Creating Efficient Blockchains for the Internet of Things by Coordinated Satellite-Terrestrial Networks
区块链已经成为一种很有前途的技术，可以保证分布式参与者之间的数据一致性和完整性。它已被用于物联网（IoT）的许多应用中。然而，由于物联网应用程序经常将大量设备引入区块链系统，区块链的效率成为一个严重的问题。在本文中，我们分析了影响区块链效率的关键因素。与大多数从计算角度处理此问题的现有解决方案不同，我们从通信角度考虑问题。特别是，我们提出了一个协调的卫星-地面网络来创建高效的区块链。我们还推导出所提出的架构的网络调度策略。仿真结果表明，所提出的系统可以支持更高效率的区块链。此外，一些开放的研究问题和设计挑战将进行讨论。
2020-01-06 cs.DC cs.NI
A Hierarchical Sharded Blockchain Balancing Performance and Availability
Pohang University of Science and Technology（浦项科技大学）
PyloChain是一种分层分片区块链，通过平衡性能与可用性，实现更高的吞吐量和更低的延迟。
2026-03-06 cs.DC
Blockchain for Internet of Things: A Survey
物联网（IoT）正在将现有产业重塑为以数据驱动决策为特征的智能产业。然而，物联网的固有特征导致了许多挑战，例如分散化，互操作性差，隐私和安全漏洞。区块链技术为应对物联网的挑战带来了机遇。在本文中，我们研究了区块链技术与物联网的集成。我们将这种区块链和物联网的综合称为物联网区块链（BCoT）。本文提出了一个深入的调查BCoT，并讨论了这种新的范式的见解。特别是，我们首先简要介绍物联网并讨论物联网的挑战。然后，我们对区块链技术进行了概述。接下来，我们将重点介绍区块链和物联网的融合，并提出BCoT架构的建议。我们进一步讨论了在物联网中使用区块链进行5G超越的问题以及BCoT的工业应用。最后，我们概述了开放的研究方向，在这个有前途的领域。
2020-02-07 cs.DC cs.NI cs.SE
On the Convergence of Blockchain and Internet of Things (IoT) Technologies
物联网（IoT）技术将很快成为我们日常生活中不可或缺的一部分，以促进对过程和对象的控制和监控，并彻底改变人类与物理世界的交互方式。为了使物联网的所有功能在实践中发挥作用，需要克服一些障碍，并应对一些关键挑战。这些包括但不限于网络安全、数据隐私、能耗和可扩展性。区块链的去中心化性质及其多方面的程序提供了一种有用的机制来解决这些物联网挑战。然而，将区块链协议应用于物联网而不考虑其巨大的计算负载，延迟和带宽开销可能会导致一系列新的问题。该评论评估了我们在集成区块链和物联网技术时面临的一些主要挑战，并提供了见解和高级解决方案，这些解决方案可能会处理物联网和区块链技术的缺点和限制。
2019-03-11 cs.CR cs.DC
Blockchain for Edge of Things: Applications, Opportunities, and Challenges
近年来，区块链网络在加密货币以外的许多研究领域引起了人们的极大关注，其中之一就是通过边缘计算和物联网（IoT）的结合实现的边缘物联网（EoT）。在这种情况下，具有去中心化、不变性和可追溯性等独特功能的区块链网络有可能以更高的安全级别重塑和改造传统的EoT系统。特别是，区块链和EoT的融合导致了一种新的范式，称为BEoT，被认为是未来服务和应用的有前途的推动者。在本文中，我们对BEoT技术的最新发展进行了最新的回顾，并发现其在许多应用领域中的巨大机遇。我们通过提供区块链和EoT的最新介绍以及它们的最新进展来开始我们的调查。随后，我们讨论了BEoT在智能交通、智能城市、智能医疗、灵巧家庭和智能电网等广泛工业应用中的应用。讨论和分析了BEoT范式中的安全挑战，以及访问认证、数据隐私保护、攻击检测和信任管理等关键服务。最后，一些关键的研究挑战和未来的方向也突出了煽动在这个有前途的领域进一步研究。
2021-10-11 cs.CR cs.DC
Is Blockchain for Internet of Medical Things a Panacea for COVID-19 Pandemic?
