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基于区块链的军事数据云存储方案设计

基于区块链的军事数据云存储方案设计

介绍了一种基于块链的军事数据存储与共享系统。军事联盟系统是利用超级账户结构技术构建的。作为组织成员进入区块网络的每一个单独的操作模块都提供分散和交互式的业务信息存储。第二,在用关键密码方法验证信息的过程中,如非周期性的零知识证书,通过对操作

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  • 详细描述

    基于区块链的军事数据云存储方案设计
    摘要
    随着信息技术在战争领域的广泛应用,战场信息内涵的多样性大大扩大了信息管理对象的范围,信息管理的复杂性也大大提高。云计算为大规模军事数据的动态存储和处理提供了新的解决方案。然而,目前云数据存储仍然存在一定的安全威胁,在这种特殊的军事领域业务场景下,任何时候只有一台服务器都会面临“宕机”问题。如何在各作战单元之间同步、安全、实时地共享数据,保证任何新增的作战单元都能及时获得完整的信息。云计算成为军事领域的技术瓶颈。
    本文提出了一种基于区块链的军事云数据存储与共享系统,该系统利用超级分类结构技术解决了军事领域的云数据共享问题。
    关键词:区块链;云存储;文件数据保护;IPFS 
     
    目 录
    第一章 绪论 1
    1.1 研究背景与意义 1
    1.2 国内外发展现状 1
    1.3 论文主要研究内容 2
    1.4 本文的工作及安排 2
    第二章 区块链与云存储相关技术综述 4
    2.1 哈希散列算法 4
    2.2 公钥加密的密码学 4
    2.3 星际文件系统IPFS 4
    2.4 本章小结 5
    第三章 基于区块链的军事数据云存储系统需求分析 6
    3.1 系统总体规划 6
    3.2 系统需求分析 6
    3.3 用户界面和文件管理需求分析 6
    3.4 本章小结 7
    第四章 基于区块链的军事数据云存储系统设计方案 8
    4.1 系统整体架构 8
    4.1.1 星际文件系统IPFS拓扑结构 8
    4.1.2 Hyperledger Fabric区块链网络拓扑结构 8
    4.2 区块链底层设计 8
    4.3 数据隐私保护方案设计 10
    4.4 星际文件系统存储方案设计 11
    4.5 本章小结 11
    第五章 基于区块链的军事数据云存储系统功能实现 12
    5.1 大文件信息加密存储功能实现 12
    5.2 节点网络的共识机制功能实现 13
    5.3 区块链数据库隐私数据读写功能实现 13
    5.4多节点智能合约功能实现 13
    5.5 本章小结 15
    第六章 基于区块链的军事数据云存储系统测试 16
    6.1 作战单元数据实时同步还原测试 16
    6.2 通信传输情报和指令数据加密测试 16
    6.3 多节点网络智能合约测试 17
    6.4 区块链系统鲁棒性测试 18
    6.5 本章小结 18
    结论 19
    参考文献 20
     
