随着全球迈向6G网络,智慧城市和虚拟现实等新兴应用对移动网络提出了前所未有的严格要求,包括数据的高度机密性、完整性、不可否认性、认证以及严格的访问控制。区块链技术凭借其固有的特性,被视为能够满足6G标准的颠覆性解决方案。然而,当前对区块链在6G领域中的应用尚缺乏系统性的研究,特别是在“是否”、“何时”以及“如何”部署区块链技术的问题上仍存在较大空白。本研究通过将区块链与6G网络进行创新融合,探索了在分布式哈希表(DHTs)中存储数据,并利用分布式账本技术(DLT)确保数据哈希安全的可行性。本文深入分析了七个特定的6G应用场景,通过区块链集成显著提升了其性能,并对这种融合的合理性、特性以及最佳部署时机进行了系统探讨。此外,本文提出了一套综合评估方法,如图1所示,用于测量区块链在6G环境中的性能指标和可扩展性,为区块链在6G中的应用提供了理论和实践支持。
现有研究多集中于区块链在5G网络中的应用,而对区块链在6G网络中的具体集成方式、适用场景以及可能面临的挑战缺乏深入探讨。为此,本文首先从未来6G应用层中提炼出七个细化场景(公钥管理(图2)、身份管理、认证授权和访问控制(图3)、内容信息管理、数据管理和交换、资源共享、交易和清算),详细分析了在这些场景中区块链技术的必要性以及其具体的集成方式。通过对这些场景的分析,本文探讨了区块链在6G网络中的应用潜力,并为未来6G系统的设计提供了基础框架。这七个基础场景不仅涵盖了6G网络中的核心应用,还为其他潜在的应用场景的扩展和组合提供了指导。
图3 认证授权和访问控制架构
图5 不同读速率下的CPU利用率、平均时延和TPS
图6 AAA场景下的CPU利用率、存储开销和平均时延
实验结果表明,经过适当的配置和调整,Quorum区块链能够支持大多数6G场景的高性能需求。系统的TPS和资源使用情况表明,区块链技术可以有效整合到6G网络中,提供稳健且可扩展的解决方案。此外,这些结果也为未来的6G区块链架构设计提供了有价值的参考。
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