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当航运区块链与物联网结合时,怎样确保传感器数据在传输和存储中的真实性与完整性?
2024年12月18日 20:59   浏览:0   来源:Faye
  1. 传感器端数据加密与签名

    • 数据加密:在物联网传感器端,对采集到的数据进行加密处理是确保数据真实性和完整性的首要步骤。例如,对于船舶上的温度传感器、位置传感器等,可以采用对称加密算法(如 AES)对采集的数据进行加密。这样,即使数据在传输过程中被窃取,攻击者没有解密密钥也无法获取真实的数据内容。

    • 数字签名:在加密的同时,使用非对称加密算法(如 RSA)为数据添加数字签名。传感器拥有自己的私钥,用于对数据进行签名。当数据传输到接收端时,接收端可以使用传感器对应的公钥来验证签名。如果签名验证成功,就可以确认数据是由合法的传感器发送的,并且在传输过程中没有被篡改。例如,船舶上的货物状态传感器发送数据时,通过数字签名保证数据的来源可靠。

  2. 传输过程中的安全协议与数据校验

    • 安全协议:在数据传输过程中,采用安全的通信协议是关键。例如,使用传输层安全协议(TLS)或消息队列遥测传输协议(MQTT - Secure)。这些协议可以在传感器和航运区块链平台之间建立安全的通道,防止数据被中间人窃取或篡改。TLS 协议通过加密和身份验证机制确保通信的安全性,MQTT - Secure 则在 MQTT 协议的基础上增加了安全功能,适合物联网设备的数据传输。

    • 数据校验:在传输过程中,还可以采用数据校验机制。例如,使用循环冗余校验(CRC)或消息认证码(MAC)。CRC 可以对传输的数据进行校验,一旦数据在传输过程中出现错误,接收端可以通过 CRC 校验发现。MAC 则是基于密钥的校验码,不仅可以校验数据的完整性,还可以验证数据的来源,因为只有拥有相同密钥的设备才能生成正确的 MAC 值。

  3. 区块链技术保障存储真实性

    • 分布式账本存储:航运区块链采用分布式账本存储传感器数据,这使得数据不是存储在单一的服务器上,而是分布在多个节点中。例如,在一个由航运企业、港口、监管机构等组成的区块链网络中,传感器数据会被存储在这些不同主体的节点上。由于区块链的共识机制,要篡改数据需要同时控制网络中的大部分节点,这几乎是不可能的,从而保障了数据存储的真实性和完整性。

    • 数据上链验证:在将传感器数据存储到区块链之前,会通过智能合约进行验证。智能合约可以规定数据的格式、范围等验证规则。例如,如果船舶位置传感器发送的数据超出了正常的地理范围或者数据格式不符合规定,智能合约将拒绝该数据上链。这种验证机制可以防止虚假数据进入区块链存储系统。

  4. 数据审计与溯源机制

    • 审计机制:建立数据审计机制,定期对传感器数据的传输和存储情况进行审计。可以通过区块链的日志功能记录数据的所有操作,包括数据的采集、传输、存储等环节。例如,航运监管机构可以对船舶传感器数据进行审计,查看数据是否按照规定进行传输和存储,是否存在异常的数据操作行为。

    • 溯源功能:利用区块链的溯源功能,当发现数据存在问题时,可以追溯数据的来源和传输路径。通过查看区块链上记录的每个节点的数据交互情况,能够快速定位问题所在。例如,如果发现某一传感器数据存在异常,通过溯源可以查看是传感器本身故障、传输过程中的干扰还是存储环节出现了问题。

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