COVID-19疫情的爆发深刻影响了公众的生活方式和社会的医疗体系。作为应对新冠肺炎等传染病流行所带来的新挑战的一种有前途的方法，部署在医院、诊所和医疗中心的医疗物联网（IoMT）可以节省诊断时间，提高医疗资源的效率，尽管IoMT的隐私和安全问题阻碍了广泛采用。为了解决IoMT的隐私，安全和互操作性问题，我们通过将区块链引入现有的IoMT系统，提出了一个基于区块链的IoMT框架。在本文中，我们回顾了这种架构的好处，并说明了支持区块链的IoMT带来的机遇。我们还提供了基于区块链的IoMT在抗击COVID-19大流行方面的用例，包括预防传染病、位置共享和接触者追踪以及注射药物供应链。我们还概述了这一领域今后的工作。
2022-04-16 cs.CR cs.CY cs.DC
A High-throughput and Secure Coded Blockchain for IoT
提出一种面向IoT的高吞吐量安全编码区块链方案，通过奖励模型选交易、轻量共识和Raptor码，提升安全性、存储效率和吞吐量。
2025-01-21 cs.DC
A Trustworthy and Consistent Blockchain Oracle Scheme for Industrial Internet of Things
本文针对工业物联网中区块链预言机服务质量低且安全性与服务质量难以平衡的问题，提出基于VRF与信誉机制的节点选择算法和滑动窗口数据过滤算法，实现高质量链下数据获取。
2023-10-08 cs.CR cs.DC
Device Identification in Blockchain-Based Internet of Things
近年来，区块链技术受到了极大的关注。区块链用户通过一个可改变的公钥（PK）来识别，该公钥引入了一定程度的匿名性，然而，研究表明，匿名交易可以链接到用户。现有的大多数关于用户去匿名化的研究都集中在货币应用上，然而，区块链在物联网等非货币应用中得到了广泛的关注。在本文中，我们研究了去匿名化对基于物联网的区块链的影响。我们用灵巧家庭设备的数据填充区块链，然后应用机器学习算法，试图将交易分类到特定的设备，这反过来又会危及用户的隐私。定义了两种类型的攻击模型：（i）知情攻击：其中攻击者知道安装在灵巧家庭中的设备的类型，以及（ii）盲目攻击：其中攻击者没有此信息。我们表明，机器学习算法可以成功地对交易进行分类，准确率达到90%。为了提高用户的匿名性，我们引入了多种混淆方法，包括将多个数据包合并到一个交易中，合并多个设备的账本，以及延迟交易。实验结果表明，这些模糊处理方法可以将攻击成功率降低到20%~ 30%，从而增强用户隐私保护。
2022-02-19 cs.CR cs.DC
Decentralized Edge-to-Cloud Load-balancing: Service Placement for the Internet of Things
物联网（IoT）需要一种新的处理范式，该范式继承了云的可扩展性，同时使用更接近网络边缘的资源来最大限度地减少网络延迟。在由异构计算资源的分布式网络生态系统组成的边缘到云连续体中建立这种灵活性是具有挑战性的。此外，物联网流量动态和对低延迟服务不断增长的需求促进了对最小化响应时间和平衡服务放置的需求。雾计算的负载均衡成为经济高效的系统管理和运营的基石。本文研究了两个优化目标，并制定了一个分散的负载均衡问题的物联网服务放置：（全球）物联网工作负载平衡和（本地）服务质量（QoS），在最大限度地减少最后期限违规，服务部署和非托管服务的成本。所提出的解决方案EPOS Fog引入了一个用于集体学习的分散式多代理系统，该系统利用边缘到云节点来联合平衡整个网络的输入工作负载，并最大限度地降低服务执行所涉及的成本。代理在本地生成可能的资源请求分配，然后合作选择分配，使得它们的组合最大化边缘利用率，同时最小化服务执行成本。在各种网络上对真实的Google集群工作负载进行了广泛的实验评估，结果表明，与First Fit和完全基于云的方法相比，EPOS Fog在工作负载平衡和QoS方面具有卓越的性能。实验结果表明，EPOS Fog将服务执行延迟降低了25%，网络节点的负载均衡率高达90%。研究结果还展示了如何通过收集集体智慧来更经济有效地利用边缘上的分布式计算资源。
