Blockchain-enabled Network Sharing for O-RAN in 5G and Beyond
5G网络虚拟化带来的创新，以及开放无线接入网络（O-RAN）联盟推动的标准化和开放性，为蜂窝系统的协作未来铺平了道路，并由灵活的网络共享驱动。预计这些举措将吸引新的参与者，如内容提供方和垂直行业，提高电信市场的竞争力。然而，考虑到共享生态系统中所有权可追溯性和资源交换的重要性，预计会出现可扩展性和信任问题。为了解决这个问题，我们建议整合区块链技术，使移动运营商和其他参与者能够交换RAN资源（例如，虚拟网络功能（VNF）可以自主地和动态地以虚拟网络功能（VNF）的形式在网络基础设施（VNF基础设施）中实现。区块链将为移动网络提供自动化、鲁棒性、可信性和可靠性，从而为开放的RAN环境带来信心。特别是，我们定义了一种新型的基于O-RAN的区块链架构，允许通过拍卖或基于市场的机制自动化RAN共享程序。通过仿真结果证明了所提出的解决方案的潜在优势。所使用的仿真平台是公开发布的。
2021-12-10 cs.CR cs.NI
Biometric Blockchain: A Secure Solution for Intelligent Vehicle Data Sharing
智能汽车（IV）已经成为一项很有前途的技术，迟早会彻底改变我们在智能城市中的生活。然而，它仍然存在许多安全漏洞。传统的安全方法无法保护IV数据共享免受恶意攻击。正如研究和行业社区所期望的那样，区块链已经成为解决这些问题的良好解决方案。IV数据共享的主要问题是通信渠道中数据共享的信任、数据准确性和可靠性。区块链技术以前为加密货币工作，最近已应用于在具有类似IV数据共享拓扑结构的对等网络中建立信任和可靠性。在本章中，我们提出了一个新的框架，即生物识别区块链（BBC），用于安全的IV数据共享。在我们的新方案中，生物特征信息被利用作为一个线索，以记录谁是负责的数据共享活动，而建议的BBC技术作为骨干的IV数据共享架构。因此，建议的BBC技术提供了一个更可靠的信任环境之间的车辆，而个人身份是可追踪的，在建议的新方案。
2019-09-14 cs.CR cs.DC cs.NI
Infnote: A Decentralized Information Sharing Platform Based on Blockchain
一些国家实施了互联网审查制度，以防止公民获取信息并压制对特定主题的讨论。本文介绍了Infnote，一个平台，有助于消除这些审查制度中的内容共享问题。Infnote是一个基于区块链和点对点网络的去中心化信息共享系统，旨在为用户提供一个易于使用的媒介，让他们自由地分享他们的想法，见解和观点，而不必担心数据篡改和数据丢失。Infnote提供了一个解决方案，能够在任何级别的互联网审查工作。Infnote使用多链架构来支持各种独立的应用程序或应用程序中的不同功能。
2020-02-11 cs.CR cs.CY cs.DC
Smart Contract-based Secure Spectrum Sharing in Multi-Operators Wireless Communication Networks
多运营商（multi-OP）频谱共享机制可以有效提高第五代（5G）无线通信网络的频谱利用率。次用户被引入以机会主义地接入空闲运营商（OP）的许可频谱。然而，身份隐私和数据安全问题引起了人们对多操作之间的安全频谱共享的极大关注。为了应对这些挑战，本文提出了一个联盟区块链信任框架，用于多OP无线通信网络中的频谱共享。一个真正的联盟区块链是在多个OP之间构建的。多运营频谱共享（MOSS）智能合约是在构建的联盟区块链上设计的，用于实现多运营商之间的频谱交易。MOSS智能合约不需要可信的频谱代理，强制多个OP真实地共享频谱，并设计了惩罚机制来惩罚恶意OP。在Remix集成开发环境（IDE）上的仿真结果表明了所设计的MOSS智能合约的可行性。对所提出的联盟区块链信任框架的性能分析表明，所提出的解决方案的隐私性，开放性和公平性优于传统的频谱分配解决方案。
2020-05-06 cs.NI
On the Performance of Blockchain-enabled RAN-as-a-service in Beyond 5G Networks
区块链（BC）技术可以通过实现分散和开放的共享网络来彻底改变通信的未来。在本文中，我们提出BC的应用以促进移动网络运营商（MNO）和诸如垂直或过顶（OTT）服务提供商的其他参与者交换无线电接入网络（RAN）资源（例如，基础设施、频谱）。特别是，我们提出了一个支持BC的反向拍卖机制，用于在Beyond 5G网络中进行RAN共享和动态用户服务提供，并分析了其相对于当前服务提供和RAN共享方案的潜在优势。此外，我们研究的延迟和开销所产生的BC在整个过程中，当运行在无线和有线接口。
