区块链技术具有分散、防篡改、高可扩展性等特点

时间：2022-04-15|浏览：2142

电力物联网不仅得到了广泛的应用，而且带来了更严峻的安全挑战。一方面，电力物联网终端节点数量多，部署范围广，节点物理环境无法控制，容易受到物理劫持、节点复制、信号拦截、盗窃等威胁。重放和中间攻击。由于功率限制，其计算、存储和通信能力有限，不可能部署完整的密码算法。此外，信息传输和交互主要通过集中广播和组播实现，容易出现单点故障。
区块链技术具有分散、防篡改、高可扩展性等特点。它正成为继大数据、云计算、人工智能、虚拟现实等技术之后的另一项新兴技术，将对未来产生重大影响。. 在美国、日本、欧盟等一些国家和地区，区块链发展已成为重要的国家发展战略。中国政府也高度重视区块链技术创新和产业发展，积极推动国内区块链相关领域的研究和标准化，大力推动区块链技术的开发和应用。,“
区块链可分为公共链、私人链、联盟链、许可链等类型。联盟链是指由联盟或行业多个机构共同管理的区块链，更适合在电力场景中使用。其数据只允许系统中的机构阅读、修改和访问活动，并通过制定访问标准和访问权限来确保系统的安全。一个典型的联盟链开发平台是 Hyperledger 项目提供模块化架构，实现节点、链码（智能合同）执行和配置共识和会员服务。访问认证MSP（Membership Service Provider）服务实现X.509基于证书管理和成员身份认证。Hyperledger联盟链结构研究适用于电力物联网的分布式认证策略，改善传统物联网安全协议对认证中心节点的依赖，实现群体接入认证，提高电力互联网在确保安全的前提下进行物联网。大量节点并发访问的响应速度。
1 相关工作
传统的物联网安全访问认证研究侧重于降低安全算法的计算复杂性、存储复杂性和通信成本。例如，常 Q 等人。[1]提出了基于椭圆曲线加密算法的无线传感器节点。认证协议；邹昌中等人提出的基于节点ID验证的节点认证协议对抗DoS攻击。[2]在保证良好攻击防御的前提下，减少了认证的时间成本和网络的通信负载。在分散的分布式认证方面，一些研究人员提出了一种分布式节点认证机制[3]，
基于公钥基础设施（PKI）身份认证是一种相对成熟的认证技术。目前，为了实现其分布式应用，通常采用门限密码机制，需要较大的计算和通信成本，不利于功耗。物联网的广泛部署。为了实现分散的效果，一些学者开始研究区块链技术在身份认证领域的应用。参考文献[4]提出了基于比特币系统的分布式PKI认证系统，但存在用户公钥等敏感信息泄露问题。针对这一问题，文献[5]提出了隐私保护PKI改进认证方案。

区块链技术具有分散、防篡改、高可扩展性等特点
在联盟链方面，佘伟等人。[7]针对分布式能源交易认证中的安全问题，讨论了基于联盟链的分布式能源交易认证模型。通过区块链权益证明、数据加密、时间戳和分布式共识等方法，提高分布式能源交易的数据安全性、信息透明性和自动认证水平。
目前，基于区块链的物联网接入认证方案大多基于公共区块链平台，实现了分布式PKI模拟，但未能有效整合联盟链和电力物联网业务的轻量级分布式认证协议。集成，难以满足智能电网和能源互联网分散、泛接入、广域互联的需求。本文基于Hyperledger为提高电力物联网的分布式安全水平，支持安全可靠的电力物联网应用，设计了分布式门限加密认证算法。
2 预备知识
2.1 超级账本区块链
Hyperledger 是 Linux 基金会于 2015年推出的开源区块链项目旨在满足行业用例，简化业务流程。基于完全共享、透明和分散的特点，Hyperledger 是制造业、能源和物联网应用的理想选择。
超级账簿由会员、区块链和链码三个组成部分组成。它具有成员节点认证、共识算法灵活、易于实现智能合同等优点。Hyperledger 结构如。
与以太坊等区块链平台不同，Hyperledger采用会员服务PKI系统、数字证书、加解密算法等安全技术，加强身份证管理服务，实现权限管理、交易加解密、分布式账本机制。模块化可插拔架构，用户可根据业务需要灵活部署应用程序。
分布式账簿是区块链服务的核心结构。Hyperledger 基于上下文的链结构，通过 P2P 网络、数据库和共识机制记录应用信息。应用程序通过发起交易将数据记录在帐簿中。
通过链码服务实现智能合约。链码基于容器、状态机等技术，可以基于第三方开发语言和相应的SDK通过实现应用程序。API 实现安全的业务逻辑和功能。
Hyperledger Fabric 平台采用两种节点:(1)order 节点负责数据的读写和查询，并借助区块链共识算法和共识协议维护区块链账本数据库；(2)Peer连接用户和相邻节点Peer节点，查询验证操作，不输入交易数据。
在基于Hyperledger在区块链认证系统中，电力物联网终端APP从CA获得合法的数字证书，使用SDK接入Fabric网络发起认证请求，提交构建交易应用Endorser在收集到足够的背书支持后，终端可以构建一个合法的请求并发送给它Orderer记账处理。