2021-04-23 cs.DC
BC-IoDT: Blockchain-based Framework for Authentication in Internet of Drone Things
我们利用区块链技术在无人机物联网（IoDT）中进行无人机节点认证。在认证过程期间，检查无人机节点的凭证以从系统中移除恶意节点。在IoDT中，无人机负责收集数据并将其传输到簇头（CH）进行进一步处理。CH收集和组织数据。由于计算负荷，它们的能量水平迅速耗尽。为了克服这个问题，我们提出了一个低能量的自适应聚类层次（R2 D）协议的基础上的距离，度，和剩余能量。R2 D用于基于最大剩余能量、度和到BS的最短距离用正常节点替换CH。在区块链上保存大量数据的成本很高。我们采用星际文件系统（IPFS）来解决这个问题。此外，IPFS使用行业标准加密技术AES-128保护用户数据。该标准与其他当前加密方法相比非常好。使用基于工作量证明的共识机制需要大量的计算资源来进行交易验证。建议的方法利用称为权威证明（PoA）的共识机制来解决这个问题。仿真结果表明，该系统模型的功能有效，高效。进行正式的安全分析，以评估智能合约对攻击的抵抗力。
2022-10-21 cs.CR cs.DC
A Distributed Efficient Blockchain Oracle Scheme for Internet of Things
本文针对物联网设备异构导致的预言机效率与安全问题，提出一种结合TEE与普通设备的分布式高效预言机方案，通过优化节点与数据源匹配关系，将平均响应时间降低约9.92%。
2023-09-30 cs.DC cs.ET cs.NI
Interlude: Balancing Chaos And Harmony For Fair and Fast Blockchains
区块链是比特币和其他加密货币的核心，这些加密货币在金融和商业革命方面表现出了巨大的潜力。虽然它们越来越受欢迎，但在扩展以支持更大的需求同时保持其理想的安全属性时，它们面临着技术挑战。在最近一系列令人兴奋的工作中，许多研究人员提出了各种可扩展的区块链协议，这些协议证明了解决这些挑战的潜力。然而，这些协议中的许多协议都带有诚实多数和对称网络访问的假设，这可能无法准确反映参与者可能是自私或理性的现实世界。其次，这些作品表明，他们的协议工作在一个理想的环境中，每一方都有平等的访问网络，而不同的各方有不同的延迟和网络速度。这些假设可能会使协议容易受到现实世界中的安全威胁，正如专注于探索这些协议的博弈论攻击的文献所强调的那样。我们提出了一个可扩展的区块链协议Interlude，它具有典型的安全保证，同时专注于博弈论的稳健性和网络公平性。Interlude的新颖之处在于，它有一个相对简单的设计，由一系列并行块组成，这些块包含可以快速挖掘的不相交的事务集，然后是一个挖掘速度较慢的串行块，并为网络中的诚实方提供同步时间。因此，在并行块的混乱之间，我们的区块链协议在同步网络的串行块中伪装了一个和谐的插曲。
2022-09-21 cs.CR cs.DC cs.GT
On coexistence of decentralized system (blockchain) and central management in Internet-of-Things
网络由逻辑节点和用于通信的边组成。连接到网络的事物的原子组件是一个内存芯片。因此，内存芯片和逻辑节点的唯一链接可以有望解决物联网上的信任根问题。为此，我们提出了一个使用内存芯片的挑战-响应协议。对于中央管理，中央节点控制具有内存芯片的电子设备进入网络，并排除伪节点（例如，欺骗实体）从中心节点管理的网络中。对于分散式通信，Merkle的树由逻辑节点分别唯一链接的内存芯片组成。Merkle的根源原来是存储数据交易最新记录的内存芯片。我们可以通过满足共识证明的要求将该内存芯片注册为新的块。在块被链接之后，即使是中心节点也更难操纵内存芯片之间的事务记录。通过这种方式，分散式系统（例如，区块链）和中央管理可以共存。并简要讨论了安全状态的新概念。
2022-12-10 cs.CR cs.DC cs.NI
