區塊鏈與物聯網資源發現服務研究 徐德剛 9787577203201 【台灣高等教育出版社】

內容簡介
本書從體系架構、單品追蹤與追溯、信息安全與隱私保護、性能評估等方面對基於Chord的物聯網資源發現服務進行了全面深入的分析研究。同時結合對區塊鏈的分析研究，對區塊鏈及物聯網資源發現的未來研究方向和問題進行了分析和展望，對物聯網資源發現及相關內容進行了拓展研究，旨在探尋基於區塊鏈技術的物聯網資源發現解決方案，及其在汽車供應鏈管理中的應用解決方案。並對區塊鏈在數字版權方面的廣電行業應用做了探索性的分析研究。

作者簡介
徐德剛，男，現就職于湖北文理學院，副教授。畢業于華中科技大學計算機系統結構專業，博士研究生學歷，工學博士學位。主要研究方向為網絡與信息安全、區塊鏈、物聯網體系架構及資源發現，基於區塊鏈、物聯網技術的智能化應用。承擔國際SCI、EI期刊ELSEVIER的Journal of Network and Computer Application（JNCA）及IEEE Systems Journal、TIIS（KSII Transactions on Internet and Information Systems）、IJNS（International Journal of Network Security）的審稿工作。在Wireless Personal Communications、Sensors、International Journal of Network Security、計算機工程與科學等國內外權威期刊和相關國際會議上發表學術論文近20篇，其中5篇被SCI收錄，7篇被EI收錄。主持或參與多項各類科學研究項目，獲得6項軟件著作權及多項國家發明專利。

