Emergency communication is critical but challenging after natural disasters when ground infrastructure is devastated. Unmanned aerial vehicles (UAVs) offer enormous potential for agile relief coordination in these scenarios. However, effectively leveraging UAV fleets poses additional challenges around security, privacy, and efficient collaboration across response agencies. This paper presents a robust blockchain-enabled framework to address these challenges by integrating a consortium blockchain model, smart contracts, and cryptographic techniques to securely coordinate UAV fleets for disaster response. Specifically, we make two key contributions: a consortium blockchain architecture for secure and private multi-agency coordination; and an optimized consensus protocol balancing efficiency and fault tolerance using a delegated proof of stake practical byzantine fault tolerance (DPoS-PBFT). Comprehensive simulations showcase the framework's ability to enhance transparency, automation, scalability, and cyber-attack resilience for UAV coordination in post-disaster networks.


翻译:应急通信在自然灾害导致地面基础设施瘫痪时至关重要但仍具挑战性。无人机在实现敏捷救援协调方面展现出巨大潜力。然而,高效利用无人机编队在安全、隐私以及跨响应机构的协同方面带来了额外挑战。本文提出一种鲁棒的基于区块链的框架,通过整合联盟链模型、智能合约和密码学技术来安全协调无人机编队进行灾害响应。具体而言,我们做出两项关键贡献:一种用于安全且私密的多机构协同的联盟链架构;以及一种使用委托权益证明-实用拜占庭容错(DPoS-PBFT)的优化共识协议,该协议平衡了效率与容错性。全面的仿真实验展示了该框架在灾后网络中增强无人机协同的透明度、自动化、可扩展性以及网络攻击弹性的能力。

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