Balancing incentives in committee-based blockchains
本文提出量化利润剥夺攻击的博弈框架，分析基于委员会区块链中投票收集的攻击平衡问题，揭示 Cosmos 和 Ethereum 奖励机制的不平衡并提出改进参数设置。
2025-05-30 cs.DC cs.GT
Blockchain-Based Process Control and Monitoring Architecture for Vertical Integration of Industry 4.0
工业物联网是一个新的里程碑，需要新的行业范式和投资。在这方面，网络物理系统被认为是通往第四次革命的桥梁。集中式方法和遵守实时约束是推进工业4.0必须克服的两个重要挑战。为了解决这些问题，提出了一种基于区块链的过程自动化系统的垂直集成架构，在该架构中，它执行工业过程的控制和监控。概念验证实验揭示了该建议的可行性和性能。
2021-02-06 cs.DC
Blockchain Systems, Technologies and Applications: A Methodology Perspective
在过去的十年中，区块链已经展示了一个充满希望的愿景，即在没有任何强大的第三方的情况下，以安全，分散和可销售的方式建立信任。然而，由于从加密货币到物联网的广泛应用和未来发展，区块链是一个极其复杂的系统，可以集成数学，金融，计算机科学，通信和网络工程等，因此，工程师，专家和研究人员从上到下系统地全面了解区块链过程是一个挑战。首先，本文介绍了区块链的工作原理、研究活动和挑战，并通过典型的区块链用例和主题说明了涉及经典方法的路线图。其次，在区块链系统中，详细讨论了如何采用随机过程、博弈论、最优化、机器学习和密码学等研究区块链运行过程和设计区块链协议/算法。此外，还总结了这些方法的优点和局限性，为今后的工作提供指导，以进一步考虑。最后，从技术、商业和政治角度讨论了一些遗留问题，作为开放问题。本文的主要研究成果将从方法论的角度对区块链基础知识理解的理论模型研究、基于区块链的机制和算法的网络服务设计以及区块链在物联网中的应用等方面进行概述。
2021-05-08 cs.CR cs.DC
When Mobile Blockchain Meets Edge Computing
区块链作为当前流行的比特币数字货币的骨干技术，已经成为一种很有前途的去中心化数据管理框架。虽然区块链已经在许多应用中被广泛采用，例如，金融、医疗、物流等领域，其在移动服务中的应用仍然有限。这是由于区块链用户需要解决预设的工作量证明难题来添加新数据，即，a block块，to the blockchain块.然而，解决工作量证明在CPU时间和能量方面消耗大量资源，这不适合于资源有限的移动设备。为了促进区块链在未来移动物联网系统中的应用，多路访问移动边缘计算似乎是解决移动用户工作量证明难题的一个吉祥的解决方案。我们首先介绍了移动区块链边缘计算的新概念。然后，我们介绍了一种经济的边缘计算资源管理方法。此外，提出了一个支持移动边缘计算的区块链系统原型，并给出了实验结果来证明所提出的概念。
2018-04-11 cs.DC
Blockchain Methods for Trusted Avionics Systems
区块链是确保可信系统安全的一种流行方法。好处包括一种可审计的方法，在没有可信第三方的情况下提供分散的安全性，但缺点是处理和存储不断扩展的安全块链所需的大量计算资源。区块链对边缘设备的承诺（例如，物联网）在采用之前提出了各种挑战和策略。在本文中，我们探讨了区块链的方法和实例，用实验数据来确定能力的优劣。至于航空航天的例子，我们从Flight 24数据（https：//www.flightradar24.com/）中提出了一个自动相关监视广播（ADS-B）的概念性例子，以确定区块链是否适用于航空电子系统。这些方法被纳入基于轻量级物联网（IoT）的智能公共安全（LISPS）框架。通过将复杂系统解耦为独立的子任务，LISPS系统在设计过程和在线维护方面具有很高的灵活性。区块链支持的分散式航空电子服务提供了安全的数据共享和访问控制机制。实验结果证明了该方法的可行性。
2019-10-22 cs.DC eess.SP
