EdgeGuard：通过可聚合的分布式密钥生成技术实现区块链增强的安全数据流通

《IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing》：EdgeGuard: Blockchain-Enhanced Secure Data Circulation via Aggregatable Distributed Key Generation

　　

摘要：

数据已成为人工智能创新和6G技术发展的关键驱动力。数据量的爆炸性增长加速了云计算与边缘计算的融合，同时也对数据安全和隐私提出了更高的挑战。新兴的云-边缘-设备协作范式使得数据能够在异构实体之间动态且大规模地流通，从而使系统面临诸如恶意边缘节点和通过不可信通信渠道进行窃听等复杂威胁。为应对这些问题，我们提出了EdgeGuard，这是一个用于云-边缘-设备数据流通的安全且去中心化的框架。EdgeGuard专为高度动态的环境设计，能够确保数据的机密性、完整性、可追溯性，并抵御恶意外部攻击者和受损的边缘服务器的攻击。为了构建其加密基础，我们开发了两个核心原语。具体来说，我们引入了一种可聚合的公开可验证秘密共享（APVSS）方案，该方案能够在支持聚合和公开验证的同时实现字段元素的高效共享。此外，我们还构建了AggDKG，一种分布式密钥生成（DKG）协议。AggDKG实现了公开可验证性和抗偏见性，其预期的总通信成本为O(κn3)，有效克服了传统基于投诉的协议所固有的可扩展性限制。这些组件共同构成了一个全面的框架，增强了云-边缘-设备系统中数据的安全和高效流通。实验数据显示，AggDKG在性能上具有明显优势：在所有测试的规模下，其总运行时间仅为Gurkan等人提出的DKG的8%–65%；并且在n=256情况下，与Gennaro等人提出的DKG相比，它将每个节点的运行时间减少了约27%。这些结果突显了EdgeGuard在可扩展性、更低延迟和更强的拜占庭容错性方面的优势...

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