工厂安全管理论文提纲

论文题目：基于区块链智能合约的智能工厂安全管理系统设计与实现

摘要：智能工厂是制造业的重要发展方向,随着智能工厂系统的不断发展与扩大,系统中设备众多且拓扑结构相对分散,传统中心化控制系统中的安全问题将会日益凸显,对于中心服务器的性能要求也会显著提高,系统成本将大大提高。有着去中心化、匿名性以及无需信任基础特点的区块链技术为解决传统控制系统的安全问题提供了新的思路,智能合约与区块链技术在制造业中的应用,让智能工厂中的安全管理系统能够利用区块链技术及智能合约进行搭建。本文首先对智能工厂安全管理系统进行了需求分析,包括系统的结构、功能以及协作需求,并针对分析结果对相关技术知识进行了介绍,例如区块链技术中的共识算法以及密码学知识等,智能合约开发相关知识等,最终确定了智能工厂安全管理系统的结构功能以及实现所涉及的技术知识。基于对智能工厂安全管理系统的需求分析对系统进行了相关设计,从系统的去中心化整体架构设计到系统开发流程设计,从智能合约的整体架构设计到智能合约的权限管理以及命令控制策略设计,再从系统数据安全策略设计到系统与用户交互所需的用户界面的设计。针对于传统的中心化系统中权限管理集中于中心服务器可能导致的安全问题,利用区块链的分布式存储方式结合智能合约管理策略保障系统权限信息安全;针对系统中数据命令交互的安全性保障问题,设计的智能合约命令控制策略以操作用户的身份和权限验证保障系统命令交互的安全性;针对系统中的不同类型数据的安全需求设计了两种数据安全策略,保障系统中的数据安全;为了满足系统中用户与系统中的智能合约以及底层区块链的交互需求,设计了用户界面,完成了整个智能工厂安全管理系统从底层结构到上层应用界面的设计。对智能工厂安全管理系统设计完成之后,在系统的实现过程中,首先搭建了私有区块链环境用于模拟系统去中心化结构,利用搭建的系统开发环境进行了系统的实现,并在实际生产环境下进行了系统的功能测试,保证系统中的权限管理、命令控制以及数据安全都已经达到设计目标,也最后对系统进行了安全性测试,以实验结果证明系统拥有较高的安全性。本系统利用区块链技术来保证数据信息的安全性、一致性以及不可篡改性,以智能合约作为系统功能的实现方法,以自主搭建的用户界面满足用户与系统的交互需求,最终实现了高安全性的去中心化智能工厂安全管理系统。

关键词：区块链;智能合约;智能工厂;以太坊

学科专业：控制科学与工程

摘要

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第一章 绪论

1.1 研究工作的背景及意义

1.2 国内外研究历史与现状

1.3 本文的主要贡献

1.4 章节安排

第二章 智能工厂安全管理需求分析及相关技术

2.1 系统结构需求分析

2.2 系统功能需求分析

2.3 系统协作需求分析

2.4 去中心化系统结构

2.5 系统安全保障相关技术

2.5.1 共识算法

2.5.2 哈希算法

2.5.3 加解密算法

2.5.4 数字签名

2.5.5 Merkle树结构

2.6 系统协作方法

2.6.1 智能合约及其开发环境

2.6.2 智能合约安全

2.6.3 以太坊平台

2.6.4 系统数据一致性保障技术

2.7 本章小结

第三章 基于智能合约的智能工厂安全管理系统设计

3.1 系统功能模块架构设计

3.1.1 系统开发流程设计

3.2 智能合约架构设计

3.3 智能合约权限管理策略设计

3.3.1 新增权限信息策略设计

3.3.2 修改权限信息策略设计

3.3.3 查询权限信息策略设计

3.4 智能合约命令控制策略设计

3.5 数据安全策略设计

3.5.1 链上数据安全策略设计

3.5.2 链下数据安全策略设计

3.6 用户界面设计

3.7 本章小结

第四章 智能工厂安全管理系统的实现及测试

4.1 应用系统环境搭建

4.1.1 区块链环境搭建

4.1.2 连接区块链环境

4.1.3 系统开发环境搭建

4.2 系统测试环境搭建及实现

4.3 系统功能测试

4.3.1 权限管理模块

4.3.2 命令控制模块

4.3.3 数据安全模块

4.4 系统安全性测试

4.5 本章小结

第五章 全文工作总结与展望

5.1 全文总结

5.2 未来与展望

致谢

参考文献