Blockchain for Mobile Edge Computing: Consensus Mechanisms and Scalability
移动边缘计算（MEC）和下一代移动网络将颠覆智能和自治系统的互联方式。这将对从物联网到自主移动机器人的广泛领域产生影响。在固有的分布式架构中集成这样的各种MEC服务需要用于管理硬件资源、平衡网络负载和保护分布式应用的鲁棒系统。区块链技术已经成为管理MEC服务的解决方案，具有共识协议和数据完整性检查，可以实现透明和高效的分布式决策。除了透明度之外，从安全角度来看的好处也是显而易见的。尽管如此，区块链技术在可扩展性方面面临着重大挑战。在本章中，我们将回顾现有的共识协议和可扩展性技术，包括成熟的和下一代区块链架构。由此，我们评估了管理MEC服务的最合适的解决方案，并讨论了可用替代方案的优点和缺点。
2020-06-13 cs.DC
The Evolution of Decentralized Systems: From Gray's Framework to Blockchain and Beyond
The University of Sydney（悉尼大学）；Macquarie University（麦考瑞大学）
本文探讨了从Gray的请求者/服务器模型到现代区块链架构的演变，揭示其对Bitcoin、Ethereum及Web3等系统设计的预见性，并分析共识机制、密码学基础及未来Web4的发展方向。
2026-03-25 cs.DC
Implementation of an efficient, portable and platform-agnostic cryptocurrency mining algorithm for Internet of Things devices
最近，在区块链和物联网（IoT）领域都进行了大量的研究。区块链技术与物联网可以很好地协同工作，解决了隐私、互操作性和安全性等关键问题。然而，允许不信任的各方维持协议的共识机制，与支持加密货币挖掘的算法相同，通常计算成本非常高，使得在低功耗物联网设备上实现变得困难。更重要的是，挖矿需要下载和同步数百GB的区块，这远远超出了大多数物联网设备的能力。在本文中，我们提出了一种高效，可移植和平台无关的加密货币挖掘算法，使用Stratum协议来避免下载整个区块链。我们在四个不同的平台上实现了该算法- PC，ESP 32，模拟器和旧的PlayStation Portable（PSP），以证明除了连接到互联网的能力之外，任何设备都可以在没有任何假设的情况下挖掘加密货币。为了确保在任何平台上的可移植性和报告结果的可重复性，我们在https://anonymous.4open.science/r/cryptominer上公开了该实施方案，并提供了详细的说明。
2022-05-03 cs.CR cs.DC
QUANTAS: Quantitative User-friendly Adaptable Networked Things Abstract Simulator
我们提出了量子：一个模拟器，使分布式算法的定量性能分析。它有许多吸引人的特点。QUANTAS是一个抽象的模拟器，因此，获得的结果不受特定网络或操作系统架构的影响。QUANTAS允许分布式算法研究人员快速调查潜在的解决方案并收集有关其性能的数据。QUANTAS编程相对简单，理论研究人员可以使用。为了展示QUANTAS的能力，我们实现并比较了来自四种主要分布式算法的两个代表性示例的行为：区块链，分布式哈希表，共识和可靠的数据链路消息传输。
2022-05-16 cs.DC
Rateless Coded Blockchain for Dynamic IoT Networks
针对动态物联网网络中现有编码区块链存储与通信开销高、解码失败概率高的问题，提出编码参数可随网络调整的无速率编码区块链，在Bitcoin场景验证下实现99.6%的存储与通信开销降低，且解码失败概率不超10^-12。
2023-05-06 cs.DC
Smart Grid Management using Blockchain: Future Scenarios and Challenges
