Nesnelerin İnterneti'nin (IoT) sürekli olarak veri işleme, düşük gecikmeli ve sağlam güvenlik için bir talep yarattı. Geleneksel bulut merkezli mimariler, güçlü, sık sık sık bant sınırlamaları ile mücadele ederken, gecikme sorunları ve merkezileştirilmiş başarısızlık noktaları, bulutun merkezi olmayan bir uzantısı olarak ortaya çıktı, veri kaynağı için hız ve depolama vaatleri için bu tür bir güvenlik vaatlerini ve güvenlik sorunlarını incelemeyi sağlıyor.
Sismi Nedir? Derin Bir Bakış
Fog Computing, genellikle "buluta daha yakın" olarak tarif edilir, depolama ve ağ hizmetleri. Cihazların aksine, bilgisayarları 2012 yılında Cisco tarafından atayan bir düğüm hiyerarşisini içerir, endüstri kontrolleri ve özel fog sunucularına - bu yerel olarak veri işlemeye işbirliği yapar.
Örneğin, trafik kesişimlerindeki fog düğümleri, otomatik olarak uzak bir buluta kadar araç hareketlerini azaltabilir ve gerçek zamanlı karar verme düğümleri, fabrika zemin verileri üzerinde tahmin edilebilir bakım analizlerini yapabilir, buluta yalnızca su kameraları veya uyarıları gönderebilir. Bu yerel işleme, sensör verilerini ve yüzlerce milisaniyeden tek bir şekilde cevap verebilir, acil kapatma veya hasta izleme gibi kritik uygulamalara olanak sağlar.
Fog Computing ayrıca güvenilirliği artırır. Bulut bağlantısı bozulursa, fog düğümleri otomatik olarak çalışmaya devam edebilir, iş sürekliliği sağlamak. Ancak, bu dağıtılmış bir doğa daha büyük bir saldırgan güvenlik katmanı yaratır: Her bir fog node siber saldırı için potansiyel bir giriş noktası haline gelir.Diğer yandan, transit geçişte ve işlem sırasında, heterojen bir cihaz ağı geleneksel bir perimeter savunmaları gerektirir.
Blockchain Güvenlik için Temeller
Blockchain, kriptografik olarak bağlantılı bloklar zincirinde kayıt işlemlerinin dağıtıldığı dağıtılmış bir teknolojidir.Ana özellikleri - merkezileştirme, mutability, ve konsensülasyon - güvensiz ortamlarda güven için ideal bir temel haline getir. Çoğu zaman kriptografik olarak bağlantılı bloklar ile ilişkilendirilirken, blok zincirin güvenlik uygulamaları finanse edilebilir bir denetim yolu olarak hizmet edebilir.
Blockchain'in temel güvenlik özellikleri şunlardır:
- [FONT:0)Immutability:[Dönetici:[Dönetici:0) Bir işlem onaylandıktan sonra zincire eklenerek, sonraki bloklara tekrar dönmesini gerektirir - düzgün bir şekilde muhafaza edilen bir ağda kullanılabilir. Bu, bu logların, konfigürasyon değişikliklerini sağlar ve sensör okumalarının retroaktif bir şekilde değiştirilemez hale gelmesini sağlar.
- [FONT=0) Yerelleşme:[Dönetici:[Dönetici:[Dönetici:0)) Merkezi bir otorite olmadan, merkezi bir yetki olmadan düğümlerin kabul edilmesine izin verir.
- [FONTNTNTografik dürüstlük: [Dönetici: 0:1] Her blok, önceki bloktan bir tane içeriyor, onları kırılmaz bir zincirle ilişkilendiriyor. Dijital imzalar, işlemlerin kökenini doğruluyor, taklit etmeyi ve replikasyonunu engelliyor.
- [FONT:0) Akıllı Sözleşmeler:[Dönetici:[Dönetici:0) Blockchain üzerinde kendi kendine bağlı kod otomatik güvenlik politikalarına yol açabilir, örneğin bir kural ihlal ettiğinde, insan müdahalesi olmadan erişime geri dönmek gibi.