    第一章绪论
    1.1研究背景与意义
    随着通信基础设施的日趋完善以及个人终端性能的不断增强,经济社会的快速发展使得网络中的用户每时每刻都在产生数据、访问数据。文件作为数据的载体,是信息社会中每个人重要的数字资源,其需要在任何时间、任何地点都能够.通过网络进行访问的需求有力地推动了云存储服务的发展。互联网服务商们也陆续推出相应的文件云存储服务,比如当下国内主流的百度网盘、腾讯微云,海外微软的OneDrive和谷歌的Google Drive等。
    1.2国内外发展现状
    区块链技术快速发展,迅速成为近年来的研究热点。区块链通过集成加密算法、点对点传输、共识机制等技术,为传统交易模式中可能存在的数据造假行为提供了有效的解决方案”。区块链的应用从最初的金融领域迅速扩展到物联网、智能制造、数据存储等领域,为数据安全、云计算、大数据等技术的发展开辟了新的机遇。
    在区块链隐私保护方面,针对传统数据管理模型数据泄露的问题,是出了一种去中心化的个人数据管理模型,利用区块的的特性以确保用户的数据波可信存储,加强了模型对用户个人数据的隐私保护力度。
    针对Fabric中用户的身份隐私和数据隐私存在的问题提出了相关保护方案,对于数据隐私,该文献设计了基于身份分层的数据广播方法并利用对称加密算法来解决数据在区块连中各个节点广播过程中可能被泄露的问题。
    提出了一种基于区块链的数居存储和访问系统,该系统将加密后的数据以及用户对数据的访问权限信息存储到区块链中,实现了数据的细粒度访问控制,以确保用户可以自己控制自己的数居,并使用户数据具有访问透明性和可审计性。
    针对网约车场景下用户个人信息以及行程数据的隐私问题,在基于区块链的第三方数据库和数据交互审计平台之上,提出了相应的数据保护模型,但模型建立在抽象的第三方数据库和审计平台上,因此在实际应用中难以达到预期效果。
    1.3论文主要研究内容
    针对传统云存储对用户文件隐私保护的不足、数据在共享过程中存在的风险以及文件元数据可能被损坏或篡改的问题,本文主要的研究内容与工作如下:(1)基于对称加密、非对称加密和代理重加密算法,设计了数据的加密与存储方法以及数据在云平台中的共享的机制,以保护用户文件在云存储中的数据隐私,同时避免数据在共享过程被泄露的风险。(2)在区块链的基础上设计了数据在链上的存储结构,对区块链交易的数据和接口进行了适配与封装,定义了链上数据的读写方法,并在此基础上,设计了链上数据访问的负载均衡算法以及数据的恢复机制,以确保系统中的文件元数据以及分享信息被可靠存储。(3)作为方案存储文件的基础设施,本文以FastDFS[36]提供的组件为基础,设计了系统的分布式文件存储模块,并结合本方案的需求特征,对文件数据存储和访问模式进行了优化,提升了文件服务的性能。.
    1.4本文的工作及安排
    全文一共包括六个章节来阐述基于区块链的军事数据云存储方案,每个章节的内容安排如下:
    第一章首先介绍了云存储的背景,然后介绍了区块链在隐私保护、国内外云存储与共享的研究现状,总结了本文的主要研究内容和工作,最后解释了本文的组织结构。
    第二章首先介绍了相关的理论和技术。首先对哈希散列算法进行了介绍,包含哈希散列算法的基本原理。其次介绍了密码学基础知识,包含软硬件、策略和规程集合的公钥基础设施等。最后介绍了星际文件系统IPFS,给出了星际文件系统IPFS的定义与特征以及星际文件系统IPFS过程的基本框架
    第三章详细介绍了相关理论和技术。首先,介绍了系统的总体规划。其次,介绍了系统的需求分析,包含对管理需求、性能需求和稳定性等需求的分析。最后介绍了用户界面和文件管理需求分析。
    第四章介绍了区块链军事数据云存储系统的整体架构,主要由ipfs和hyperledger Fabric区块链Network两部分组成。给出了区块链底层的设计方案。hyperledger织物被用作基本的区块链存储架构,并介绍了数据隐私保护方案设计和星际文件系统存储方案设计。
    第五章对区块链的军事数据云存储系统功能再到系统中的各功能做了详细介绍。首先对大文件信息加密存储做了一个概述,随后按分层介绍了系统的节点网络的共识机制。阐述了区块链数据库隐私数据读写功能实现。最后介绍了多节点智能合约功能,阐述了节点主动上报、配置文件这几个系统中的关键处理流程。
    第六章对区块链的军事数据云存储系统测试做了详细介绍。首先对作战单元数据实时同步还原测试做了一个概述,随后介绍了通信传输情报和指令数据加密测试。分层阐述了多节点网络智能合约测试。最后介绍了区块链系统鲁棒性测试。
     
    参考文献
    [1]田洪亮,王佳玥,李晨曦.基于混合算法区块链和节点身份认证的数据存储方案[J/OL].计算机应用:1-7[2021-12-22].
    [2]代明睿,马志强,张晓栋.基于区块链的行业间数据交换存储方案与共识算法研究[J].中国铁路,2021(10):69-75.DOI:10.19549/j.issn.1001-683x.2021.10.069.
    [3]王甜宇,张柯欣,孙艳秋,燕燕.基于区块链的中医药大数据云存储共享方案研究[J/OL].中华中医药学刊:1-7[2021-12-22].
    [4]张利华,万源华,付东辉.基于区块链的用电数据存储方案[J].计算机应用与软件,2021,38(09):21-27+52.
    [5]魏济泽,汪硕.一种基于区块链技术的医疗数据存储方案[J].网络安全技术与应用,2021(07):79-81.
    [6]刘峰. 基于区块链的云存储数据安全性方案研究与实践[D].内蒙古大学,2021.DOI:10.27224/d.cnki.gnmdu.2021.000124.
    [7]刘常燕. 基于区块链上信息云存储的研究与应用[D].北京邮电大学,2021.DOI:10.26969/d.cnki.gbydu.2021.001484.
    [8]熊洋. 基于区块链的隐私数据云存储与共享方案的设计与实现[D].电子科技大学,2021.DOI:10.27005/d.cnki.gdzku.2021.002747.
    [9]张先洪,劳宪银,谭仁杨,梁海.基于区块链的军事数据云存储共享方案[J].网络安全技术与应用,2020(06):91-94.
     
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