能源系统的分散管理和协调是新兴趋势，物联网和区块链的采用为更安全，更有弹性和更有效的能源分配提供了新的机会。尽管分布式账本技术在能源领域的应用前景广阔，但分散式智能电网管理解决方案的开发仍处于早期阶段。在本文中，我们定义了一个基于区块链的智能电网管理平台的分层架构，该平台具有能源数据计量和防篡改注册，通过智能合约执行业务，以及基于Oracle的高计算服务集成，支持未来电网管理方案的实施。从使用拟议的区块链平台及其相关挑战的实施角度讨论了三种这样的场景：点对点能源交易，分散管理，以及能源灵活性的聚合和面向社区的虚拟电厂的运营。
2020-12-11 cs.DC
Real time Smart Contracts for IoT using Blockchain and Collaborative Intelligence based Dynamic Pricing for the next generation Smart Toll Application
物联网（IoT），区块链（BC）和人工智能（AI）的融合是实现机器经济的关键加速器。为了为未来的业务做好准备，这些技术需要通过将物联网功能扩展到物联网（EoT）功能来进行调整。在本文中，我们专注于这样一个实施经验的智能收费交易应用领域的移动性。我们的论文展示了一种可能的解决方案，即利用支持AI的多智能体系统在设备层面利用谈判、决策、分布式学习功能，以及使用区块链在汽车和收费之间建立实时智能合约。该解决方案还展示了来自作为车辆和基础设施一部分的各种物联网设备的实时的数据的货币化。虽然区块链保护了参与者的隐私，但它也充当了区块链中设备之间的经济交易层和治理层。
2020-02-28 cs.DC cs.MA cs.SE
Blockchain for the IoT: Opportunities and Challenges
区块链技术一直在改变金融行业，并在过去十年中创造了一种新的加密经济。去中心化信任和分布式账本等基本概念对于分布式和大规模物联网（IoT）应用程序来说是有希望的。然而，由于缺乏理解和固有的架构挑战，区块链在这个领域中的应用在加密货币之外的应用很少。在本文中，我们描述了物联网区块链应用的机会，并研究了构建基于区块链的物联网应用所面临的挑战。
2018-05-08 cs.CR cs.CY cs.DC
Tokoin: A Coin-Based Accountable Access Control Scheme for Internet of Things
随着物联网（IoT）应用的普及，IoT设备与我们周围的环境密切互动，为我们带来了无与伦比的智能和便利。然而，安全物联网解决方案的发展远远落后，使我们暴露在常见的未经授权的访问中，这些访问可能会给我们的日常生活带来恶意攻击和前所未有的危险。过度特权攻击是物联网中广泛报道的一种现象，它访问未经授权或过多的资源，众所周知，很难预防，跟踪和减轻。为了应对这一挑战，我们提出了基于令牌的访问控制（TBAC），这是一种由区块链和可信执行环境（TEE）技术支持的可问责访问控制模型，为物联网提供细粒度，强可扩展性和访问过程控制。TBAC将虚拟访问权具体化为一种称为“tokoin”（令牌+硬币）的定量和安全的加密硬币，并使用区块链中的原子和可问责的状态转换功能对其进行管理。我们还通过为每个tokoin指定一个细粒度的访问策略来实现访问过程控制，该策略定义了谁被允许在何时何地如何做什么。代币是点对点可转让的，并且只能在必要时由资源所有者修改。我们使用经过充分研究的加密原语和区块链平台完全实现了TBAC，并为普通用户提供了一个随时可用的APP。我们还提出了一个案例研究，以展示如何TBAC是用来实现自主的在家里的货物交付，同时保证访问政策的合规性和业主的物理安全，通过调节送货员的物理行为。
2020-11-10 cs.CR cs.DC
Blockchain-based Collaborated Federated Learning for Improved Security, Privacy and Reliability
