Dlaczego blockchain jest zbyt wolny dla IoT?
Blockchain to zdecentralizowana cyfrowa księga, w której dane nie są kontrolowane przez jedną instytucję, lecz przechowywane i weryfikowane przez wiele węzłów w sieci. Taki model zwiększa bezpieczeństwo i odporność na manipulacje, ale ma też swoją cenę... czas.
W systemach Internetu Rzeczy wiele decyzji musi być podejmowanych niemal natychmiast. Autonomiczne pojazdy, czujniki przemysłowe czy systemy medyczne nie mogą czekać sekund, a tym bardziej minut, na potwierdzenie danych. Tymczasem klasyczne sieci blockchain często generują opóźnienia, które czynią je niepraktycznymi w takich zastosowaniach. Co ciekawe, jak wykazali naukowcy, problem nie leży w samym blockchainie, lecz w sposobie, w jaki jego uczestnicy komunikują się między sobą.
Sieć, która sama sobie przeszkadza
Badacze z Uniwersytetu w Chibie zauważyli, że w zdecentralizowanych sieciach IoT te same dane bywają wielokrotnie przesyłane różnymi ścieżkami. Powoduje to przeciążenie sieci i tworzenie się kolejek, a w efekcie opóźnienia. Kluczową rolę odgrywa tu topologia sieci, czyli sposób, w jaki poszczególne węzły są ze sobą połączone. Dotychczas niewiele badań analizowało ten aspekt w kontekście IoT i blockchaina. Japoński zespół postanowił to zmienić.
Dual Perigee – inteligentny wybór sąsiadów
Odpowiedzią na problem okazał się algorytm nazwany Dual Perigee. Jego idea jest zaskakująco prosta: każdy węzeł sieci sam ocenia, z którymi innymi węzłami najlepiej się komunikować.
Zamiast utrzymywać losowe połączenia, urządzenia mierzą, jak szybko ich „sąsiedzi” przesyłają transakcje i całe bloki danych. Wolni partnerzy są automatycznie zastępowani nowymi. W ten sposób sieć stopniowo sama się reorganizuje, tworząc bardziej wydajną strukturę bez centralnego sterowania i bez dodatkowego obciążania urządzeń IoT. Co ważne, algorytm korzysta wyłącznie z danych, które i tak są już przesyłane w sieci, więc nie wymaga kosztownych obliczeń ani dodatkowych zasobów.
Imponujące wyniki testów
W symulowanej sieci IoT składającej się z 50 węzłów Dual Perigee skrócił opóźnienia związane z przesyłaniem bloków aż o 48,5% w porównaniu do standardowych rozwiązań stosowanych m.in. w blockchainie Ethereum. Nowy algorytm okazał się również wyraźnie lepszy od wcześniejszych, nowoczesnych metod optymalizacji sieci. To wszystko bez zwiększania zużycia energii czy mocy obliczeniowej, co w świecie Internetu Rzeczy ma kluczowe znaczenie.
Co to oznacza dla przyszłości?
Skrócenie czasu potwierdzania i udostępniania danych sprawia, że blockchain staje się realnym narzędziem dla systemów działających w czasie rzeczywistym. Według autorów badania Dual Perigee może w przyszłości znaleźć zastosowanie m.in. w inteligentnych miastach i domach, monitoringu przemysłowym, systemach opieki zdrowotnej, logistyce i śledzeniu łańcuchów dostaw.
Jak podkreślają naukowcy, zapotrzebowanie na zdecentralizowane, szybkie i godne zaufania systemy komunikacji będzie tylko rosło. A takie rozwiązania jak Dual Perigee mogą odegrać kluczową rolę w budowie bezpiecznej i responsywnej infrastruktury cyfrowej przyszłości.
Źródło: Chiba University
