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Please use this identifier to cite or link to this item:
https://tede.unioeste.br/handle/tede/6734
Tipo do documento: | Dissertação |
Title: | Avaliação de Desempenho e Custo Computacional na Utilização da Blockchain Ethereum em Dispositivos de Internet das Coisas |
Other Titles: | Evaluating Performance and Computational Costs when using Ethereum Blockchain in Internet of Things Devices |
Autor: | Silva, Maykon Valério da |
Primeiro orientador: | Rodrigues, Luiz Antônio |
Primeiro membro da banca: | Oyamada, Marcio Seiji |
Segundo membro da banca: | Camargo, Edson Tavares de |
Terceiro membro da banca: | Santos, Aldri Luiz dos |
Resumo: | Com a expansão da Internet das Coisas, bilhões de novos dispositivos estarão conectados em rede nos próximos anos, coletando e transmitindo dados que exigem mecanismos seguros de comunicação e armazenamento de dados. A Blockchain surge atualmente como um sistema capaz de suprir estes requisitos. Porém, em sua forma clássica, o faz com alto custo computacional e energético, algo proibitivo para os equipamentos embarcados constituintes de redes IoT, devido aos seus recursos limitados. Portanto, modificações no funcionamento da Blockchain são constantemente propostas para melhorá-la. De modo a investigar a aplicabilidade e os impactos de algumas mudanças propostas, utilizamos uma versão modificada do Blockbench para fazer benchmarks sistemáticos em redes Ethereum privadas, inserindo um dispositivo embarcado Raspberry Pi como nó participante da rede e tomando medidas de desempenho tanto da rede como dos dispositivos. Foram comparados cenários com e sem a presença do dispositivo embarcado, bem como o protocolo de consenso ethash (proof-of-work) e o clique (proof-of-authority). Os resultados mostram a impossibilidade do Raspberry Pi ser um minerador da rede no protocolo ethash, podendo participar apenas como nó leve (light), levando à uma análise das consequências da presença de nós leves na rede. Os resultados também mostram a rápida saturação da rede no proof-of-work e a esperada superioridade na latência, vazão e consumo de recursos computacionais quando um consenso proof-of-authority é utilizado |
Abstract: | As the Internet of Things expands, billions of new devices will be networked in the coming years, collecting and transmitting data that requires secure communication mechanisms and data storage. Blockchain is currently emerging as a system capable of meeting these requirements. However, in its classic form, it comes with high computational and energy costs, which is prohibitive for embedded devices that form IoT networks due to their limited resources. Therefore, changes to the way blockchain works are constantly proposed to improve it. In order to investigate the applicability and impact of some proposed changes, we used a modified version of Blockbench to perform systematic benchmarks on private Ethereum networks by adding an embedded Raspberry Pi device to the network as a participating node and taking performance measurements of the network and devices. We compared scenarios with and without the presence of the embedded device, as well as the Ethash consensus protocol (proof-of-work) and clique (proof-of-authority). The results show that the Raspberry Pi cannot be a network miner in the Ethash protocol, since it can only participate as a light node, leading to an analysis of the consequences of the presence of light nodes in the network. The results also show the rapid network saturation in proof-of-work and the expected superiority in latency, throughput, and consumption of computational resources when a consensus proof-of-authority is used. |
Keywords: | IoT Blockchain Ethereum Blockbench Ethash Clique IoT Blockchain Ethereum Blockbench Ethash Clique |
CNPq areas: | CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Publisher: | Universidade Estadual do Oeste do Paraná |
Sigla da instituição: | UNIOESTE |
Departamento: | Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas |
Program: | Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação |
Campun: | Cascavel |
Citation: | Silva, Maykon Valério da. . Avaliação de Desempenho e Custo Computacional na Utilização da Blockchain Ethereum em Dispositivos de Internet das Coisas. 2023. 82 f. Dissertação( Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
URI: | https://tede.unioeste.br/handle/tede/6734 |
Issue Date: | 24-Apr-2023 |
Appears in Collections: | Mestrado em Ciência da Computação (CVL) |
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Maykon_Silva.2023.pdf | Arquivo completo | 5.52 MB | Adobe PDF | View/Open Preview |
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