利用轻量级区块链基础设施保护物联网传感器数据与固件完整性
密码学与安全
2022-05-03 v1
摘要
智能城市部署了大量传感器并从中收集海量数据。例如，高级计量基础设施（AMI）由收集电力和水等公共事业使用数据的物理电表组成，是智能城市的重要基石。在典型传感器网络中，测量设备通过计算机网络连接，这使其面临网络攻击。此外，数据在运营商服务器上集中管理，易受内部威胁。我们的目标是保护大规模传感器网络所收集数据的完整性以及测量设备中的固件免受网络攻击和内部威胁。为此，我们首先针对数据和固件完整性攻击建立全面的威胁模型，该模型可针对传感器网络运营中的任何利益相关者。接下来，利用该威胁模型分析现有防御机制，包括签名校验、远程固件证明、异常检测以及基于区块链的安全日志。然而，可信计算基（TCB）过大以及缺乏可扩展性限制了这些现有机制的适用性。我们提出轻量级区块链基础设施（FLBI）框架以克服这些局限。我们的框架利用双层架构和门限签名密码学链来支持由电表和数据聚合器等低容量设备组成的大型网络。我们已在 Hyperledger Fabric 和私有 Ethereum 区块链平台上完整实现 FLBI 的端到端功能。实验表明，FLBI 能够支持数百万终端设备。
引用
@article{arxiv.2205.00185,
title = {Protecting the Integrity of IoT Sensor Data and Firmware With A Feather-Light Blockchain Infrastructure},
author = {Daniel Reijsbergen and Aung Maw and Sarad Venugopalan and Dianshi Yang and Tien Tuan Anh Dinh and Jianying Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.00185},
year = {2022}
}