联邦学习（FL）通过允许在边缘设备上进行模型训练而无需将数据从边缘发送到集中式服务器来提供隐私保护。FL发布了ML的实现。FL的另一种非常适合物联网（IoT）的变体被称为协作联邦学习（CFL），它不需要边缘设备直接链接到模型聚合器。相反，这些设备可以通过其他设备连接到中央模型聚合器，将它们用作中继。虽然FL和CFL保护了边缘设备的隐私，但对执行模型聚合的集中式服务器提出了安全挑战。集中式服务器容易发生故障、后门攻击、模型损坏、对抗攻击和外部攻击。此外，在FL和CFL中不需要边缘设备到集中式服务器的数据交换，但是模型参数从模型聚合器（全局模型）发送到边缘设备（本地模型），这仍然容易受到网络攻击。这些安全和隐私问题可以通过区块链技术来解决。区块链是一种去中心化和基于共识的链，设备可以共享共识账本，提高可靠性和安全性，从而大大减少对信息交换的网络攻击。在这项工作中，我们将研究基于区块链的模型参数和边缘设备之间以及从集中式服务器到边缘设备的相关信息的分散交换的有效性。此外，我们还将对基于区块链的CFL模型进行可行性分析，用于不同的应用场景，如车辆互联网和物联网。该研究旨在通过使用区块链驱动的CFL来提高安全性，可靠性和隐私保护。
2022-01-21 cs.CR cs.DC
Secure Decentralized IoT Service Platform using Consortium Blockchain
在过去的十年中，区块链技术在物联网（IoT）系统的研究中越来越受欢迎。作为一种由强大的加密算法保护的分布式和不可变的分类账，区块链为保护物联网系统带来了新的视角。许多研究致力于将区块链集成到物联网设备管理、访问控制、数据完整性、安全性和隐私中。相比之下，区块链促进的物联网通信研究得更少。尽管如此，我们看到了区块链在分散和保护物联网通信方面的潜力。本文提出了一种由联盟区块链技术驱动的创新物联网服务平台。所提出的解决方案将机器对机器（M2M）和人对机器（H2M）通信抽象为物联网设备提供的服务。然后，它通过智能合约和区块链交易实现物联网网络的数据交换。此外，我们引入了辅助存储器层的建议平台，以解决各种数据存储的要求。我们的概念验证实施针对不同块配置下的各种工作负载和连接大小进行了测试，以评估平台的事务吞吐量、延迟和硬件利用率。实验结果表明，我们的解决方案可以在大多数测试场景下保持高性能，并为优化区块链配置以实现最佳性能提供了有价值的见解。
2022-09-25 cs.CR cs.DC
Blockchain based trust & authentication for decentralized sensor networks
传感器网络和无线传感器网络（WSN）是物联网发展的关键组成部分。这些网络受到两种约束。通过可变性和进化性以及诸如能量消耗、计算复杂性或存储器使用的约束节点资源来表示适应性。在这种情况下，现有的协议和模型都不允许可靠的对等身份验证和信任级别管理。在虚拟经济交易领域，比特币提出了一种新的去中心化和进化的方式，通过区块链来建模和确认对等网络中的信任和数据有效性。提出了一种基于区块链技术的传感器网络安全模型及其协议，以保证传感器网络从生命周期的开始到结束，加密认证数据的有效性和完整性，并关联节点的信任级别。
2017-06-06 cs.CR cs.DC
Controlling Resource Allocation using Blockchain-Based Delegation
资源分配及其对多个组织的控制是一项挑战。对于像物联网（IoT）这样的大规模动态系统来说尤其如此。这种系统的核心问题之一是提供安全的访问控制。特别是，以安全、灵活和细粒度的方式将访问权从一个实体转移到另一个实体。在本文中，我们提出了一个使用区块链的多组织委托框架。我们的框架利用区块链智能合约来定义组织联盟之间的交互和资源分配。我们展示了我们的解决方案的可行性，在现实世界的情况下，使用分配的运输信用在一个多层次的组织设置作为用例。我们提供了使用Hyperledger Fabric区块链平台实现拟议框架的证明。我们的研究结果表明，所提出的框架是有效的，可以用于全市范围的交通，甚至可能通过具有复杂访问控制规则的共享区块链在全国范围内扩展。它还使访问权的授予和对雇员使用组织交通工具的控制更加透明。
2021-10-04 cs.CR cs.DC
Performance Analysis and Application of Mobile Blockchain
