新兴的物联网(IoT)技术正在成为社会的重要组成部分,以提高现有基础设施的运行效率。通过先进的传感器和执行器,可以从各个端点收集环境数据,并用于分析以采取必要的控制行动。特别是,现代战场配备了先进的物联网武器、可穿戴设备和车辆,以提高军事任务中决策能力的准确性。虽然战场上的操作设备会受到存储、处理能力和联网能力等资源的限制,但这些设备之间交换数据的安全性对任务的成功至关重要。战场物联网(IoBT)的大规模、异构性和分布式特点为实现实用有效的安全解决方案带来了挑战。有人提出利用区块链的防篡改分类账平台和技术来应对这些挑战。然而,物联网网络中产生的大量数据需要实时验证和核实,以验证与任务相关的数据。因此,核心区块链基础设施必须有足够的能力满足这些需求。

本项目的主要贡献包括:a) 用于 IoBT 环境的区块链模拟器;b) 具有分片功能的轻量级区块链;c) 优化内存池以抵御洪水攻击的技术;以及用于鉴定基于区块链的精确系统的框架。区块链模拟器在现实和可配置的网络环境中评估共识算法。虽然有几个区块链评估平台,但它们要么与特定的共识协议绑定,要么无法在可配置的现实网络环境中进行评估。在提议的模拟器中,提供了评估共识和网络层影响的能力,这将告知实践者在物联网拥堵或有争议的场景中如何正确选择共识算法以及网络层事件的影响。为此,提出了共识方法的通用表示法。区块链模拟器使用离散事件模拟引擎,以提高逼真度和可扩展性。通过改变对等节点的数量和达成共识所需的消息数量来评估模拟器的性能。

FastChain是在NS-3中构建的模拟器,它模拟了具有军事应用的网络战场场景,将坦克车、士兵和无人机连接起来,形成战场物联网(IoBT)。在 IoBT 的某些情况下,IoBT 中的计算、存储和通信资源是有限的。在这种情况下,应谨慎组合这些资源,以处理任务,完成使命。FastChain 模拟器采用 “分片”(Sharding)方法,通过为给定场景识别正确和最佳的 IoBT 设备集,提供高效的 IoBT 设备资源组合解决方案。然后,特定场景中的物联网设备集将共同协作,实现分片区块链技术。感兴趣的研究人员、决策者和开发人员可以下载并使用FastChain模拟器来设计、开发和评估支持区块链的物联网场景,从而帮助在关键任务物联网环境中做出稳健、可信的明智决策。

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