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2022-11-11
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基于区块链的分布式可信网络连接架构分析
摘要：随着时代不断发展，人们对通信质量要求越来越高，通信质量好、安全
性能高的通信网络连接结构相关研究倍受到业界广泛关注。本文提出区块链的分
布式可信网络连接架构设计，分析其性能，最终确认该架构具备可追溯、匿名、
去中心化、不可篡改等安全特性，特别在效率、对抗常见攻击方面表现优越。
关键词：区块链；分布式网络；可信网络连接
前言
受新型计算模式兴起影响，如云计算、大数据等技术，网络空间安全威胁日
渐复杂化，CPU 级和基础网络设备的安全漏洞属于其中代表。结合相关研究可以
发现，TCA 架构和 TNC 架构均存在信任模型局限、访问控制单点化、策略决策中
心化等不足，这类不足均可通过基于区块链的分布式可信网络连接架构化解，由
此可见本文研究具有现实意义。
1. 基于区块链的分布式可信网络连接架构设计
1.1 基础框架设计
在基于区块链的分布式可信网络连接的基础框架设计中，需结合终端可信和
网络可信两种信任关系，以此围绕可信网络环境、外部网络环境、分布式可信第
三方开展设计。可信网络环境指的是架构需要保护的网络环境，需对应信任关系，
终端只有具备信任根 TPM/TCM，方可加入可信网络环境，信任根同时负责计算节
点的强身份认证和计算终端安全可信支撑的提供。依托区块链系统，可信网络环
境属于一种逻辑环境，以此在网络中维护区块链系统并保证其面向可信网络连接，
即可提供远程证明、日志审计、访问控制等服务功能。可信计算节点和非可信节
点属于可信网络环境中存在的两种节点，二者分别属于实际安全的节点和安全隐
患可能存在的节点，可信计算节点必然拥有合法的 TPM，但非可信节点并不一定
属于恶意节点；外部网络环境可细分为恶意用户和诚实用户，这一划分从用户角
度进行，也可以基于终端可信角度分为未知终端、恶意终端、可信终端，外部网
络存在恶意节点，其与可信网络环境之间存在访问控制、可信连接、远程证明，
外部网络环境和可信第三方与可信网络环境存在相同的关系，均为获取证书服务、
零知识证明服务、可信验证；分布式的可信第三方面临着较大的攻击威胁，更加
安全高效的公钥基础设施属于近年来可信第三方构建的主要措施，除这种措施外，
可信网络连接架构需要两种第三方服务，包括零知识证明和可信验证[1]。
1.2 总体架构设计
图 1 为基于区块链的分布式可信网络连接总体架构，包括实体 4 个、区块链
系统 3 个、层次 5 个、接口组件若干，由此即可较好满足各类应用场景需要。
图 1 基于区块链的分布式可信网络连接总体架构
分析图 1 可以发现，该总体架构设计将区块链系统增加于传统可信网络连接
层次上，而基于由中心转移到各实体的策略执行，新型的可信网络连接架构得以
由此形成。架构的 4 个实体分别包括策略执行点、策略决策点、访问接收者、访
问请求者，位于外部网络的访问请求者负责发出访问请求、申请建立网络连接、
收集平台完整性可信信息；位于可信网络环境的访问接收者负责处理访问请求，
同时能够向区块链系统转发平台完整性信息进行可信验证；作为由全网共同组成
的逻辑实体，策略决策点的维系需得到共识协议和区块链数据库系统支持，基于
各计算节点的安全策略，策略决策点可基于完整性状态信息和身份进行决策判定，
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