联盟链环境下物联网轻量级网关研究

来源：计算机技术与发展杂志2023年第12期北京时间：

作者：冯春波;';阿不都热衣木江·阿白;葛翔5;王轶;';程力6*

单位：1. 中国科学院 新疆理化技术研究所,新疆 乌鲁木齐 830011;2. 中国科学院大学,北京 100049;3. 新疆民族语音语言信息处理实验室,新疆 乌鲁木齐 830011;4. 新疆维吾尔自治区信息中心,新疆 乌鲁木齐 830011;5. 国网新疆电力公司营销服务中心(资金集约中心、计量中心),新疆 乌鲁木齐 830011;6. 湖北大学,湖北 武汉 430000

摘要：区块链的分布式和去中心化特性能够有效应对传统物联网架构所面临的设备安全和数据安全挑战。 网关作为区块链与物联网融合的关键节点,在融合应用中面临算力、存储资源受限的实际困难,亟需可用的轻量级设计与实现方案。针对这一问题,设计并实现了一种基于联盟链的轻量级区块链- 物联网网关原型。 首先,基于长安链 SPV ( SimplifiedPayment Verification) 框架,在网关中实现了关键数据的上链存证与交易数据的过滤精简;其次,从感知设备的行为模式、感知数据两方面进行模式提取与异常识别,保证设备的接入安全和运行安全;最后,针对网关轻节点所存储的区块链默克尔树,提出了一种剪枝算法,加速本组织相关交易数据的验证过程。 实验结果表明,设计的轻量级网关具备设备身份可信认证和运行时异常行为检测的可行性,与其它方法相比,默克尔树剪枝优化算法能够大幅度降低交易验证时延。

关键词：区块链;物联网;网关;轻量级节点;数据上链;身份认证