IBM Apresenta Arquitetura Blockchain Híbrida para Gerenciar Redes IoT com Segurança

Visão Geral

• IBM desenvolve uma arquitetura de framework descentralizado peer-to-peer para controlar autonomamente redes IoT híbridas.
• Para agrupar dispositivos IoT em blockchains individuais, usaram o protocolo de consenso Proof-of-Work do Bitcoin junto com uma nova base de código.

Internet das Coisas (IoT) é heterogeneamente aplicada a diferentes campos para torná-los mais inteligentes, eficientes, lucrativos e mais conectados. Isso requer uma conexão, operação e gerenciamento eficazes da vasta quantidade de dispositivos inteligentes fracamente acoplados que podem detectar e confiar uns nos outros.

Atualmente, todos os dispositivos inteligentes e hardware estão conectados via infraestruturas centralizadas. Os três principais pontos negativos deste tipo de arquitetura são: altos custos de manutenção, ponto único de falha contra preocupações de segurança, e baixa interoperabilidade devido à agregação limitada de dados com outras redes centralizadas.

A descentralização da IoT, por outro lado, teria várias vantagens. Por exemplo, aumentaria a segurança e privacidade dos dados, diminuiria a quantidade de dados enviados à nuvem para processamento, e levaria a operações autônomas e colaborativas.

Recentemente, pesquisadores da IBM apresentaram uma arquitetura de framework descentralizado peer-to-peer para controlar autonomamente redes heterogêneas de IoT. É desenvolvida combinando análises, programas novos escritos pela equipe, e módulos open source baseados na conhecida comunidade blockchain.

Construindo Uma Plataforma Descentralizada Promissora Para IoT

Para construir este framework, usaram o protocolo de consenso Proof-of-Work do Bitcoin e escreveram programas para agrupar eficientemente o hardware IoT em blockchains individuais, ou sub-blockchains.

No entanto, isso não é tão fácil quanto parece. Existem bilhões de dispositivos e restrições de recursos que tornam a implantação de blockchain em IoT extremamente difícil. Uma arquitetura blockchain eficiente deve escalar para um vasto número de dispositivos IoT e processar transações de alta taxa de transferência.

Para alcançar escalabilidade, a plataforma desenvolvida neste trabalho utiliza tanto protocolos blockchain Byzantine Fault Tolerant quanto Proof-of-Work. Primeiro, protocolos blockchain estabelecem consenso distribuído entre vários hardwares IoT, e então, o IoT híbrido utiliza um Byzantine Fault Tolerant para realizar interoperabilidade entre sub-blockchains.

Para testar o desempenho do framework, pesquisadores desenvolveram uma série de métricas de integração blockchain IoT. Usaram simulações de computador para analisar várias variáveis blockchain, como intervalos de geração de blocos, tamanhos de blocos, número de peers e localizações dos dispositivos.

Referência: arXiv:1804.03903 | IBM

Usaram supercomputador IBM POWER8 para simular dados de centenas de milhares de dispositivos, o que os ajudou a visualizar com precisão os problemas de agrupamento e seleção de sub-blockchains em termos de segurança, escalabilidade e outras métricas de integração. Usando estas simulações, definiram análises e diretrizes que agrupam otimamente dispositivos IoT heterogêneos em sub-blockchains, conforme preferências dos usuários.

Pesquisadores conduziram milhares de experimentos para testar a escalabilidade e segurança do sistema. Por exemplo, validaram contra vários tipos de ameaças como ataques DDOS. Além disso, demonstraram que vulnerabilidades de segurança são prevenidas por diretrizes definidas por eles.

No geral, os pesquisadores fizeram três contribuições principais neste trabalho:

1. Um conjunto de métricas de integração blockchain-IoT Proof-of-Work para testar desempenho.
2. Insights sobre o desempenho de blockchain Proof-of-Work em IoT.
3. Uma arquitetura blockchain híbrida para IoT.

Leia: Intel Introduz Novo Nível de Segurança Para IA e Protocolos Blockchain

Próximos Passos

No próximo passo, testarão a arquitetura através de mais redes IoT físicas e simuladas. Também planejam provar o design de segurança aprimorada do Hybrid-IoT e implementar o framework completo com um algoritmo tolerante a falhas de crash para peers leves.