Ancak, Bitcoin ve Ethereum gibi geleneksel blok zincir platformları, yüksek gecikmeli ve enerji tüketimi ile hesaplıdır. Bu, bazı dezenfekte edilmiş fog düğümleri için depolanmış blokajcıları feda eden bloklar için bile uygun olmayan bloklar için uygun olmayan bloklar sağlar.
Simetri ve Blockchain'in Synergy: Mimarlık ve Faydaları
Blok zinciri ile ilgili fog hesaplamaları, fog düğümlerinin hem veri işlemcileri hem de blokaj katılımcıları olarak hareket ettiği bir katmanlı mimari yaratır.Bu modelde, sensör verileri ilk olarak fog katmanında işlenir ve işlenir.
Örneğin, akıllı bir ağda, akıllı metre, yerel bir fog Gateway'e tüketim verilerini gönderir. Ağ geçidi akrep kullanım kalıpları ve hesaplamaları hesaplar. Daha sonra kriptografik bir denge sağlayan bir veriyi bloklamaya, zaman zaman zamanlarını doğrulayın ve bu anda var olduğunu kanıtlayın.Bir sonraki tampering ile ham veriler zinciri kırar, billing veya ağ yönetimi için güçlü bir denetim yolu sağlar.
Mimarlık genellikle üç tiers içerir:
- [FONT:0)IoT Cihazları ve Sensörler: Genrate verileri ve fog düğümleri hafif protokolleri (MQTT, CoAP) ile etkileşim.
- [FONT:0]Fog Nodes:[Dönetici:[Dönetici: [Dönetici: depolama, ve caching. Bir blok zincir müşteriyi çalıştırıyorlar (önemlilere bağlı olarak) uzlaşmaya katılmak veya en azından işlemleri doğrulamak için.
- [FONT:0)Cloud Katmanı:[Dönetici] Küresel koordinasyon, uzun vadeli depolama sağlar ve derin analitik için tam blok zincire erişim sağlar.
Blokta kullanılan akıllı sözleşmeler, örneğin, bir fog node potansiyel bir DDoS saldırısına işaret eden alışılmadık ağ trafiği tespit ederse, etkilenen altnet'i geçici olarak izole eden akıllı bir sözleşmeyi tetikleyebilir, olayı taklit eder.Bu otomasyon birkaç dakikadan saniyeye kadar reaksiyon süresini azaltır.
Bütünleşmenin Anahtar Faydaları
- [FONT:0)Immutable Denetim Trails: Her eylem fog düğümleri tarafından gerçekleştirilen - yapılandırılan değişiklikler, yazılım güncellemeler, veri erişimi - blok zincirinde kayıt olun.Bu, tamper-proof logları uyumluluk, adli analiz ve hesap verebilir.
- [FONT:0) Yerelleştirilmiş Kimlik Yönetimi: [DDD) Blockchain tabanlı merkezi tanımlayıcılar (DIDs) cihazlarının merkezi bir sertifika otoritesi olmadan birbirlerini gerçekleştirebilmelerine ve yazarlaştırmasına izin verir.Bu, binlerce cihazda tek bir başarısızlık noktası ortadan kaldırır.
- [[Çalışanlar:0)Güvenli Firmalar Güncellemeleri:[Dönetici:0)[Döneticileri değiştir], güncellemenin gerçek olmasını ve değiştirilmediğinin kaydedilmesi, bloklama saldırılarını önlemek için, erişimin engellenmesini sağlayabilir.
- [FONT:0)Data Provenance:[[Dönetici:[Dönetici:0)[Dönetici:0)Data Provenance:[[Dönetici:[Dönetici: 0) Blockchain, analiz için sensörden gelen verilerin yaşam döngüsünü takip edebilir.Sağlık gibi hassas alanlarda, bu, hasta verilerinin yalnızca yetkili olarak kullanılmasını sağlar ve herhangi bir erişim kalıcı olarak giriş yapılır.
