全可验证的去中心化确认买卖机制,广泛应用于金融经济、物联网、云数据、边缘云计算、边缘智能等范围。

1通过区块链达成边缘智能和物联网

在高动态、超低延迟、资源受限、数据与计算脱钩的边缘智能与物联网无人驾驶等应用场景中,区块链技术可以有效加速边缘AI与物联网计算的推行及其安全、隐私保护,细粒度的勉励等特质为边缘AI和物联网带来了新的机会。

边缘AI计算中与相互通信过程中的节点可能遭受互联网攻击,以区块链为底层支撑的可信边缘AI计算构造更合适于边缘计算环境多变的AI场景;

同时,信息和数据作为AI的核心必不可少,区块链技术可以有效鼓励边缘智能场景中的信息和数据共享与交换;

区块链可以有效提升边缘AI计算系统中数据管理、存储和传输的安全性。

尽管区块链技术与边缘智能、物联网的融合具备很多优势,但区块链使能技术的融合也面临很多技术挑战。区块链本身的性能问题将在一定量上限制其技术在边缘智能和物联网环境中的应用,尤其是在买卖吞吐量、买卖确认延迟、区块容量等方面。对于硬件能力有限的边缘设施,非常难在当地保留一个完整的区块链账本来记录买卖数目。因此,大家应该在将来探索一条对资源有限的设施更友好的区块链。

跨域/泛中心互联网中分布式信赖的打造

在边缘智能计算范围,设施间的协作愈加多。区块链以其不可篡改性保证了记录数据的真实性,并以其可追溯性和共识机制帮确认记录数据的靠谱性,从而在跨域/开放互联网中更好地打造信赖。然而,这方面的难题在于:怎么样通过仿真实验验证所提策略的有效性,怎么样设置信赖度的度量办法,怎么样提升记录数据的靠谱性,与怎么样不同程度地模拟某些节点的“不可信”状况。

群体智能计算与数据隐私的权衡

区块链具备匿名性、去中心化性和安全性等重要特质,被觉得可以便捷、高效、靠谱、安全地处置系统中的安全和隐私问题。然而,这部分基于密码学的算法还需要进一步的设计和研究。比如,交互式零常识通信协议过于复杂,不容易被恶意软件攻击;假如使用非交互式、简单的零常识证明技术,其证明过程需要很多的内存,难以在有限的设施上用。

2支持区块链的边缘计算和物联网

在物联网年代,几乎所有些电子设施都是物联网的一部分,它们是数据的生产者和消费者。将来几年,这部分终端电子设施的数目将超越10亿台,这部分终端产生的原始数据量巨大。假如仅仅依赖云进行处置,将会给云计算带来巨大的挑战。过去,以计算资源中心化为特点的云计算模式已经没办法满足物联网无处不在的计算需要,边缘计算正在成为满足物联网需要的智能计算支撑平台。

现在,业界对物联网范围区块链技术与边缘计算的融合进行了很多研究。然而,这部分解决方法在数据安全、隐私保护、访问控制和资源管理方面仍然存在不足:

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