未来社会的各种CPS(信息物理融合系统)设备将呈现相互影响,相互协作,自主协作完成工作的状态。在设备自主协作过程中,不可避免的将出现恶意设备对协作网络进行欺骗和破坏,获取非法利益;同时,设备之间需要形成足够的信任关系,来保障权利、义务交付时间不一致时的合作完成。现有研究对设备之间的信任关系构建研究不足。现有常见的认证中心管理模式存在计算量巨大、数据获取困难、抗攻击能力低下、单点崩溃或认证中心作恶将影响整个网络等问题,系统成本高昂且存在较高的风险。研究去中心化的协作共识机制;去中心化建立设备与设备之间的信任;以及研究在存在恶意设备的情况下,如何自治保障设备之间信息交互、协同工作的顺利完成,具有重要的研究意义。区块链技术作为目前较新的信息安全技术,是一种去中心化互信和价值传输的有效工具。并且在网络设备生成共识、自治管理、自主协作中,应用前景同样巨大。本文主要成果如下:1.基于区块链技术实现一种身份认证机制,构建了“认证链”来存储认证信息和信任信息,并利用区块链Baas平台的开源API实现了设备自主身份认证的过程,实验数据表明,在引入区块链后,认证的可信性明显提高。2.在基于区块链的身份认证基础上,利用区块链技术(基于MIT的Enigma区块链项目)和VSS电子投票方法,实现了一种基于区块链技术的电子投票方法,该方法具有去中心化、完备健壮、合法公平、可验证、无收据等特点,并能有效保护设备隐私。在此技术上,采用云存储投票数据和联盟区块链存储校验数据的方式,这同时保障了投票数据存储的不可修改性、存储成本、吞吐率。我们将该投票方法作为设备协作中的共识基础算法,该方法可有效保障在存在恶意节点的情况下,网络可以按照多数人的意愿正确的、可验证的形成共识,同时,设备在执行共识的过程中,任何第三方可以进行审计和验证。3.本文利用区块链代币(Token),设计了去中心化设备协作中的货币价值体系,对每个设备,通过其他用户基于该用户的历史行为数据的投票,设计了其信用积分体系,这两个体系分别对应社会协作中的货币机制和信用机制,构建了一套用于设备协作的去中心化框架。