2021-12-10 cs.NI
BSSSQS: A Blockchain Based Smart and Secured Scheme for Question Sharing in the Smart Education System
现有的教育系统正面临着考试中试卷泄漏（QPL）的威胁，这危及教育质量。因此，现在是时候考虑一个更安全，更灵活的问题共享系统，可以防止QPL问题在未来的教育系统。区块链使创建和存储交易，合同或任何需要防止篡改，访问等的方法成为可能。本文提出了一种新的智能教育方案，利用区块链的概念，进行问题共享。提出了一种用于试卷加密的两阶段加密技术。在第一阶段中，使用时间戳加密QSP，并且在第二阶段中，使用时间戳、盐散列和来自先前QSP的散列再次加密先前加密的QSP。这些加密的QSP与智能合约一起存储在区块链中，帮助用户解锁选定的QSP。提出了一种随机选取QSP的算法。此外，基于时间戳的锁被施加在该方案上，使得没有人可以在允许的时间之前解密QSP。最后，通过证明不同的命题进行了安全性分析，并通过基于不同特征的比较研究证明了该方案相对于现有方案的优越性。
2018-12-05 cs.CR cs.DC cs.NI
Blockchains for Spectrum Management in Wireless Networks: A Survey
监管无线电频谱管理正从传统的静态频率分配和指配方案向动态频谱管理和接入方案演进。这种演进是由许多因素所必需的，包括许可频谱频带的利用不足、不断变化的市场和技术发展以及对多媒体通信、物联网和第五代（5G）无线网络中的新兴应用的频谱的需求增加。简而言之，动态频谱管理涉及允许被称为次要用户（SU）的未授权用户接入也被称为主要用户（PU）的授权用户的授权频谱。这主要是通过利用频谱数据库和认知无线电技术的频谱共享方案来实现的。然而，频谱数据库和认知无线电技术的使用面临着频谱共享的可靠性，安全性和隐私问题。还需要支持动态频谱管理的其他需求，例如二级频谱交易市场和动态频谱接入协调。在这项工作中，我们回顾了使用区块链实现频谱共享和动态频谱管理的其他方面。该审查涵盖使用区块链以安全的方式记录频谱管理信息，如频谱感知结果和频谱拍卖交易。本文还介绍了使用智能合约来支持网络运营商之间复杂的服务水平协议（SLA），这是支持自组织二级频谱共享市场和执行监管政策的关键。还提供了区块链与动态频谱管理的各种概念之间的交叉点的分类
2021-06-11 cs.NI
Blockchain Meets COVID-19: A Framework for Contact Information Sharing and Risk Notification System
COVID-19是人类历史上严重的全球性流行病。尽管有特定的药物和疫苗来遏制这一流行病，但追踪和隔离感染源是减缓病毒传播、降低感染率和死亡率的最佳选择。现有的接触者追踪系统有三个缺点：1。用户数据存储在集中式数据库中，该数据库可能被窃取和篡改，2.用户的机密个人身份可能会泄露给第三方或组织，3.现有的接触者追踪系统仅关注从一个维度的信息共享，例如基于位置的追踪，这大大限制了此类系统的有效性。我们提出了一个利用区块链、智能合约和蓝牙的全球COVID-19信息共享和风险通知系统。为了保护用户隐私，我们设计了一个新的基于区块链的平台，可以从多个维度共享一致且不可篡改的联系人跟踪信息，例如基于位置的间接联系人和基于蓝牙的直接联系人。分层智能合约架构还旨在实现用户关于如何处理和利用用户数据的全球协议，从而提高数据使用的透明度。此外，我们提出了一种机制，从多个方面来保护用户身份隐私。更重要的是，我们的系统可以通过智能合约通知用户风险暴露。我们实现了一个原型系统进行广泛的测量，以证明我们的系统的可行性和有效性。
2022-02-01 cs.CR cs.NI
Blockchain based Proxy Re-Encryption Scheme for Secure IoT Data Sharing
