IBM présente une architecture blockchain hybride pour gérer sécurisément les réseaux IoT

• IBM développe une architecture de cadre décentralisé pair-à-pair pour contrôler autonomement les réseaux IoT hybrides.
• Pour regrouper les appareils IoT en blockchains individuelles, ils ont utilisé le protocole de consensus Preuve de Travail (PoW) de Bitcoin avec une nouvelle base de code.

L'Internet des objets (IoT) est appliqué de manière hétérogène à différents domaines pour les rendre plus intelligents, efficaces, rentables et mieux connectés. Cela nécessite une connexion, une exploitation et une gestion efficaces de la grande quantité d'appareils intelligents faiblement couplés qui peuvent se détecter et se faire confiance mutuellement.

Actuellement, tous les appareils intelligents et le matériel sont connectés via des infrastructures centralisées. Les trois principaux points négatifs de ce type d'architecture sont : coûts de maintenance élevés, point unique de défaillance face aux problèmes de sécurité, et faible interopérabilité en raison de l'agrégation limitée des données avec d'autres réseaux centralisés.

La décentralisation de l'IoT, en revanche, présenterait plusieurs avantages. Par exemple, elle améliorerait la sécurité et la confidentialité des données, réduirait la quantité de données envoyées au cloud pour le traitement, et mènerait à des opérations autonomes et collaboratives.

Récemment, des chercheurs d'IBM ont présenté une architecture de cadre décentralisé pair-à-pair pour contrôler de manière autonome les réseaux hétérogènes d'IoT. Elle est développée en combinant analytique, programmes nouveaux écrits par l'équipe, et modules open source basés sur la communauté blockchain bien connue.

Construction d'une plateforme décentralisée prometteuse pour l'IoT

Pour construire ce cadre, ils ont utilisé le protocole de consensus Preuve de Travail de Bitcoin et écrit des programmes pour regrouper efficacement le matériel IoT en blockchains individuelles, ou sous-blockchains.

Cependant, ce n'est pas aussi simple qu'il n'y paraît. Il y a des milliards d'appareils et des contraintes de ressources qui rendent le déploiement de la blockchain dans l'IoT extrêmement difficile. Une architecture blockchain efficace doit pouvoir s'adapter à un grand nombre d'appareils IoT et traiter des transactions à haut débit.

Pour atteindre l'évolutivité, la plateforme développée dans ce travail utilise à la fois les protocoles blockchain Byzantine Fault Tolerant (BFT) et Preuve de Travail. D'abord, les protocoles blockchain établissent un consensus distribué parmi plusieurs matériels IoT, puis l'IoT hybride utilise un BFT pour accomplir l'interopérabilité entre les sous-blockchains.

Pour tester les performances du cadre, les chercheurs ont développé une série de métriques d'intégration blockchain-IoT. Ils ont utilisé des simulations informatiques pour analyser plusieurs variables blockchain telles que les intervalles de génération de blocs, les tailles de blocs, le nombre de pairs et les emplacements des appareils.

Référence : arXiv:1804.03903 | IBM

Ils ont utilisé le superordinateur IBM POWER8 pour simuler des données de centaines de milliers d'appareils, ce qui les a aidés à visualiser avec précision les problèmes de regroupement et de sélection des sous-blockchains en termes de sécurité, d'évolutivité et d'autres métriques d'intégration. En utilisant ces simulations, ils ont défini des analytiques et des lignes directrices qui regroupent de manière optimale les appareils IoT hétérogènes en sous-blockchains, selon les préférences des utilisateurs.

Architecture blockchain hybride pour l'IoT | Avec l'aimable autorisation des chercheurs

Les chercheurs ont mené des milliers d'expériences pour tester l'évolutivité et la sécurité du système. Par exemple, ils l'ont validé contre divers types de menaces comme les attaques DDoS. De plus, ils ont démontré que les vulnérabilités de sécurité sont prévenues par les lignes directrices qu'ils ont définies.

Dans l'ensemble, les chercheurs ont apporté trois contributions principales dans ce travail :

1. Un ensemble de métriques d'intégration blockchain-IoT Preuve de Travail pour tester les performances.
2. Des informations sur les performances de la blockchain Preuve de Travail dans l'IoT.
3. Une architecture blockchain hybride pour l'IoT.

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Quelle suite ?

À l'étape suivante, ils testeront l'architecture à travers plus de réseaux IoT physiques et simulés. Ils prévoient également de prouver la conception sécurisée de l'IoT hybride et d'implémenter le cadre complet avec un algorithme tolérant aux pannes de crash pour les pairs légers.