面向物联网环境的基于区块链的安全存储与可信数据共享方案

如今，基于云的存储系统在物联网（IoT）数据存储、处理和共享中发挥着至关重要的作用。尽管有其贡献，但当前基于云的架构可能会导致严重的数据泄露或危及用户隐私。同时，基于云的架构严重依赖受信任的第三方审计员（TPA），并以集中控制方式运行。然而，TPA可能并非完全值得信赖的实体，且单点故障可能会导致集中式系统崩溃。幸运的是，随着区块链技术的出现，去中心化存储模式已受到广泛青睐。去中心化存储系统成功摆脱了TPA的限制，解决了单点故障问题，并且与集中控制架构相比具有诸多优势，例如存储价格低和吞吐量高。本研究提出了一种基于区块链的去中心化分布式存储与共享方案，该方案提供端到端加密和细粒度访问控制。在我们提出的IoTChain模型中，通过采用以太坊（Ethereum）区块链作为可审计的访问控制层，细粒度权限基于基于属性的访问控制（A-BAC）策略实现。智能合约针对结合了Ethereum区块链和星际文件系统（IPFS）的IoTChain模型进行了定制。我们使用高级加密标准（AES）进行加密，并使用椭圆曲线Diffie-Hellman密钥交换协议在数据所有者和用户之间共享密钥。此外，工作量证明（PoW）共识机制被替换为权威证明（PoA），以最小化系统交易成本并提升系统吞吐量。此外，我们的解决方案已在Ethereum官方测试网络Rinkeby上进行了测试，结果表明我们的方法在IoT数据上是切实可行且经济的。