基於區塊鏈的IoT的安全模型

2021-09-20 12:21:46 字數 3473 閱讀 1580

物聯網(iot)是乙個越來越複雜的生態系統。這是下一波創新,將人性化我們生活中的每乙個物件,它是我們使用的每個物件的下乙個自動化水平。物聯網每天都會將越來越多的事情帶入數字摺疊,這可能使近海物流在不久的將來成為乙個萬億美元的行業。為了了解物聯網(iot)的興趣規模,只是檢查了近期關於物聯網的會議,文章和研究的數量,這個興趣在2023年已經達到發燒點,因為許多公司看到很大的機會,並且認為物聯網承諾擴大和改善企業流程,加快增長。然而,物聯網市場的快速發展已經引起了物聯網解決方案的數量和多樣化的**式增長,隨著行業的發展,這將帶來真正的挑戰,主要是迫切需要乙個安全的物聯網模型來執行常見任務,如感測,處理,儲存和通訊。通過任何想象力開發模型永遠不會是一件容易的任務,真正安全的iot模型面臨著許多障礙和挑戰。

iot有許多觀點,從「系統檢視」將iot分為塊,即事物,閘道器,網路服務和雲服務,到物聯網的「業務檢視」包括;平台,連線,業務模型和應用。不管我們如何描述物聯網,所有檢視中都有乙個共同的線索,「安全是至關重要的」。

安全型物聯網模型的挑戰

物聯網安全面臨的最大挑戰來自當前物聯網生態系統的架構;它都是基於稱為伺服器/客戶端模型的集中式模型。所有裝置都通過支援巨大處理和儲存容量的雲伺服器來識別,認證和連線。裝置之間的連線必須經過雲端,即使它們恰好相隔幾英呎。雖然這種模式連線了數十年的計算裝置,並將繼續支援今天的物聯網,但它將無法應對未來巨大的物聯網生態系統日益增長的需求。

成本是另一大障礙,特別是在擴大現有物聯網解決方案時使用這種集中式模式。與集中式雲,大型伺服器場和網路裝置相關的基礎架構和維護成本較高。當物聯網裝置增長到數百億美元時,必須處理的大量通訊將大大增加這些成本。即使克服非凡的經濟和製造挑戰,物聯網架構的每乙個方面將仍然是可能破壞整個網路的瓶頸和故障點。

目前集中式物聯網模型的其他問題是:對物聯網裝置的生命週期維護和管理的指導性有限,此外,物聯網隱私問題是複雜的,並不總是很明顯。此外,物聯網技術的使用正在不斷擴大和變化 - 往往在未知的水域。除了上述列表之外,還將需要新的安全技術來保護物聯網裝置和平台免受物理篡改,並應對新的挑戰,例如模擬例如洩漏電池的「事情」或拒絕睡眠攻擊。面對物聯網新安全技術發展面臨的另乙個挑戰性問題是許多「事情」使用簡單的處理器和可能不支援複雜安全方法的作業系統。

區塊鏈模型

區塊鏈是乙個保持不斷增長的資料記錄集的資料庫。它分布在大自然中,意味著沒有掌握整個鏈的主計算機。相反,參與節點具有鏈的副本。它也在不斷增長 - 資料記錄僅新增到鏈中。

當有人希望將交易新增到鏈中時,網路中的所有參與者都將對其進行驗證。他們通過對事務應用乙個演算法來驗證其有效性來做到這一點。 「有效」是什麼理解由塊鏈系統定義,系統之間可能有所不同。那麼大部分參與者都認為交易是有效的。

一組批准的事務然後被**在塊中,該塊被傳送到網路中的所有節點。反過來,他們驗證了新的塊。每個連續的塊包含前乙個塊的雜湊,它是唯一的指紋。

圖1塊鏈技術的優點

圖1:blockchain技術的優點/信用

blockchain的大優勢是公開的。參與的每個人都可以看到其中儲存的塊和事務。然而,這並不意味著每個人都可以看到您的交易的實際內容;這被你的私鑰保護。

乙個blockchain是分散的,所以沒有乙個許可權可以批准交易或設定具體規則來接受交易。這意味著,由於網路中的所有參與者都必須達成共識以接受交易,因此涉及巨大的信任。

最重要的是,它是安全的。資料庫只能擴充套件,以前的記錄不能被更改(至少如果有人想改變以前的記錄,則成本很高)。

區塊鏈在物聯網中的優點

圖2使用塊鏈的iot的主要優點

圖2:使用blockchain進行iot / credits的主要優點

許多專家認為,blockchain技術是在物聯網中解決安全性,隱私和可靠性問題的缺失環節,也許可能是物聯網行業所需要的銀彈。它可以用於跟蹤數十億個連線的裝置,支援處理事務和裝置之間的協調;可以大大節省iot行業製造商。這種分散的方法將消除單點故障,為裝置執行創造更有彈性的生態系統。 blockchains使用的加密演算法會使消費者資料更加私密。

