数字孪生背景下的区块链:一项综合性调查

《ACM Computing Surveys》:Blockchain in the Digital Twin Context: A Comprehensive Survey

【字体: 时间:2025年11月07日 来源:ACM Computing Surveys

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  数字孪生(DT)与区块链(BC)融合技术通过高精度建模和实时优化,有效解决跨平台互操作、延迟、安全及多模态建模难题。研究分析BC-DT架构的拓扑设计、功能模块及工业级应用,探讨其在物联网、车联网、AI、5G等产业4.0技术的集成应用,并总结技术挑战与未来方向。

  

摘要

数字孪生(DT)技术通过高保真建模和多维仿真,将物联网(IoT)、通信网络和传感器系统整合在一起,实现了物理对象的动态映射和实时优化。然而,DT的发展仍面临诸多挑战,包括跨平台互操作性的限制、实时场景中的过高延迟、分布式部署中的安全漏洞,以及准确建模多模态系统的复杂性。区块链(BC)提升了DT在各种应用中的安全性和功能范围。本调查首先介绍了BC和DT的核心原理,然后探讨了它们整合的合理性和优势。从数据中心的角度出发,我们研究了基于区块链的数字孪生(BCDT)如何增强数据存储、安全交换、隐私保护和系统互操作性。进一步探讨了BCDT系统的架构,涵盖了网络拓扑、功能模块、平台设计以及代表性原型,为实际应用提供了见解。此外,我们还研究了BCDT如何支持关键工业4.0技术的融合,包括物联网、车辆网络、无人机系统、人工智能、联邦学习、5G移动网络和软件定义网络。文中重点介绍了基于工业级质量的BCDT的应用,为后续研究奠定了坚实的基础。最后,分析了BCDT面临的挑战,并对BCDT领域的进一步研究提出了一些积极的建议。
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