数据是物联网（IoT）生态系统的核心。目前大多数物联网系统都使用基于云的集中式数据共享系统，这将难以扩展以满足未来物联网系统的需求。这种第三方服务提供商的参与还需要传感器所有者和传感器数据用户的信任。此外，还需要为他们的服务付费。为了解决可扩展性和信任问题以及自动化支付，本文提出了一种基于区块链的代理重新加密方案。系统将物联网数据加密后存储在分布式云中。为了共享收集的物联网数据，系统在传感器和数据用户之间建立运行时动态智能合约，而无需可信第三方的参与。它还使用了一个非常有效的代理重新加密方案，该方案允许数据仅由智能合约中的所有者和人员可见。这种智能合约与代理重新加密的新颖组合为传感器数据的存储、交易和管理提供了一个高效、快速和安全的平台。该系统在基于以太坊的测试平台上实现，以分析性能和安全属性。
2019-03-08 cs.CR cs.NI
BEAT: Blockchain-Enabled Accountable and Transparent Infrastructure Sharing in 6G and Beyond
人们普遍预计，未来的6 G及以后网络将实现5G尚未实现的目标。技能互联网和工业4.0等技术将变得稳定和可行，这是提供持续可靠的移动性能水平的网络的直接结果。未来技术的主要挑战不仅仅是低延迟和高带宽。移动服务提供商（MSP）将面临的更关键的问题将是平衡网络连接的膨胀需求和客户对网络服务的信任，即能够在遵守服务水平协议（SLA）的约定条款的同时互连数十亿个独特的设备。为了实现这些目标，不言而喻，中型企业不能在孤立的环境中运作。他们必须以确保彼此之间以及与客户之间信任的方式进行合作。在这项研究中，我们提出了BEAT（区块链支持的可问责和透明）基础设施共享架构。BEAT利用许可型分布式账本技术的固有属性（即，允许的分布式账本），以便在基础设施需要在提供商之间共享时提供问责制和透明度指标。我们还提出了一个轻量级的方法，使设备级的问责制。BEAT被设计为可直接部署，只需对路由器等网络设备进行少量软件升级。我们在资源有限的设备上进行的模拟表明，BEAT只增加了几秒钟的开销处理时间-使用最新的最先进的网络设备，我们可以合理地预期更低的开销。
2022-05-25 cs.NI
FairShare: Blockchain Enabled Fair, Accountable and Secure Data Sharing for Industrial IoT
工业物联网（IIoT）开辟了一个具有挑战性的研究领域，以改善安全的数据共享，目前有几个限制。首先，缺乏参与的诚实行为的内置保证，例如最终用户或恶意行为的云可能会导致争议。鉴于这些挑战，我们提出了一个公平、负责和安全的数据共享计划，即用于IIoT的$\textit{FairShare}$。在该方案中，从物联网设备收集的数据被处理并存储在云服务器中，中间雾节点便于计算。授权客户可以收取一定费用访问这些数据，以做出战略决策，改善IIoT系统的运营服务。通过启用区块链，$\textit{FairShare}$可以防止欺诈活动，从而实现公平，使各方在数据或惩罚/奖励方面获得合法的结果，同时确保各方提供的服务的问责制。此外，智能合约旨在通过强制执行支付结算来在任何争议中充当调解人。此外，通过适当地应用加密技术（如代理重新加密）来确保数据的安全性和隐私性。我们证明只要至少有一方是诚实的，$\textit{FairShare}$就是安全的。我们验证了$\textit{FairShare}$的理论开销分析。我们还在以太坊中构建了一个原型，通过模拟和现实的测试平台设置来评估性能，并通过最先进的方案证明可比较的结果。我们观察到256字节的额外通信开销和1.01美元的以太坊部署成本，无论文件大小如何都是恒定的。
2023-01-28 cs.CR cs.NI
An Incentive-Based Mechanism for Volunteer Computing using Blockchain
核心和边缘的快速通信媒体的兴起导致了前所未有数量的复杂和智能无线物联网设备。触觉互联网使人类和机器在其环境中的交互能够在移动和实时实现革命性的解决方案。许多应用，如智能自动驾驶、智能农业和工业解决方案以及自学多媒体内容过滤和共享，都可以通过合作、分布式和分散式系统，即志愿者计算来实现。本文介绍了一种通过志愿者计算实现的区块链资源共享和服务组合解决方案。设备资源，计算和智能功能在环境中进行广告，以便在区块链技术的帮助下进行共享。以按需服务可用性的形式向资源和服务提供商提供激励，以确保公平和平衡的合作资源使用。每当在雾和移动边缘计算（MEC）设备的帮助下发起服务请求时，都会形成区块链，以确保参与者的安全通信和服务交付。使用志愿者计算技术和触觉互联网架构，我们设计了一个快速可靠的服务提供框架，依赖于强化学习技术。仿真结果表明，该方案能够在保证物联网设备高可用性的前提下，实现高回报分配，增加区块链形成数量，降低延迟，均衡参与者之间的资源使用。
