Disponibilidade de dados para sistemas de informação em cidades inteligentes durante desconexões de rede: uma abordagem utilizando blockchain, oráculo e computação em névoa

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Festa, Leidmar Magnus
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30234
Resumo: Este trabalho apresenta uma arquitetura que permite o funcionamento de um Sistema de Informação (SI) mesmo em momentos de desconexão da rede, utilizando como caso de uso Unidades Municipais de Saúde (UMS). A arquitetura utiliza uma blockchain como base de dados distribuída e um de seus nós está fisicamente localizado dentro de uma UMS, conectado à sua rede local. Este nó é utilizado em momentos de desconexão entre a rede local e a Internet para manter as respostas para as requisições de consultas feitas por usuários autenticados na rede local, funcionando como uma camada de névoa. Também é possível gerar novos dados e, com o auxílio de um oráculo confiável, gravar estes em um banco de dados local. Em momentos de desconexão a arquitetura explora o comportamento de um nó da blockchain isolado, bem como as funcionalidades de um oráculo para gravar os novos dados gerados. Desta forma é possível garantir que os dados consultados são os mesmos que estão na blockchain previamente à desconexão. Também é possível agregar informações suficientes sobre os novos dados gerados para garantir sua integridade. Além disso, estas informações asseguram a rastreabilidade e a auditoria destes dados. Um protótipo da arquitetura foi implementado e usado para realização de testes de execução. Os resultados destes testes mostram que a arquitetura proposta pode manter o funcionamento adequado de um sistema de informação em momentos de desconexão da rede. Desta forma a arquitetura incrementa a resiliência do sistema, sendo sua aplicação adequada para o cenário de uma cidade inteligente, onde se busca maior disponibilidade de dados.
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Este nó é utilizado em momentos de desconexão entre a rede local e a Internet para manter as respostas para as requisições de consultas feitas por usuários autenticados na rede local, funcionando como uma camada de névoa. Também é possível gerar novos dados e, com o auxílio de um oráculo confiável, gravar estes em um banco de dados local. Em momentos de desconexão a arquitetura explora o comportamento de um nó da blockchain isolado, bem como as funcionalidades de um oráculo para gravar os novos dados gerados. Desta forma é possível garantir que os dados consultados são os mesmos que estão na blockchain previamente à desconexão. Também é possível agregar informações suficientes sobre os novos dados gerados para garantir sua integridade. Além disso, estas informações asseguram a rastreabilidade e a auditoria destes dados. Um protótipo da arquitetura foi implementado e usado para realização de testes de execução. Os resultados destes testes mostram que a arquitetura proposta pode manter o funcionamento adequado de um sistema de informação em momentos de desconexão da rede. Desta forma a arquitetura incrementa a resiliência do sistema, sendo sua aplicação adequada para o cenário de uma cidade inteligente, onde se busca maior disponibilidade de dados.This work presents an architecture that allows Information Systems functioning even in moments of network disconnection, using the Healthcare Units (HCU) as use case. The architecture uses a blockchain as a distributed database and one of its nodes is physically located inside an HCU, connected to its Local Area Network (LAN). This node is used in disconnection moments between the LAN and the Internet to keep answering the query requests made by authenticated users on the LAN, working as a fog layer. It is also possible to generate new data and, with the help of a reliable oracle, write it to a local database. In disconnection moments the architecture explores the blockchain-isolated node behavior, as well as the functionality of an oracle to record the new generated data. In this way it is possible ensure that the data consulted is the same as that on the blockchain prior to disconnection. It is also possible to aggregate enough information about the new generated data to ensure its integrity. In addition, this information ensures the traceability and auditing of this data. An architecture prototype was implemented and used for execution tests. The test results show that the proposed architecture can maintain the information system working properly during some network outage. In this way, the architecture increases the resilience of the system, being its application suitable for a smart city scenario, where data availability is desired.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaPrograma de Pós-Graduação em Computação AplicadaUTFPRBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAOCiência da ComputaçãoBlockchains (Base de dados)Computação em nuvemInternet das coisasCidades inteligentesBlockchains (Databases)Cloud computingInternet of thingsSmart citiesDisponibilidade de dados para sistemas de informação em cidades inteligentes durante desconexões de rede: uma abordagem utilizando blockchain, oráculo e computação em névoaData availability for information systems in smart cities during network outage: an approach using blockchain, Oracle and fog computinginfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCuritibaPigatto, Daniel Fernandohttps://orcid.org/0000-0001-8528-7407http://lattes.cnpq.br/4624030380501998Gomes Junior, Luiz Celsohttps://orcid.org/0000-0002-1534-9032http://lattes.cnpq.br/0370301102971417Vendramin, Ana Cristina Barreiras Kochemhttps://orcid.org/0000-0002-1234-0884http://lattes.cnpq.br/3005557336605080Pigatto, Daniel Fernandohttps://orcid.org/0000-0001-8528-7407http://lattes.cnpq.br/4624030380501998Bona, Luis Carlos Erpen dehttps://orcid.org/0000-0001-6339-499Xhttp://lattes.cnpq.br/9945289519054859Gomes Junior, Luiz Celsohttps://orcid.org/0000-0002-1534-9032http://lattes.cnpq.br/0370301102971417https://orcid.org/0000-0001-5390-5143http://lattes.cnpq.br/9326853389718466Festa, Leidmar Magnusreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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