随着移动商务的蓬勃发展，移动安全变得越来越重要。然而，移动商务的发展也面临着数据安全问题的挑战。最近，区块链已经被引入作为一种有效的安全解决方案，在实践中成功地部署在许多应用中，例如比特币、云计算和物联网。然而，区块链技术尚未在移动商务中被广泛采用和实施，因为其挖掘过程通常需要在标准计算单元上执行，例如，电脑因此，在本文中，我们介绍了一种新的移动商务应用程序，使用区块链技术，即区块链，以确保移动商务中的交易。特别是，在区块链应用程序中，使用我们提出的Android核心模块，可以在移动设备上有效地执行挖掘过程。通过实际实验，我们评估了所提出的模型的性能，并表明区块链将是未来移动商务的有效安全解决方案。
2017-12-11 cs.CR cs.CY cs.DC
Blockchain-enabled Resource Management and Sharing for 6G Communications
第六代（6G）网络必须提供优于前几代的性能，以满足新兴业务和应用的要求，例如千兆传输速率，甚至更高的可靠性，低于1毫秒的延迟和万物互联的无处不在的连接。然而，随着频谱资源的稀缺，有效的资源管理和共享对于实现所有这些雄心勃勃的需求至关重要。实现这一切的一种可能技术是区块链，由于其固有的特性，区块链最近变得越来越重要，对6G网络及其他网络至关重要。特别是，区块链在6G中的集成将使网络能够有效地监控和管理资源利用和共享。因此，在本文中，我们讨论了区块链在6G中使用多个应用场景进行资源管理和共享的潜力，即物联网，设备到设备通信，网络切片和域间区块链生态系统。
2020-04-11 cs.DB cs.DC cs.SY
Towards Efficient Integration of Blockchain for IoT Security: The Case Study of IoT Remote Access
蓬勃发展的物联网（IoT）市场引起了网络攻击者的极大兴趣。集中式基于云的物联网服务架构在安全性、可用性和可扩展性方面存在严重限制，并且容易受到单点故障（SPOF）的影响。最近，在区块链上提供物联网服务已经成为一种趋势，以提高安全性、隐私性和可靠性。然而，区块链的高成本，低吞吐量和长延迟的缺点使其不适合物联网应用。在本文中，我们回顾了现有的基于区块链的物联网解决方案，并提出了一个有效的区块链和物联网集成框架。根据该框架，我们设计了一种新型的区块链辅助的分散式物联网远程访问系统RS-IoT，该系统具有在不依赖任何可信第三方的情况下保护物联网设备免受零日攻击的优点。通过引入由智能合约执行的激励和惩罚措施，我们的工作实现了“经济方法”，以挫败大多数旨在获得金钱收益的攻击者。我们的工作提供了一个例子，说明如何使用区块链来确保去中心化环境中服务交易的公平性，并客观地惩罚不当行为。我们通过详细的安全分析来展示RS-IoT的安全性。最后，我们通过以太坊测试网区块链上的概念验证实现来展示其可扩展性，效率和可用性。
2019-11-30 cs.CR cs.DC cs.NI
Consensus in Blockchain Systems with Low Network Throughput: A Systematic Mapping Study
区块链技术起源于加密货币。因此，大多数区块链技术都假设一个具有快速稳定网络的环境。然而，在一些基于区块链的系统中，例如，在供应链管理（SCM）系统中，一些物联网（IOT）节点有时只能依靠低质量的网络来达成共识。因此，理解现有共识算法在这样的环境中的适用性是至关重要的。我们进行了系统的映射研究，以评估和比较现有的共识机制的能力，提供不同的网络属性的完整性和安全性。我们的研究从已发表和预印本文献中确定了25种最先进的共识算法。我们基于已建立的性能和完整性指标以及众所周知的区块链安全问题，对共识算法进行了定性分类和比较。结果表明，共识算法依赖于同步网络的正确性不能提供预期的完整性。考虑到有限的网络吞吐量，这种共识算法也可能容易受到分布式拒绝服务（DDOS）和路由攻击。相反，异步共识算法，例如，Honey-BadgerBFT被认为对这些攻击中的许多攻击更鲁棒，并且可以在恶意事件中提供高完整性。
2021-03-04 cs.CC cs.DC cs.PF
