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区块链赋能物联网的可靠性技术与架构:应用现状、系统综述与未来趋势
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月03日 来源:Computer Standards & Interfaces 3.1
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(编辑推荐)本文系统综述了区块链(Blockchain)与物联网(IoT)融合中的可靠性技术,聚焦共识机制(如PoW/PBFT)、容错设计、数据完整性等五大方向,揭示了去中心化架构如何通过密码学与对称性设计提升IoT生态的安全性、可扩展性与抗篡改能力,为资源受限区域提供工程化解决方案。
核心发现与讨论
当前研究深入探讨了区块链物联网(BIoT)应用中的关键挑战。基于对40篇文献的归类分析(表10呈现技术基础与应用领域对应关系),"量化指标"栏显示:轻量级区块链方案可降低能耗达37%,而混合共识机制(如PoS+PBFT)能将交易延迟压缩至<500ms。多层级架构通过边缘计算节点实现数据对称处理,显著提升医疗IoT设备的抗DDoS攻击能力。
挑战与未来方向
IoT生态面临数据机密性、隐私保护等核心问题。智能合约(Smart Contract)虽能自动化交易,但需解决"汽油费"(Gas Fee)过高问题。未来应探索:1)量子抗性密码在生物传感器中的应用;2)联邦学习(FL)与区块链的协同框架;3)面向疫苗冷链的温度追溯系统。
结论与局限
研究将区块链-IoT整合技术归为四类:1)共识机制(如RAFT改良版);2)容错设计(拜占庭节点检测);3)数据哈希链(Hash Chain)技术;4)多层架构(边缘-云协同)。但样本偏重理论模型,缺乏真实世界部署数据。
(注:翻译部分保留原文技术术语如PBFT/PoW,并通过"轻量级""抗性"等措辞增强生动性,省略文献标注[31]等)
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