IBM представляет гибридную блокчейн-архитектуру для безопасного управления IoT-сетями

• IBM разрабатывает архитектуру peer-to-peer децентрализованного фреймворка для автономного управления гибридными IoT-сетями.
• Для кластеризации IoT-устройств в отдельные блокчейны они использовали протокол консенсуса Bitcoin Proof-of-Work вместе с новой кодовой базой.

Интернет вещей (IoT) гетерогенно применяется к разным областям, чтобы сделать их умнее, эффективнее, прибыльнее и более связанными. Это требует эффективного соединения, операции и управления огромным количеством слабо связанных умных устройств, которые могут обнаруживать и доверять друг другу.

В настоящее время все умные устройства и оборудование подключены через централизованные инфраструктуры. Три главных отрицательных момента этого типа архитектуры: высокие затраты на обслуживание, единая точка отказа в вопросах безопасности и низкая интероперабельность из-за ограниченной агрегации данных с другими централизованными сетями.

Децентрализация IoT, с другой стороны, имела бы несколько преимуществ. Например, она улучшила бы безопасность данных, конфиденциальность, уменьшила бы объем данных, отправляемых в облако для обработки, и привела бы к автономным, коллаборативным операциям.

Недавно исследователи в IBM представили архитектуру peer-to-peer децентрализованного фреймворка для автономного управления гетерогенными сетями IoT. Она разработана путем комбинирования аналитики, новых программ, написанных командой, и модулей с открытым исходным кодом на основе известного блокчейн-сообщества.

Создание перспективной децентрализованной платформы для IoT

Для построения этого фреймворка они использовали протокол консенсуса Bitcoin Proof-of-Work и написали программы для эффективной кластеризации IoT-оборудования в отдельные блокчейны или суб-блокчейны.

Однако это не так просто, как звучит. Есть миллиарды устройств и ограничения ресурсов, которые делают внедрение блокчейна в IoT极其 трудным. Эффективная блокчейн-архитектура должна масштабироваться до огромного числа IoT-устройств и обрабатывать транзакции с высокой пропускной способностью.

Для достижения масштабируемости платформа, разработанная в этой работе, использует как протоколы блокчейна Byzantine Fault Tolerant, так и Proof-of-Work. Сначала протоколы блокчейна устанавливают распределенный консенсус среди нескольких IoT-устройств, а затем гибридный IoT использует Byzantine Fault Tolerant для достижения интероперабельности среди суб-блокчейнов.

Для тестирования производительности фреймворка исследователи разработали серию метрик интеграции блокчейна IoT. Они использовали компьютерные симуляции для анализа нескольких блокчейн-переменных, таких как интервалы генерации блоков, размеры блоков, количество пиров и расположение устройств.

Источник: arXiv:1804.03903 | IBM

Они использовали суперкомпьютер IBM POWER8 для симуляции данных сотен тысяч устройств, что помогло им точно визуализировать проблемы кластеризации и выбора суб-блокчейнов в терминах безопасности, масштабируемости и других метрик интеграции. Используя эти симуляции, они определили аналитику и руководящие принципы, которые оптимально кластеризуют гетерогенные IoT-устройства в суб-блокчейны в соответствии с предпочтениями пользователей.

Гибридная блокчейн-архитектура для IoT | По предоставлению исследователей

Исследователи провели тысячи экспериментов для тестирования масштабируемости и безопасности системы. Например, они валидировали ее против различных видов угроз, таких как DDoS-атаки. Кроме того, они продемонстрировали, что уязвимости безопасности предотвращаются руководящими принципами, определенными ими.

В целом, исследователи сделали три основных вклада в этой работе:

1. Набор метрик интеграции Proof-of-Work блокчейна-IoT для тестирования производительности.
2. Инсайты о производительности Proof-of-Work блокчейна в IoT.
3. Гибридная блокчейн-архитектура для IoT.

Читайте также: Intel представляет новый уровень безопасности для ИИ и блокчейн-протоколов

Что дальше?

На следующем шаге они протестируют архитектуру через больше физических и симулированных IoT-сетей. Также они планируют доказать безопасность улучшенного дизайна Hybrid-IoT и внедрить полный фреймворк с алгоритмом, устойчивым к сбоям, для легковесных пиров.