面向去中心化多域航电系统的混合区块链赋能安全微服务架构

人工智能(AI)与机器学习(ML)、动态数据驱动应用系统(DDDAS)以及分层云-雾-边缘计算范式的发展，为提升多域系统性能提供了机遇。作为多域场景的一个代表，“感知飞行”(fly-by-feel)系统利用DDDAS框架来支持自主操作并改善机动性、安全性与燃油效率。DDDAS“感知飞行”航电系统可增强多域协调以支持特定域操作。然而，传统使能技术依赖集中式方式进行数据聚合、共享与安全策略实施，由此引发性能瓶颈、数据溯源与一致性等关键问题。受容器化微服务与区块链技术的启发，本文提出BLEM，一种混合区块链赋能的安全微服务架构(BLockchain-Enabled secure Microservices fabric)，以支持航电系统的去中心化、安全且高效的数据融合与多域操作。借助微服务架构细粒度与松耦合的特性，多域操作与安全功能被解耦为多个容器化微服务。提出一种基于两级委员会共识协议的混合区块链架构，以实现去中心化安全架构，并支持现有多域航电系统中数据溯源的不可篡改性、可审计性与可追踪性。我们的评估结果表明，所提BLEM机制能够支持去中心化安全服务，并保障跨域边界数据溯源的不可篡改性、可审计性与可追踪性。