Deutsch
Francais
Nederlands
Svenska
Norsk
Dansk
Suomi
Espanol
Italiano
Portugues
Magyar
Polski
Cestina
Русский
Blockchain-teknologi erbjuder en innovativ lösning för att säkerställa dataintegritet och skydda känslig information från obehörig åtkomst. I en blockchain måste varje transaktion få konsensus från majoriteten av nätverksnoderna innan den kan registreras i huvudboken. Denna process minskar risken för manipulation, eftersom data som överförs är krypterad, vilket gör det svårt för angripare att förändra informationen under överföringen. Genom att använda en distribuerad huvudbok istället för ett centraliserat system minskar blockchain-teknologin risken för attacker, eftersom det inte finns en enskild lagringspunkt som kan utnyttjas av angripare.
En framstående tillämpning av blockchain-teknologi är den förtroendebaserade systemet utvecklat av Malik et al. [20], som fokuserar på fordonens nätverk (VANETs). Genom att kombinera algoritmer för optimering och datarensning med blockchain, skapades ett system som stärker både kommunikationen och säkerheten i nätverket. Detta system överträffade traditionella metoder genom att minska nyckel-sensitiviteten med hela 17%, vilket visar på en betydande förbättring i dataskydd. Det avancerade skyddet som blockchain erbjuder blir därmed en kraftfull lösning för att upprätthålla dataintegritet och förhindra obehörig åtkomst.
Ett annat exempel på blockchain-användning för att förbättra dataskydd och förtroende är det system som designades av Guo et al. [21], där blockchain används för att hantera nätverksresursdelning i Internet of Things (IoT)-miljöer. Genom att kombinera blockchain med programvarudefinierade nätverk (SDN) och nätverksfunktionvirtualisering (NFV) skapades en robust säkerhetsstruktur som säkerställer att data är integrerade och skyddade från manipulerande attacker. Dessutom implementerades ett konsortiumblockchain för att garantera förtroende bland olika nätverksenheter, vilket bidrog till ett mer effektivt och flexibelt system. Genom att optimera resursallokering med hjälp av maskininlärningstekniker, förfinades resursförvaltningen ytterligare, vilket förbättrade både hastighet och flexibilitet i nätverket.
Blockchain möjliggör också en högre nivå av sekretess genom avancerad kryptering. En av de mest intressanta teknikerna inom detta område är zero-knowledge proofs (ZKPs), som gör det möjligt att verifiera transaktioners giltighet utan att avslöja detaljer om själva transaktionen. Detta är en kraftfull metod för att säkerställa användarens sekretess, där användaridentiteter skyddas utan att förlora möjligheten till transaktionsspårbarhet eller icke-förnekbarhet. Det innebär att blockchain kan användas för att bevara privatliv samtidigt som den erbjuder säkerhet och dataintegritet, något som traditionella sekretessmetoder ofta misslyckas med att uppnå.
Feng et al. [23] introducerade en blockchain-baserad ramverk för mobil kantberäkning (MEC), som gör det möjligt att optimera både nätverksprestanda och säkerhet. Deras system kombinerade användarförbindelser och datarateallokering för att minska kommunikationslatens, vilket resulterade i betydande förbättringar i både energieffektivitet och svarstid. Detta system är särskilt effektivt när det gäller att hantera stora datamängder samtidigt som det säkerställer att all information förblir intakt och skyddad. Deras resultat, där energiförbrukningen minskade med upp till 30% och svarstiden förbättrades med 25%, bevisar blockchain-teknologins potential att skapa både säkerhet och effektivitet på en global skala.
Samtidigt utvecklar Liu et al. [24] ett övervakningssystem för miljödata som bygger på en betrodd exekveringsmiljö (TEE) för att utöka blockchain-trust från kedjan till externa system. Deras lösning, som använder Arm Cortex-M33 mikrokontroller, skapar ett kontinuerligt övervakningssystem som genererar manipuleringstät data i realtid. Detta system är särskilt användbart i högsäkerhetsscenarier, till exempel vid spårning av vaccin, och ger ett extra lager av integritetsskydd för fysiska data som samlas in från den verkliga världen.
Blockchain kan även användas för att skydda personlig integritet genom integrering av krypteringstekniker såsom elliptisk kurvkryptografi (ECC) och avancerade algoritmer för datamaskering. I detta sammanhang utvecklade Guo et al. [25] ett decentraliserat, blockchain-baserat betalsystem kallat Vehicloak, vilket är det första systemet som bevarar platssekretess vid fordonsbetalningar. Genom att kombinera zero-knowledge proof med gruppsignaturer skapades ett system som effektivt skyddar användarens integritet samtidigt som betalningar kan verifieras och genomföras korrekt.
I en värld där dataintegritet och sekretess blir allt viktigare, erbjuder blockchain-teknologin en stark lösning för att skydda känslig information och säkerställa pålitliga och säkra transaktioner. Från fordonens nätverk och IoT-miljöer till mobil kantberäkning och miljöövervakning, visar dessa tillämpningar på blockchain-teknologins förmåga att skapa en mer säker och effektiv digital infrastruktur.