目錄

第1章 緒論
1 1概述 /1
1 2集中式發現服務 /3
1 2 1 EPCglobal 物聯網中的資源發現/4
1 2 2 “註冊索引式”發現服務 /6
1 2 3”行業中心式”發現服務 /7
1 2 4基於 P2P 的數據庫集群式發現服務/7
1 2 5輕量級發現服務 /8
1 3 分布式發現服務 /8
1 3 1 “One Up One Down”自然鏈式發現服務/8
1 3 2”P2P”鏈式發現服務 /9
1 3 3 擴展 ONS 鏈式發現服務/9
1 3 4 “菊花鏈式”發現服務/9
1 4 其他相關研究 /10
1 5問題與挑戰/11
1 5 1 需要新的綜合性能較好的分布式單品級物聯網資源發現服務
體系 /13
1 5 2 信息安全和隱私保護/14
1 5 3 小結 /14
第2章 基於 Chord 算法的物聯網資源發現服務體系一ODSA /17
2 1 基於 DHT 的 Chord 資源定位算法 /18
2 2 基於 Chord 算法的物聯網資源發現服務體系 /20
2 3 ODSA 的主要組成 /22
2 3 1 Savant 服務器 /22
2 3 2 ODS System /22
2 3 3 EPCIS 雲 /23
2 4 SR-ODSA 中的企業部署方案 /23
2 5 ODS System 中節 點的管理和維護/25
2 6 ODSA 的運行機制 /26
2 6 1信息存儲與緩存機制 /26
2 6 2映射信息發佈機制/28
2 6 3追蹤追溯的資源發現機制/29
2 7 ODSA 的性能評估與分析 /34
第 3章 ODSA 中的追蹤、追溯效率與數據實時性均衡/36
3 1 緩存模式I /36
3 2效率與數據實時性均衡的 ODS System 路由37
3 3效率與數據實時性均衡的分析 /39
3 4實驗與分析 /41
3 4 1 ODSSimulator 的實驗結果驗證/42
3 4 2 效率與實數據時性均衡的實驗驗證 /45
第 4章 DR-ODSA 中的追蹤、追溯效率提高 /49
4 1 基於雙 Chord 環的物聯網發現服務體系 /49
4 2 熱點機制/52
4 2 1熱點資源及更新 /52
4 2 2熱點信息同步/53
4 3基於熱點的 ODS System 路由 /53
4 4內外環節 點數約束關係分析 /56
4 5 實驗與分析 /58
4 5 1 內外環節 點數約束關係的驗證 /58
4 5 2熱點模式對查找效率的提高 /60
第 5章 ODSA 中的信息安全與隱私保護/63
5 1 物聯網資源發現的信息安全和隱私保護需求 /63
5 2 隱私增強技術 /64
5 3 ODSA 中的安全措施/65
5 3 1身份鑒定 /65
5 3 2用戶賬號管理/66
5 3 3 Savant 與 EPCIS 間通信的安全措施 /66
5 3 4 ODS System 上的安全措施 /67
5 4 基於安全的應用級查找 /67
5 5 ODSA 中的安全評析與討論 /70
第6章 ODSA的綜合性能評估與分析 /72
6 1 通用性與成本 /73
6 2可靠性與可擴展性 /73
6 3負載均衡 /73
6 4追蹤追溯效率與數據實時性均衡及熱點資源定位 /74
6 5追蹤、追溯及效率 /74
6 6 安全與隱私 /77
第 7章 基於區塊鏈的物聯網資源發現關鍵技術研究 /79
7 1 BC與IoT的融合 /79
7 1 1 基於BC的IoT 架構 /80
7 1 2 RFID與 WSN的融合/81
7 1 3 IT 安全與BC /82
7 2 基於 BC 的單品級 IOT 資源發現的感知融合模型與資源發現算法 /84
7 3基於 BC 和 Chord 的感知融合 IoT 資源發現信息安全協同機制 /87
第 8 章 基於區塊鏈的”襄十隨神”汽車產業供應鏈管理研究/90
8 1 “襄十隨神”汽車產業供應鏈 /90
8 2 基於 BC 的”襄十隨神”汽車產業供應鏈架構 /91
8 3 基於 SCAoX3S-BCT 的汽車產業供應鏈運行管理機制 /94
8 4 “襄十隨神”汽車供應鏈研究技術路線 /96
第9章 區塊鏈技術在廣電行業數字資產版權交易中的應用研究 /98
9 1基於區塊鏈技術的數字版權管理 /98
9 2區塊鏈在廣播電視行業數字資產版權管理平臺的應用原理/100
9 3 區塊鏈在廣播電視行業數字資產版權管理平臺的應用模式/101
9 4廣播電視行業數字資產版權交易的區塊鏈應用方案 /101
9 5 基於區塊鏈的廣播電視行業數字資產版權交易研究思路與方法 /102
第 10 章 研究方向展望/104
10 1 物聯網的感知融合 /105
10 1 1 物聯網感知融合 /105
10 1 2 感知融合的物聯網資源發現研究展望 /109
10 2 物聯網和雲計算、大數據 /111
10 2 1 物聯網與雲計算、大數據 /111
10 2 2 結合雲計算、大數據的物聯網資源發現研究展望 /112
10 3 區塊鏈之於物聯網 /112
10 3 1 區塊鏈與物聯網 /112
10 3 2 區塊鏈物聯網資源發現研究展望 /114
10 4 區塊鏈、物聯網之於供應鏈 /115
10 4 1 區塊鏈、物聯網與供應鏈 /115
10 4 2 基於區塊鏈、物聯網的供應鏈研究展望/117
參考文獻/119

