تخلیه‌ بار محاسباتی مقیاس‌پذیر و بی‌نام در فناوری زنجیره بلوکی

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی کامپیوتر، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران ، ایران

2 دانشکده مهندسی کامپیوتر، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران ، ایران

3 عضو هیات علمی گروه نرم‌افزار و شبکه،‌دانشکده مهندسی کامپیوتر،‌دانشگاه علم و صنعت ایران،‌تهران،‌ایران

چکیده

امروزه با پیاده‌سازی نسل جدید شبکه‌های ارتباطی شاهد تحولی عظیم در توسعه اینترنت اشیاء و ظهور برنامه‌های جدید در این بستر می‌باشیم. محدودیت در توان محاسباتی و انرژی دستگاه‌های متصل به این بستر موجب عدم پشتیبانی این دستگاه‌ها از اجرای برنامه‌ها با بار محاسباتی بالا می‌شود. تخلیه‌ بار محاسباتی در لبه شبکه به عنوان یک رویکرد برای مقابله با این محدودیت‌ها است. بهره‌مندی از دستگاه‌های لبه شبکه نیازمند حفظ حریم خصوصی بار تخلیه‌شده می‌باشد تا اطلاعات محرمانه کاربران اینترنت اشیاء در طی فرآیند تخلیه‌بار با خدشه‌ای مواجه نگردد. به این منظور از زنجیره بلوکی استفاده می‌شود. فناوری زنجیره بلوکی ویژگی‌های منحصر به فردی از جمله شفافیت، تغییرناپذیری و تمرکززدایی، خودکارسازی کاربردها را دارا است که سبب می‌گردد گزینه مناسبی برای تامین امنیت انتقال و ذخیره‌سازی داده‌های تولیدشده در بستر اینترنت اشیاء باشد. استفاده از زنجیره بلوکی در حوزه تخلیه بار محاسباتی به علت طراحی پرهزینه‌ی روش‌های اجماع با محدودیت‌هایی همچون مدیریت تعداد زیاد درخواست‌ها روبه‌رو است. به‌علاوه، گروه‌های با نفوذ می‌توانند با تحلیل تراکنش‌ها و ترافیک، هویت صاحبان بارهای محاسباتی تخلیه‌شده و محتوا‌ی حساس آن‌ها را به دست آورند و حریم خصوصی را با خدشه مواجه کنند. به منظور رفع این چالش‌ها، این مقاله با ارائه یک روش تخلیه‌بار محاسباتی مقیاس‌پذیر و بی‌نام در فناوری زنجیره بلوکی، با تغییرات در معماری زنجیره بلوک با استفاده از گراف جهت‌دار بدون دور، زنجیره مرکل و بهینه‌سازی روش اجماع برای رفع چالش‌های مقیاس‌پذیری گام برداشته و با استفاده از اثبات دانش صفر حفظ حریم خصوصی و بی‌نام‌ مانی را بهبود می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Scalable and Anonymous Computation Offloading Solution in Blockchain

نویسندگان [English]

  • Shokufeh Norouzi 1
  • uoosef Ghobadi 2
  • Zeinab Movahedi 3
1 PhD Student, School of Computer Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
2 School of Computer Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
3 Faculty of Computer Engineering, Iran University of Science and Technology (IUST), Tehran, Iran
چکیده [English]

Today, with the implementation of the new generation of communication networks, we are witnessing a huge evolution in the development of the Internet of Things (IoT). The limitation in the computing power of the devices connected to this platform creates a challenge and lack of support for these devices to run programs with high computation load. Computation offloading in the edge network has been introduced as a suitable approach to deal with these limitations. Using these devices requires maintaining the privacy and security of the offloaded workload so that the sensitive and confidential information of IoT users is not compromised during the computation offloading process. For this purpose, blockchain is used. Blockchain technology has unique features such as transparency, immutability decentralization, and automated applications, which makes it a suitable option for data generated in the IoT platform. The use of blockchain in computation offloading faces limitations such as managing many requests due to the design of consensus methods. In addition, by analyzing the transactions and traffic, the influential groups can obtain the identity of the owners of the offloaded workloads and their sensitive content and violate privacy. To solve these challenges, this article takes a step forward by presenting a scalable and anonymous computation offloading method in blockchain. The proposed approach changes the blockchain architecture using the Merkel chain as a Directed Acyclic Graph and optimizes the consensus method to solve the challenges of scalability. As well, the proposed approach uses zero-knowledge proof to improve privacy and anonymity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Computation Offloading
  • Blockchain
  • anonymity
  • Scalability