Hur BLOWN-protokollet hanterar störningar och säkerställer robust kommunikation i trådlösa blockkedjanätverk
I BLOWN-protokollet, som bygger på en dubbel-fas struktur, säkerställs effektiv blockproduktion och säker kommunikation mellan noder i ett trådlöst nätverk trots de potentiella störningar som kan uppstå från både miljön och illvilliga aktörer. Genom att utnyttja noggrant definierade perioder, kända som epoker, och specifika metoder för att hantera störningar, skapas en stabil och pålitlig metod för att upprätthålla blockkedjan.
Protokollet är uppdelat i två faser: P1 och P2. I P1 väljs en ledare, och i P2 samlas och slutförs transaktionerna för att skapa nya block. Varje nod inom nätverket skickar sina meddelanden och transaktioner via trådlösa kanaler, och för att hantera problem med störningar från både bakgrundsbrus och avsiktliga störningsförsök, använder protokollet en adaptiv överföringsstrategi. Denna strategi justerar varje nodes sändningssannolikhet baserat på nätverksbelastningen, vilket gör att kommunikationen blir mer motståndskraftig mot både oavsiktlig och avsiktlig interferens.
Ett grundläggande problem i trådlösa nätverk är den potentiella interferensen från andra noder. För att hantera detta och säkerställa att noder kan kommunicera effektivt trots störningar, införs ett tröskelvärde för mottaget signalstyrka, RSS, som beräknas som summan av signal, interferens och brus (S + I + N). Detta gör att varje nod kan avgöra om signalen är tillräcklig för att framgångsrikt ta emot ett meddelande eller om kanalen är upptagen eller tom, vilket bidrar till att minska risken för förlorade meddelanden i nätverket.
En annan viktig aspekt av BLOWN-protokollet är hanteringen av illvilliga aktörer. För att skydda nätverket mot störningar från en majoritet av aktörer som kan sabotera kommunikationen, antas det att en antagonist kan inneha mindre än 50% av nätverkets totala kapital. Detta gör det möjligt att skapa en säkerhetsmekanism som begränsar antagonisten till att påverka högst en viss andel av kommunikationen under en given tidsperiod. Detta hindrar en illvillig aktör från att fullständigt blockera kommunikationen, vilket annars skulle kunna orsaka allvarliga problem i nätverket.
En nyckelkomponent i protokollet är Sortition-algoritmen, som används för att välja ledare i varje epok. Genom att använda en slumpmässig funktion (VRF) för att tilldela varje nod en vikt (lv), kan protokollet motverka problemen med identitetsförfalskning och säkerställa att ledarvalet blir rättvist och transparent. Denna metod säkerställer att ingen nod kan dominera nätverket eller skapa en obalanserad fördelning av makt, vilket är en kritisk aspekt för att upprätthålla decentraliseringen i blockkedjan.
Dessutom införs en Proof-of-Channel (PoC) konsensusmetod för att ge noderna möjlighet att ansöka om rätten att använda kanalen och därigenom skapa block utan att belasta nätverket med extra fysiska resurser eller kommunikationsöverhead. Denna metod ger varje nod en chans att delta i blockproduktionen på ett effektivt sätt och minimerar risken för att hela nätverket drabbas av fördröjningar eller missade möjligheter på grund av konkurrens om nätverksresurser.
Protokollet är också utformat för att hantera olika typer av störningar och attacker, både från miljön och från externa aktörer som kan försöka manipulera eller blockera nätverket. En sådan metod är att definiera ett tidsfönster (T) för adversarier, vilket begränsar deras möjlighet att orsaka skada under en given period och säkerställer att de är oförmögna att störa hela nätverkets funktionalitet. Denna mekanism gör det möjligt för ärliga noder att fortsätta arbeta utan att alltför mycket påverkas av externa hot.
För att avsluta en epok och skapa ett nytt block, genomgår nätverket en valideringsprocess där varje nod verifierar blocket innan det accepteras i den gemensamma blockkedjan. Det säkerställer att endast giltiga block accepteras och bibehåller nätverkets integritet över tid. Under hela denna process är noderna engagerade i att samverka genom att skicka transaktioner, skapa block och säkerställa att kommunikationen förblir stabil trots alla störningar som kan uppstå.
I ett bredare sammanhang är det viktigt att förstå att trådlösa nätverk är mer benägna för interferens och fördröjningar än kabelförbundna system. Därför blir protokoll som BLOWN extra viktiga för att säkerställa att decentraliserade applikationer, som blockkedjor, kan fungera även i osäkra och störda miljöer. BLOWN tillhandahåller en robust lösning för att hantera dessa problem, samtidigt som det behåller alla de fördelar som decentraliserade system erbjuder, såsom säkerhet, transparens och effektivitet.