ارائه يك الگوريتم اجماع مقياس‌پذير و امن براي كاربردهاي زنجيره بلوكي در اينترنت اشياء

ارشد

در اينترنت اشياء هر دستگاه به عنوان يك گره نياز دارد تا به اطلاعات ارسالي و دريافتي و تراكنش‌هاي خودش يا بقيه گره‌ها دسترسي داشته باشد. محدوديت منابع محاسباتي و ذخيره‌سازي اطلاعات در هر دستگاه، باعث مي‌شود گره‌ها از سيستم سوم شخص براي ذخيره‌سازي اطلاعات و تراكنش‌ها كمك بگيرند و همين امر باعث كاهش امنيت مي‌شود، چون نمي‌توانيم به طور كامل به اين سيستم سوم‌شخص اعتماد كنيم و باعث بوجود آمدن نقطه اختلال يكتا نيز مي‌گردد. زنجيره بلوكي مي‌تواند با ذخيره‌سازي اطلاعات به صورت توزيع شده به حل اين مشكل كمك كند. البته با توجه به ويژگي‌هاي روش‌هاي معمول اجماع در زنجيره بلوكي، ثبت هر تراكنش يا اطلاعات در زنجيره بلوكي با روشي مانند ‌‌PoW نزديك به 10 دقيقه زمان نياز دارد و همچنين ميزان تحمل پذيري در برابر حملات در اين روش حداكثر 25 درصد است كه باعث مي‌شود نتوانيم از روش‌هاي معمول اجماع زنجيره بلوكي كه در رمزارزها مورد استفاده قرار مي‌گيرد در اينترنت اشياء استفاده كنيم، چون اينترنت اشياء نياز به سرعت و امنيت بيشتري دارد. در اين پايان­نامه ويژگي‌هاي اساسي اينترنت اشياء، از جمله كمبود منابع محاسباتي، ناهمگون بودن گره‌ها و كمبود پهناي باند را مورد توجه قرار داده و با بررسي نيازمندي‌هاي اساسي آن، از جمله ثبت در لحظه تراكنش‌ها، پذيرش گره‌ها و تراكنش‌ها در مقياس بالا و حفظ امنيت داده‌ها، روشي را براي اجماع زنجيره بلوكي پيشنهاد كرده­ايم. اين روش مي­تواند سطح بالاتري از امنيت و مقياس‌پذيري را نسبت به روش‌هاي معمول اجماع زنجيره بلوكي در اختيار اينترنت اشياء قرار دهد. روش پيشنهادي با ايجاد گره مياني، خوشه‌بندي گره‌ها و انتخاب گره نماينده براي ساخت بلوك باعث افزايش مقياس‌پذيري و مقاومت بيشتر در برابر حملات امنيتي مي‌گردد. روش پيشنهادي با استفاده از ابزار NS-3 و ايجاد شبكه نظير به نظير شبيه‌سازي شده و با انجام آزمايشات متعدد با تعداد گره‌هاي متفاوت مقياس‌پذيري ساخت بلوك و افزايش تعداد گره مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج آزمايشات نشان‌دهنده اين موضوع هستند كه سرعت ساخت بلوك در روش پيشنهادي بهتر از روش‌هاي مرسوم است و مقياس‌پذيري آن نيز در مقابل گسترش تعداد گره زنجيره بلوكي افزايش قابل ملاحظه‌اي داشته است. با تعريف مدل شبكه و همچنين تعريف مدل حملات مختلف، رفتار روش پيشنهادي به صورت تحليلي رياضي مورد ارزيابي قرار گرفته و نشان‌دهنده اين است روش پيشنهادي مقاومت بيشتري در برابر حملاتي مانند حمله كاوشگر خودخواه، حمله DDOS و ساير حملات دارد.

211534

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي كامپيوتر

دكتر محمد عبداللهي ازگمي