- [[Dönetici:0) Saldırılara Karşı Tutulma:[Dönder:[Dönder: 1 ) Bazı fog düğümleri uzlaşmazsa bile, blokajlı düğümler uzlaşmaya devam edebilir ve uzlaşmaz düğümler akıllı sözleşmelerle tanımlanabilir ve iptal edilebilir.
- [FONT:0)Redük Latency and Band genişlik: Fog Computing zaten geç kalmışlığı azaltır; blok entegrasyon onu feda etmiyor, çünkü sadece kriptografik kanıtlar (küçük boyutta) zincire gönderilirken, veriler yerel olarak tüm verileri uzaktan bir bulut blokajına göndermenin dramatik bir gelişmedir.
Gerçek Dünya Vakaları Kullanıyor
[FONT:0)Supply Chain Management:[Dönetici: [Dönetici: [Düzeysel Zincirli Lojistikte, sensörler, sıcaklık ve nem. Fog ağ geçidi, depolarda okumaları analiz eder ve koşulları varsa bir uyarı oluşturur. Her uyarı bir blokajda kaydedilir, düzenleyici denetimler için kalıcı, tam dayanıklı bir kayıt sağlar. Yerel işlem gerçek zamanlı olarak yapılırken, blokajlar veri bütünlüğüne ilişkin olarak, blokaj kararları için veri bütünlüğü garanti eder.
[FONT:0) Akıllı Şehirler: [Döneticiler Trafik Yönetimi, kamera beslemelerini işlemek ve sinyalleri ayarlamak için kesişen düğümler kullanıyor. Blockchain trafik akışını kaydedebilir ve trafik akışlarını kaydedebilir, şehir planlaması için şeffaf analiz sağlar ve kötü niyetli aktörler tarafından manipülasyonu engelleyebilir.
[FONT:0]Sağlıkcare IoT:[Dönetici:[Dönetici] Bekansız hasta monitörler hayati işaretler toplar ve onları yakındaki bir fog node (örneğin, hastane ağ geçidi) için kullanılamazken, fog node preprocesses veri ve kayıtları sadece kritik olaylar ve izin verilen bir blokta alır.
Uygulama Challenges and Solutions
İntegra önemli güvenlik geliştirmeleri vaat ederken, üretimdeki bir fog-blockchain sistemi, zorluklarla doludur. Bu engelleri anlamak sağlam çözümler tasarlamak için çok önemlidir.
Kaynak Ekleri
Fog düğümleri genellikle sınırlı işlem gücü, bellek ve pil hayatı bulut sunucularına kıyasla. PoW konsensüsünde tam bir blokajı çalıştırın.ETHFLT:0) Solution:) Yetkinliği (PoA) gibi hafif konsensül mekanizmaları kullanın, Pratik Bizans Hatası Hoşgörü (PBFT) veya Raft.
Konsüllerin Latency Of Consensus
Hafif blok zincirler bile uzlaşmaya ulaşmak için birkaç saniye gerektirir - endüstriyel kontrol gibi zaman-kırık uygulamalar için kabul edilebilir. [FONT:0)Çözü:[Dönetici:[Dönetici:0))[Dönetici:[Dönetici:[Dönetici:[Dönetici)))))))) Sürekli olarak, Libra'nın HotStuffy işlemleri, geç saatlere kadar gecikmeli seviyelere kadar azaltın.
Interoperability
Fog ortamları, çeşitli protokolleri kullanarak iletişim kuran birçok satıcıdan gelen cihazlarla heterojendir.ETHFLT:0)Solution:) Farklı bloklar ve bloklar arası verilerle iletişimin birleşik bir arayüze dayandığını açıklayın.
Scalability
IoT ağları büyüdükçe, blok zincir liderliği büyük ve işlem sayesinde iki katmanlı bir yaklaşım olabilir: belirli fog domainler için temel bir zincir, blok zincirleme ile bölünmüş durumda.
Gizlilik
Bir halk blokajındaki tüm veriler hassas bilgileri açığa çıkarır.ETHFLT:0)Solution:[Dönetici:[Dönetici: 1) Yalnızca yetkili düğümlerin okuyabildiği veya yazabileceği izin verilen blok blok blokajları kullanın.Gizlilik için sıfır bilgi depolamayı kullanın.
