Hyper-IIoT：一种基于智能合约的资源受限工业物联网访问控制方案

《IEEE Transactions on Sustainable Computing》：Hyper-IIoT: A Smart Contract-Inspired Access Control Scheme for Resource-Constrained Industrial Internet of Things

本研究针对工业物联网（IIoT）中隐私敏感数据的复杂管理需求，提出了一种基于智能合约的访问控制方案。通过ABAC模型定义访问策略，设计数据存储模型与智能合约架构，并引入布隆过滤器优化性能。实验表明Hyper-IIoT在分布式系统中展现出低延迟、高吞吐量和快速共识的特性，有效支持大规模请求场景。

　　

摘要：

近年来，工业流程的改进以及来自工业物联网（IIoT）设备的隐私敏感数据管理复杂性的增加，凸显了对安全、可靠和适应性强的数据管理解决方案的迫切需求。在这项工作中，我们提出了一种基于智能合约的IIoT访问控制方案，该方案采用基于属性的访问控制（ABAC）模型来为不同的工业组件设置访问权限。我们通过设计和部署智能合约来定义私有数据的存储模型和数据格式，以管理系统操作和访问策略。此外，还部署了布隆过滤器组件来优化合约管理的效率和系统性能。实验结果表明，在实际场景模拟中，Hyper-IIoT能够很好地控制合约执行时间，保持系统吞吐量稳定，并在分布式系统中实现快速共识过程，即使在大规模请求场景下也能处理高吞吐量和有效共识。

引言

工业物联网（IIoT）整合了先进的无线传感器网络、可靠的通信协议和全面的互联网基础设施，以实现复杂工业操作的监控、分析和管理[1]、[2]。通过有线和无线连接创建分布式网络，IIoT设备与外部环境进行交互并生成异构数据[3]、[4]、[5]、[6]。在工业4.0中，IIoT将智能设备与传感器相结合，支持跨工业领域的移动计算和持续通信[7]、[8]。通过自主监控、收集、分析并优化工业生产过程，IIoT系统显著提高了运营效率和生产力[9]、[10]。像西门子MindSphere和GE Predix这样的平台简化了智能制造中的数据收集、存储和分析流程，打破了数据孤岛，促进了设备生态系统的整合[11]、[12]。