Multi-level consensus algorithm for appendable-block blokchains in iot environments

• Autor(a) principal: Lunardi, Roben Castagna
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
• Texto Completo: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/9641
• topic: Blockchain; Distributed Ledgers; Consensus Algorithms; IoT; Internet of Things; Algoritmos de Consenso; Internet das Coisas; CIENCIA DA COMPUTACAO::TEORIA DA COMPUTACAO

Atualmente, diferentes dispositivos coletam dados e prestam serviços na Internet. Alguns desses dispositivos - ou apenas coisas - colaboram para trocar informações e usá-las para tomar decisões mais inteligentes em um ambiente chamado Internet das Coisas (IoT - Internet of Things). A possibilidade de conectar objetos físicos do dia a dia está criando novos modelos de negócios, melhorando processos e reduzindo custos. No entanto, os problemas de segurança em IoT podem ter um alto impacto nos ativos físicos e corporativos. Recentemente, a tecnologia blockchain surgiu como uma possível solução para superar problemas de segurança em IoT. Apesar disso, as blockchains tradicionais (como o Bitcoin e Ethereum) não são adequadas para a natureza de recursos restritos dos dispositivos de IoT ou para o grande volume de informações produzidos em ambientes de IoT típicos. A adoção de uma estrutura de blockchain leve chamada appendable-block blockchain foi proposta para ser usada em ambientes IoT. Esta blockchain adota uma estrutura de dados diferente, baseada em blocos com dados desacoplados e anexáveis. Embora esta blockchain tenha apresentado bons resultados de desempenho (alguns milissegundos para acrescentar um novo bloco), a falta de um algoritmo de consenso o torna vulnerável a muitos problemas de segurança. Outro problema nas implementações atuais de blockchain é a falta de discussão sobre o comportamento dos usuários em diferentes contextos e como elas poderiam ser adaptadas para diferentes algoritmos de consenso. Para superar esse problema, esta tese apresenta um conjunto de etapas para criar um mecanismo de consenso multinível para diferentes contextos. A ideia principal é desenvolver uma solução que permita o uso de algoritmos de consenso no nível dos blocos e no nível das transações. Além disso, esta solução pode ajudar a paralelizar a inserção de informações que separando os nós em contextos. Essa abordagem pode ajudar a fornecer uma solução que pode usar diferentes configurações ou consensos simultaneamente, de acordo com os requisitos de cada contexto no ambiente de IoT. Finalmente, os resultados obtidos nos experimentos mostram que um consenso multinível pode produzir um alto rendimento e baixa latência para inserir novas transações em appendable-block blockchains.