基于區塊鏈技術的物聯網安全研究

孫思華

摘要：

由于近幾年來物聯網的應用規模得到進一步擴展，大量物聯網設備不斷接入，從而使得網絡的復雜性增加，從而給用戶帶來了信息安全問題。目前來看，安全和隱私問題已經成為了限制物聯網發展的重要因素，所以針對物聯網安全情況，研究如何通過區塊鏈技術來解決物聯網安全問題已經成為了技術人員操作的重心。基于此，本文首先闡述了區塊鏈技術基本概念，再分析目前物聯網發展中所面臨的安全問題，最后分析區塊鏈技術對解決物聯網安全問題帶來的新理念。

關鍵詞：

區塊鏈技術;物聯網;安全研究

中圖分類號：

TN915.08;TP391.44;TP311.13

文獻標識碼：

A

文章編號：

1672-9129（2020）15-0040-01

引言：物聯網被認為是信息領域的第三次發展熱潮，其奠定了未來通信以及計算技術的發展趨勢。物聯網最初旨在實現全球網絡信息共享，后來逐漸演變成為一種集合傳感器，傳統網絡系統、云計算技術等通信以及信息技術的產業鏈。

1區塊鏈技術的基本概念

區塊鏈技術初期形成于比特幣項目當中，其基本技術原理就是用戶端向全網發起交易并且廣播后等待確認，系統節點會將需要確認的交易和上一塊哈希值打包進入塊中，進一步進行審核交易的真實性從而形成候選區塊。緊接著其他節點在驗證完畢之后也會連接到鏈上，這時候該區塊的交易也會被認為符合正常程序，從而進行有效交易。此外，區塊鏈技術還具備透明化、去中心化、防止篡改以及偽造的高安全性特征，這些特點都依賴于其幾項關鍵技術，即共識機制、智能合約、密碼技術以及分布賬本技術等[1]。以下為這幾項技術的詳細介紹：

1.1共識機制。共識就是指在對方參與節點設置下，通過多個節點來對某些數據、流程進行交互從而達到一致的過程。共識機制指代定義共識過程當中的協議、算法以及規定。

1.2智能合約。智能合約就是通過利用信息化技術來實現傳播、驗證以及執行的計算機協議。智能合約可以在沒有第三方的情況下進行可靠交易，這些交易能夠通過網絡追蹤。智能合約的實行目的就在于為傳統合同提供安全環境，減少與合同項目相關的交易成本[2]。

1.3密碼技術。密碼技術是實現區塊鏈可靠、防止篡改以及防止偽造的基礎技術之一。區塊鏈技術主要應用了哈希、非對稱加密和對稱加密的相關技術。該技術通過使用哈希算法的輸入敏感性、來計算區塊形成的哈希值，并且在這塊區塊內形成生成驗證后的交易哈希值，底層數據一旦發生任何變化，都會導致其傳遞到其他節點上面，所以一旦區塊內部分區塊被篡改，就無法得到和前面相同的哈希值[3]。

1.4分布式賬本技術。分布式賬本本質上就是可以在多個物理以及網絡節點或者多個組織構成的網絡中心中進行數據分享、復制的去中心化數據存儲技術。和傳統的分布式存儲技術相比較，區塊鏈的分布式賬本技術具有兩個特征，第一個就是節點存儲相對獨立，不需要中心控制管理，只要依靠共識機制就能夠保證其存儲的一致性。第二則是區塊鏈每個節點都能夠按照鏈式結構來儲存完整的信息[4]。

2物聯網發展中所面臨的安全問題

2.1互聯層安全風險。

（1）異構網絡。物聯網是一個多網絡重疊的開放性網絡平臺，隨著網絡融合速度增加，其中所涉及到的通信協議也在不斷增加。當數據從一個網絡傳遞到另一網絡過程中，需涉及到用戶身份認證、數據加密以及密鑰協商等問題，所以物聯網安全威脅更加突出。

（2）傳輸數據損壞。因為物聯網設備傳輸的數據量較小，通常不會使用復雜加密算法來保護數據安全，這樣就可能會導致傳輸數據發生破壞、篡改以及攻擊。

2.2應用層安全風險。

（1）訪問和認證控制。物聯網的應用層所采用的認證方法接收方以及發送方共同確認通信的消息驗證碼，不過在通信的時候認證碼多數處于靜止狀態，容易被他人使用，從而形成虛假認證，這樣就給物聯網通信增添了安全隱患。

（2）數據安全。物聯網應用需要存儲大量客戶數據，所以其層面一旦發生故障，如果沒有做好保護措施，那么大量數據就會丟失以及損壞。此外，不法分子會給物聯網應用平臺注入不良數據，從而導致系統發生誤判，產生數據污染情況。

3區塊鏈技術對解決物聯網安全問題帶來的新理念

3.1去中心化。去中心化是區塊鏈技術的典型特征，區塊鏈數據的傳送、存儲以及驗證的過程都呈現均勻分布結構，整個網絡體系當中沒有依賴缺少中心化的硬件或者管理結構。各個節點之間不存在管理機構，所以公鏈網絡中所有參與構成的節點都具備相同的權利。利用去中心化的特征可以改進傳統物聯網中心化結構的情況，從而防止中心節點受到破壞而造成整個物聯網癱瘓。

3.2公共服務安全保證。目前物聯網的公共服務已經滲透于人們生活各個方面，例如智慧交通、智能醫療等，不過人們依然對物聯網存在很多安全顧慮。區塊鏈技術可以給公共安全服務當中隱私泄露以及數據傳送安全性提供一定保障。以智慧醫療為例子，通過建造健康區域信息平臺，使用先進的物聯網技術能夠有效實現醫生、醫療機構以及設備之間的互動，逐步實現醫療信息化，并且能夠進一步保證數據的正確性。

4結語

綜上所述，隨著區塊鏈技術在解決物聯網安全問題上面的深入探究，能夠使得該技術在物聯網體系當中得到更加廣泛地應用。區塊鏈的去中心化、共識機制都給物聯網提供了一個高效、安全的環境，從而真正實現了分布式的數據庫架構。

參考文獻：

[1]黃澤源，孔勇平，張會炎.基于區塊鏈的物聯網安全技術研究[J].移動通信，2018，42（12）：8-13.

[2]張柏君.基于區塊鏈技術的物聯網安全研究[J].消費導刊，2018，（10）：57.

[3]焦英楠，陳英華.基于區塊鏈技術的物聯網安全研究[J].軟件，2018，39（2）：88-92.

[4]辛嘉偉.基于區塊鏈的物聯網安全技術研究[D].四川：電子科技大學，2020.