物联网技术硕士论文范文第一篇：物联网与区块链结合环境下对数据确认时间的研究
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题目：物联网与区块链结合环境下对数据确认时间的研究
第一章 物联网与区块链结合的研究绪论
第二章 物联网与区块链结合的国内外研究现状
第三章 物联网技术区块链中数据确认时间
第四章 物联网技术区块链确认时间模型的建立
第五章 物联网与区块链结合仿真实验与结果分析
第六章 物联网与区块链结合总结与展望及致谢、参考文献
摘 要
区块链在提高物联网安全性的同时，也带来了数据传输效率低下的问题。由于最初的区块链使用时延较高的共识算法——工作量证明（POW）来保证区块内数据安全有效。此外，为了保证区块中数据的安全，需要在区块被挖出后等待一段确认时间才可使用该区块中的数据。因此，区块链在应对物联网海量数据流入时的处理能力较低。以太坊平台使用 GHOST 协议大幅提升了基于POW 共识算法挖矿的效率。因此，本文选择以太坊平台来研究区块链中数据的最短确认时间，使得物联网应用可以在保证一定数据安全性的前提下尽快确认区块中的数据。本文分析了最短确认时间的影响因素——区块链的最少确认区块数与实际的确认区块数，其中最少确认区块数又与区块链分叉概率和确认区块增加的概率有关。本文通过构建数学模型来分析接受到区块的节点占比以求解上述影响因素并使用 Matlab 仿真工具进行仿真实验。本文设计了两组实验得到不同的网络环境与应用需求下的最短确认时间。实验结果表明，增加数据确认时间可以显著提高数据安全性，当攻击节点与诚实节点算力之比分别为 15%、30%、45%时，应用分别将最短确认时间设置为 47.4 秒、79.05 秒以及 173.95 秒以上可以使得区块中数据不可用的概率维持在 5%以内。
关键词：区块链；物联网；以太坊；确认时间；区块传播
ABSTRACT
Blockchain not only improves the security of Internet of Things, but also bringslow efficiency of data transmission. Because the blockchain using POW(Proof ofwork) consensus algorithm and before using the data in block, blockchain needs towait for a period of confirmation time after block is mined to ensure the security andefficiency of data. So the blockchain has insufficient processing ability when dealingwith mass data’s inflowing in IOT. The use of GHOST protocol in Ethereum greatlyimproves the mining efficiency based on POW. Therefore,this paper choosesEthereum to research the shortest confirmation time of the data in blockchain and theIOT application can confirm the data in the block as soon as possible under thepremise of ensuring certain data security. This paper analyzes the influencing factorsof the shortest confirmation time——the minimum confirmation block number andthe actual confirmation block number. The minimum confirmation block number isrelated to the fork probability of the blockchain and the probability of the increase ofthe confirmation block. In this paper, a mathematical model is constructed to analyzethe node which had received the block in order to solve the above factors. Finally, thesimulation experiment is carried out by using Matlab simulation tool. Two groups of experiments were designed to obtain the shortest confirmation time in differentnetwork environment and application requirements. The results show that increasingdata confirmation time can significantly improve data security and when the ratio ofattack node is 15%, 30%, and 45%, the application sets confirmation time to 47.4seconds, 79.05 seconds and more than 173.95 seconds can keep the data unusable atless than 5%.
KEYWORDS: blockchain; Internet of Things ; Ethereum; confirmation time; block propagation
目录
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 本文的工作和贡献
1.3 论文的组织结构
第二章 国内外研究现状
2.1 区块链的主流平台
2.2 区块链结合物联网的研究现状
2.3 区块链数据确认时间的研究现状
2.4 现有的信息传播模型
2.5 本章小结
第三章 区块链中数据确认时间
3.1 区块链的最少确认区块数
3.1.1 区块链网络中攻击节点的算力
3.1.2 应用对数据不可用的容忍程度
3.1.3 区块在诚实者主链上的概率
3.2 数据最短确认时间
3.3 本章小结
第四章 区块链确认时间模型的建立
4.1 区块的最少确认区块数
4.2 以太坊区块传播模型
4.3 实际的确认区块数模型
4.4 本章小结
第五章 仿真实验与结果分析
5.1 仿真实验
5.1.1 预估实验结果
5.1.2 实验环境及参数确定
5.2 仿真实验及结果分析
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
致谢
参考文献