2020-09-24 cs.CY cs.NI
When Federated Learning Meets Blockchain: A New Distributed Learning Paradigm
受终端用户设备爆炸性计算能力以及对共享敏感原始数据日益增长的隐私担忧的推动，出现了一种名为联邦学习（FL）的新机器学习范式。通过在每个客户端本地训练模型并在中央服务器上聚合学习模型，FL能够避免直接共享数据，从而减少隐私泄露。然而，传统的FL框架严重依赖于单个中央服务器，并且如果这样的服务器恶意行为，则可能会崩溃。为了解决这一单点故障问题，本文研究了一种区块链辅助的去中心化FL（BLADE-FL）框架，该框架可以很好地防止恶意客户端毒化学习过程，并进一步为客户端提供一个自我激励和可靠的学习环境。具体来说，模型聚合过程是完全分散的，FL培训和区块链挖掘的任务被集成到每个参与者中。此外，我们调查了这个框架中的独特问题，并提供了分析和实验结果，以阐明可能的解决方案。
2021-06-04 cs.NI
BPFISH: Blockchain and Privacy-preserving FL Inspired Smart Healthcare
Indian Institute of Technology (Banaras Hindu University) Varanasi（瓦拉纳西印度理工学院（贝拿勒斯印度教大学））
本文提出了基于联邦学习（FL）的智能医疗系统，其中医疗中心（MC）使用从患者收集的数据训练本地模型，并将模型权重发送给基于区块链的健壮框架中的矿工，而无需共享原始数据，并考虑隐私保护。我们通过最大化效用和最小化损失函数来制定优化问题，考虑MC的能量消耗和FL过程延迟，以在基于区块链的框架下学习分布式医疗数据的有效模型。我们分两个阶段提出了一个解决方案：首先，提供一个稳定的基于匹配的关联算法，以最大化矿工和MC的效用，然后使用随机梯度下降（SGD）算法解决损失最小化问题，该算法采用差分隐私（DP）和区块链技术下的FL。此外，我们结合区块链技术，在拟议的基于FL的框架中提供耐调和和分散的模型权重共享。该模型的有效性，通过模拟现实世界的医疗数据比较其他国家的最先进的技术。
2022-07-27 cs.CR cs.LG cs.NI
Enabling Enterprise Blockchain Interoperability with Trusted Data Transfer (industry track)
在过去几年中，在企业环境中采用许可的区块链网络的增长有所增加。虽然令人鼓舞，但这导致了新的数据、资产和流程孤岛的出现，限制了这些网络为更广泛的生态系统带来的潜在价值。实现网络互操作性的机制有助于维护独立主权网络的优势，同时允许跨网络边界传输或共享数据、资产和流程。然而，基于传统点对点集成的简单互操作性方法不足以保持分散网络提供的底层信任。在本文中，我们奠定了基础的方法，从底层的网络共识协议的信任的通信协议的基础上的互操作性。我们提出了一个架构和一组构建块，可以适用于一系列网络实现，并展示了两个独立的贸易融资和供应链网络之间的可信数据共享的概念验证，每个网络都运行在Hyperledger Fabric上。我们展示了现有的区块链部署如何适应互操作，并讨论了我们的架构和机制的安全性和可扩展性。
2019-11-04 cs.DC cs.NI
Metaverse Native Communication: A Blockchain and Spectrum Prospective
Metaverse描绘了构建与现实世界平行的虚拟环境的前景，因此人们可以通过数字实体与他人和对象进行交流。在现实世界中，通信依赖于当局认可的身份和地址，无论链接是通过邮政、电子邮件、移动电话还是固定电话建立的。然而，元宇宙不同于现实世界，现实世界要求个人拥有单一的身份。这个身份可以是虚拟实境中一个加密的虚拟地址，但没有人可以追踪或验证它，为了实现这种地址在虚拟实境中隐藏个人，需要将虚拟地址重新映射到个人的身份和特定的频谱，以支持基于地址的通信。因此，基于区块链的metaverse原生或元原生通信可能是一个很有前途的解决方案，可以直接将实体与其原生加密地址连接起来，摆脱现有的基于IP，蜂窝，HTTP等的网络服务。本文提出了区块链的愿景，加密地址和基于地址的访问模型，适用于所有用户，设备，服务等。此外，提出了一个指定频谱的分配架构的虚拟实境，以消除障碍，以访问的虚拟实境/区块链，以响应倡议的虚拟实境和分散的互联网。
2022-03-16 cs.CY cs.DC cs.NI