精彩書摘
1 緒 論
1 1 概述
當前，隨著互聯網技術的不斷發展，物聯網和區塊鏈都已成為國內外技術持續創新和產業高速發展的重點方向[1]，並且無論是從技術融合的角度，還是從應用融合的角度，兩者融合發展的態勢已經非常明顯。特別是在物聯網的資源發現方面，區塊鏈與物聯網在技術層面上具有很高的契合度，此外區塊鏈與物聯網也可融合應用在供應鏈的管理與優化中。除了與物聯網融合應用外，區塊鏈在數字版權與資產的管理及其他領域[2]也有廣泛的應用。物聯網與區塊鏈及其融合應用吸引了越來越多的關注，日趨成為研究與應用創新的熱點。
在互聯網的泛在化正日益成為一種新的發展趨勢的同時，射頻識別（Radio Frequency Identification， RFID)[3]等信息傳感技術進一步促進了互聯網泛在化的發展[4]。物聯網思想可以看作是對泛在化、普適計算（Ubiquitous Computing）思想的擴展[5-7]。在Xerox實驗室的計算機科學家Mark Weiser于1991年首次提出Ubiquitous概念的基礎上，歐盟的環境感知智能（Ambient Intelligence），日韓的泛在網絡（Ubiquitous Network）等概念[8]，均是物聯網思想的一種體現。
麻省理工學院Auto-ID[7]研究中心於1999年提出物聯網[10-12]的概念，旨在通過射頻識別（RFID)[13-18]等信息傳感設備將所有物品與互聯網連接起來，實現智能化管理與識別。國際電信聯盟（International Telecommunication Union，ITU）在2005年的題為《The Internet of Things》的年度報告中，將物聯網概念擴展為任何時刻、地點、物體之間的互聯，並指出利用RFID和互聯網構造的覆蓋世界萬物的網絡來實現物品信息的互聯與共享和物品的自動識別[19]。隨著當今信息技術的飛速發展，新興的物聯網正在走進和改變人類的生活，也必將給人類的日常生活帶來巨大的革命性變化 [20]。Gubbi等人[21]研究指出，在RFID標簽和嵌入式傳感器等無線技術的推動下，物聯網已走出起步階段，為區塊鏈應用提供了更多可落地的應用場景及物理世界的支撐依據[1]，是將Internet轉化到一個完全集成的未來互聯網的下一個革命性的技術。
目前物聯網主要標準制定者和推廣者，由美國統一代碼協會（Uniform Code Council，UCC）和國際物品編碼協會（EAN) [11]於2003年9月共同成立的非營利性組織EPCglobal[22] （目前已經合併並改名為GS1全球第一商貿標準化組織） 組織並協調各應用方共同制定的產品電子編碼（Electronic Product Code，EPC）[23， 24]，使用一種統一規範的編碼標準給每件物品提供一個全球唯一標識碼（EPC），通過EPCglobal網絡[11， 12， 25]（簡稱為EPC網絡）實現EPC標識解析、物品信息存儲位置的定位，*終實現全球範圍內的單品追蹤與追溯。在EPC網絡中，由於EPC的載體——RFID標簽[26]的成本和存儲容量的限制，EPCIS (EPC Information Service，企業EPC信息服務器）負責存儲物品的事件信息（包括靜態和動態信息）。RFID標簽是物聯網中實現物品與網絡溝通的橋樑，未來全球的物品都可能被由RFID與互聯網結合而成的物聯網所覆蓋。物聯網作為新興的物品信息網絡，能在全球範圍內極大地提高產品生產、採購、運輸、倉儲、銷售各環節 的運作效率和管理水平。本文側重於研究物聯網中物品信息資源發現的相關問題。
物聯網被認為是繼計算機、互聯網與移動通信網之後的又一次信息產業浪潮。物聯網已逐漸受到了政府、企業和學術界的廣泛關注[27]，並在需求和研發的相互推動下迅速熱遍全球。各國政府也相繼制定了與物聯網相關的多項國家信息技術發展計劃與戰略，如：新加坡的”下一代I-Hub”計劃、”智慧國2015計劃”，日本的e-japan、i-japan、U-Life計劃，韓國的IT839戰略，歐盟的十四點行動計劃，美國的”智慧地球”計劃。在中國，政府提出”感知中國”理念，多次強調物聯網為重點支持的研究方向，並將物聯網上升為國家五大戰略性新興產業之一。
物聯網中，*基本、核心的功能需求就是資源發現。物聯網的資源發現技術需要支持物品標識碼EPC對應的特定信息資源地址及相關的諸多信息資源地址的發現與定位。物聯網的資源發現服務包括：對指定產品靜態信息的對象名解析服務（Object Name Service，ONS) [28]以及其在供應鏈中動態信息的發現服務（Discovery service，DS) [29]。ONS是建立在DNS（域名解析服務）基礎之上的，通過物品標識碼EPC查詢製造商提供的該類物品的靜態信息。DS則是通過物品標識碼EPC查詢該物品在其供應鏈中經過的各個環節 上的信息，包括動、靜態信息。物聯網所有功能的實現都依賴於這兩個核心發現服務，它們是聯繫服務消費者（用戶）和服務提供者（EPCIS）之間的紐帶[30]，也是物聯網資源發