blockchain中使用的分類帳是防篡改的,不能被惡意演員操縱,因為它不存在於任何乙個位置,而中間人的攻擊不能上演,因為有任何乙個通訊線程可以截獲blockchain使得無可比擬的對等訊息傳遞成為可能,並且已經通過諸如bitcoin這樣的加密貨幣在金融服務世界中證明了它的價值,提供了保證的點對點支付服務,而不需要第三方經紀人,擾亂了我們打**給fintech。

blockchain的分散,自主和無信任的功能使其成為成為iot解決方案的基礎要素的理想元件。企業iot技術已經迅速成為blockchain技術的早期採用者之一並不奇怪。

blockchain可以保持iot智慧型裝置的歷史無可爭議的記錄。該功能使智慧型裝置自動執行,無需集中授權。因此,blockchain開啟了一系列非常困難的甚至不可能實施的物聯網場景。

例如,通過利用blockchain,iot解決方案可以實現iot網路中的裝置之間的安全訊息傳遞。在這個模型中,blockchain將處理類似於位元幣網路中的金融交易的裝置之間的訊息交換。為了實現訊息交換,裝置將利用聰明的合同,然後建立雙方之間的協議。

blockchain最令人激動的功能之一是能夠維護乙個正式分散的,信任的分類帳,其中乙個網路中發生的所有交易。這種能力對於實現工業iot(iiot)應用的許多合規性和監管要求是必不可少的,而不需要依賴集中式模型。

總之,使用blockchain技術來保護iot的主要優點可以分為三點:建立信任,降低成本和加速交易。

物聯網中塊鏈的挑戰

圖3 iot和blockchain挑戰

圖3:iot和blockchain挑戰/積分

儘管它的所有好處,blockchain模式並沒有缺點和缺點:

可擴充套件性問題;與blockchain分類帳的大小有關,隨著時間的推移,可能會導致集權化,並且需要一些對blockchain技術的未來造成影響的記錄管理。

儲存將是乙個障礙:blockchain消除了**伺服器儲存事務和裝置id的需要,但分類帳必須儲存在節點本身,並且分類帳將隨著時間的推移而增加。這超出了諸如具有非常低的儲存容量的感測器的各種智慧型裝置的能力。

技能不足:很少有人了解blockchain技術如何真正有效,當您將iot新增到組合中時,數字將大幅縮小,建立乙個具有挑戰性的任務,聘請所需的團隊來管理和執行blockchain專案。

法律和合規問題:在任何方面都是乙個新領域,沒有任何合法或合規先例,這對於物聯網製造商和服務提供商構成嚴重問題。這個挑戰本身就會嚇倒許多企業使用blockchain技術。

最佳安全iot模型

開發物聯網的安全模型需要為每個物聯網生態系統進行前所未有的協作,協調和連線。所有裝置必須一起工作,與所有其他裝置整合;所有裝置必須與連線的系統和基礎設施進行無縫通訊和互動。建立這樣的模型是可能的,但它可能是昂貴的,耗時的並且是困難的。

為了實現物聯網的最佳安全模型,安全需要作為物聯網生態系統的基礎內建,具有嚴格的有效性檢查,認證,資料驗證,所有資料需要在各個層面進行加密。例如在應用層面,軟體開發組織需要更好地編寫穩定,有彈性和可信賴的**,具有卓越的**開發標準,培訓和威脅分析和測試,

沒有乙個堅實的底層結構,我們將在向物聯網新增的每個裝置上創造更多的威脅。我們需要的是具有隱私保護的安全和安全的物聯網。這是乙個艱難的權衡,但並非不可能,如果我們能夠克服其缺點,blockchain技術是乙個有吸引力的選擇。

區塊鏈學習筆記 區塊鏈的模型架構

整理自 區塊鏈社會 龔鳴 自下而上分為資料層 網路層 共識層 激勵層 合約層 應用層。資料層封裝了底層資料區塊的鏈式結構,以及相關的非對稱公私鑰資料加密技術和時間戳等技術 網路層包括分布式組網機制 資料傳播機制和資料驗證機制等 共識層主要封裝網路節點的各類共識機制演算法 工作量證明機制pow 權益證...

加密鏈 基於區塊鏈的加密社交APP

加密鏈 ethereum jiami 是乙個基於區塊鏈上開發的加密聊天軟體。使用者可以相互交換加密與自析構的訊息,以及 檔案,支援所有的檔案型別,還有加密日記 數位化資產錢包等相關應用。提供移動端 android ios 同時開放應用程式介面 api 因此將來可以擁有許多第三方的客戶端可供選擇。實時...

加密鏈 基於區塊鏈的加密社交APP

加密鏈 ethereum jiami 是乙個基於區塊鏈上開發程式設計客棧的加密聊天軟體。使用者可以相互交換加密與自析構的訊息,以及 檔案,支援所有的檔案型別,還有加密日記 數位化資產錢包等相關應用。提供移動端 android ios 同時開放應用程式介面 api 因此將來可以擁有許多第三方的客戶端可...