基于以太坊区块链的物联网/IoT设备管理【论文及源码】

浅浅的花香味﹌ 2022-08-29 05:51 160阅读 0赞

本文介绍一个利用以太坊区块链管理物联网IoT设备的身份识别、 验证和声誉的IoT设备管理系统。该系统使用Web界面在以太坊智能合约 中注册物联网设备，并通过密码学签名消息验证Iot设备对平台的 使用权。

## 1、区块链物联网设备管理系统的基本概念 ##

**物联网/IoT设备的标识**： 通过默克尔树（Merkle Tree）的利用，无需暴露设备的私有属性即可完成 IoT设备的注册。使用公钥（或其衍生表示）作为IoT设备的标识ID。

**物联网/IoT设备的消息签名与验证**： 系统中的每个消息都需要由发送端的IoT设备签名，并在接收端的IoT 设备处进行验证。

发送端IoT设备的消息签名生成：

接收端IoT设备的消息签名验证：

**物联网/IoT设备的固件指纹**： 通过保存IoT设备的固件哈希，可以验证设备所运行的固件是否被非法篡改。

**物联网/IoT设备的信誉机制**： 基于Web的信任原理，设备可以形成一个信任网络。一个IoT设备从其他 有信誉的设备得到越多的签名，该设备就越可信。

## 2、区块链物联网设备管理系统的整体说明 ##

系统主要组成部分包括：实体、设备和IoT平台：

系统开发基于以下技术栈：

*  Ethereum
 *  Solidity
 *  Truffle Framework
 *  Web3.js
 *  React

项目主要目录内容说明如下：

*  contracts - Solidity智能合约
 *  frontend - Web前端，基于React开发
 *  simulations - IoT设备和平台仿真

系统中IoT设备的配置文件示例如下：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <pre><code>1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
</code></pre> </td> 
   <td> <pre><code>{
    "identifier": "0xf34d4c8f79657f1086f55b817837439c303dff19",
    "metadataHash": "43af4ba721cd8c9ba432ed6aca9adb96d16f82c25ba76...",
    "firmwareHash": "b01d2af9ea9dd59dd9c8af3f1639da03c79b7ed28adaa...",
    "metadata": [
        "Olive grove",
        "45.0270,14.61685",
        "Espressif Systems",
        "00:0a:95:9d:68:16"
    ],
    "firmware": "333f14cdb0a8520199257479ba126a10bca96b229b7924085...",
    "address": "0xf34d4c8f79657f1086f55b817837439c303dff19",
    "publicKey": "d627bbb0a7c150f814a1960ebe69f0d8b4494e1033d9e72...",
    "privateKey": "48a2e48b2d178e7d1f1508f2964a89079f1f8a301ebb85a...",
    "curve": "secp256k1",
    "deviceId": 0
}
</code></pre> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 3、区块链物联网设备管理系统的主要用户界面 ##

网络状态界面：

实体历史记录界面：

IoT设备ID管理界面：

![以太坊物联网IoT设备管理系统][IoT]

元数据管理界面：

![以太坊物联网IoT设备管理系统][IoT 1]

IoT设备固件信息维护界面：

![以太坊物联网IoT设备管理系统][IoT 2]

IoT设备维护确认界面：

![以太坊物联网IoT设备管理系统][IoT 3]

配置下载界面：

![以太坊物联网IoT设备管理系统][IoT 4]

IoT设备列表界面：

![以太坊物联网IoT设备管理系统][IoT 5]

IoT设备ID维护界面：

![以太坊物联网IoT设备管理系统][IoT 6]

IoT设备历史数据查看界面：

![以太坊物联网IoT设备管理系统][IoT 7]

--------------------

*  论文链接：[Using blockchain for registration and control of IoT devices][]
 *  源码下载：[iot-device-management][]

[IoT]: /images/20220829/92c743f5f55a4b4aadae590859e10347.png
[IoT 1]: /images/20220829/e52c1ad6d96f4e4ca76d56c86fe620f4.png
[IoT 2]: /images/20220829/9b8d3e968050459ca8c75f1aff05e21c.png
[IoT 3]: /images/20220829/4d736fadb5a743f78015111d390c76c0.png
[IoT 4]: /images/20220829/7e96db11af8a4105965a5deb561db19d.png
[IoT 5]: /images/20220829/6631a07fddc8405287029c276b2bd10a.png
[IoT 6]: /images/20220829/fc356364e8b14e6f84a08c76fa0bc82c.png
[IoT 7]: /images/20220829/64d8f84cd56e4dc0afc153976a9f432c.png
[Using blockchain for registration and control of IoT devices]: https://zir.nsk.hr/en/islandora/object/riteh:1085
[iot-device-management]: https://github.com/ssimunic/iot-device-management

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