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第46卷第4期通信学报Vol.46No.4

JournalonCommunications

2025年4月April2025

支持拜占庭容错的分布式物联网访问控制机制

1,21,21,21,2

柴蓉，艾莉萍，杨泞渝，梁承超

（1.重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆400065；2.重庆市移动通信技术重点实验室，重庆400065）

摘要：随着物联网的广泛应用，物联网设备承载的数据量迅速增长，数据访问需求显著增加。然而，物联网

应用场景复杂多样、设备异构高混杂以及数据高度敏感等特性，给数据的高效管理与安全访问带来了严峻挑战。

针对存在拜占庭节点的物联网场景，研究物联网访问控制技术，提出了一种分层区块链网络架构，包括一个主

集群及多个子集群。综合考虑物联网设备的算力及通信速率，定义节点性能度量以确定主集群节点，并基于系

统吞吐量优化确定节点关联策略。基于所构建的分层区块链网络架构，设计数据访问控制智能合约，精确刻画

访问控制策略的定义、更新、部署和撤销函数。为实现数据访问控制的高效可靠共识，综合考虑系统共识性能

与复杂度，提出了一种改进的Paxos-Hotstuff分层共识算法，由主集群节点执行改进式Paxos算法，子集群节点

执行Hotstuff算法。仿真结果验证了所提算法的有效性。

关键词：物联网；访问控制；区块链；共识算法；拜占庭容错；智能合约

中图分类号：TP309

文献标志码：A

DOI：10.11959/j.issn.1000-436x.2025068

Byzantinefault-tolerantdistributedaccesscontrol

mechanismfortheInternetofthings

CHAIRong1,2,AILiping1,2,YANGNingyu1,2,LIANGChengchao1,2

1.SchoolofCommunicationsandInformationEngineering,ChongqingUniversityofPostsandTelecommunications,Chongqing400065,China

2.ChongqingKeyLaboratoryofMobileCommunicationTechnology,Chongqing400065,China

Abstract:WiththewidespreadadoptionoftheInternetofthings(IoT),thedatavolumehandledbyIoTdeviceshasbeen

growingrapidly,leadingtoasignificantincreaseindataaccessdemands.However,thewidegeographicdistributionof

IoTdevices,theirheterogeneousnetworks,andthehighlysensitivenatureofthedataposeseverech