Enerji Tüketimi
Işık blokajı bile enerji tüketmektedir. batarya destekli fog düğümlerinde, bu da sorunlu olabilir.ETHFLT:0) Solution:), düşük güç cihazları için konsensüsü optimize edin - Stake (DPoS)'nin kanıtı, birkaç güvenilir düğümün geçerliliğini gerçekleştirir, enerji kullanımını azaltır. Ayrıca, düğümler kapatıldığında veya düğümler güç kaynaklarına bağlanırken zamanlama blokaj işlemleri.
Consensus Mechanisms'in güvenliği
İzinli blok zincirler, doğrulayıcıların bir setine güveniyor ve bu da düzenli olarak Intel SGX gibi donanım tabanlı güvenilir ortamlar (TEEs) ile birlikte, düğümlerin davranış yoluyla güvendiği bir üne sahip bir sistem kullanın.
Future Perspectives ve Gelişen Trendler
Fog hesaplama ve blok zincirinin entegrasyonu hala erken aşamalarında, ancak 100 kB hafızasını kullanarak birkaç trend noktası.Bu tür donanım daha yetenekli hale gelirken, en küçük fog düğümleri doğrudan fikir birliği içinde yer alabilecektir.
[FONT=0]Stoperability standartları[[Dönetici:0) Ayrıca gelişmektedir. Avrupa Telekomünikasyon Standartları Enstitüsü (ETSI) çok sayıda erişim noktası hesaplamaları için çerçevelerde çalışıyor (MEC), bu standartlar farklı üreticilerden gelen cihazlar güvenli bir şekilde iletişim kurmalarını sağlayabilir.
[FONT:0)İlginç istihbaratı (AI) kenarda[Dönetici:0)) daha fazla, fog düğümleri üzerinde çalışan fog blok zincir sinerjiyi geliştirir ve akıllı sözleşmeler bu modelleri otomatik olarak güncelleyebilir veya AI önerilerine göre geri dönebilir, denetimlenebilirlik için blok zincirleme sistemi üzerinde kaydedilen.
[FONT:0]Tokenization and teşvik mekanizmaları, dağıtımını hızlandıracak. Fog düğümleri, hesap kaynaklarını paylaşmak veya blokaj konsensüsü korumak için jetonlarla ödüllendirilecek. Bu, özellikle de koruma altındaki alanlarda daha fazla fog altyapısının dağıtılmasını teşvik eder, ancak ekonomik teşvikler yoluyla güvenlik sağlamak için dikkatli bir tasarıma ihtiyaç vardır.
Son olarak, Avrupa Birliği'nin GDPR'si, kişisel veri erişimi için denetim izlerini sürdürmesini gerektirir. Bir fog-blockchain sistemi, tüm erişimleri mümkün olduğunca iyi bir şekilde kaydederek, verileri kendi başına ifşa etmek için sıfır bilgi kanıtlarını kullanarak bunu tatmin edebilir.
Daha fazla okuma için, [[Dönetici:0)NIST Computing Referans Mimarisi[Dönetici:2) ve IoT ve kenar hesaplamaları için blok zinciri üzerine yapılan anket) ek olarak, ")" (İngilizce).Fog Computing and Blockchain: A Comprehensive Survey) mükemmel bir teknik entegrasyon mimarisine sahiptir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Algoritma ve blok zincirinin füzyonu, mahremiyet veya performanstan ödün vermeden güçlü bir çözüm sunuyor.Sağdaki veriler işleme ve kayıt altında yalnızca kriptografik kanıtlarla, bu mimari, düşük gecikmeli, ölçeklenebilirlik ve güçlü bir bütünlük sağlar.Sağlıktan korunmaya kadar güçlü bir çözüm olarak kalırken, gerçek zamanlı veri yönetimi, iletişim sistemleri, bu tür bir sonraki nesilde güvenlik için temelsiz bir şekilde ilerlemeler olacaktır.