چکیده فارسی :

اینترنت اشیا (IOT)، یکی از جدیدترین فناوری های امروزی است و یکی از توانمدسازهای کلیدی سیستم فیزیکی سایبری صنعتی (CPS) است. تقریباً در هر جنبه ای از زندگی اجتماعی ما از مبادلات مالی گرفته تا سیستم مراقبت های بهداشتی، ارتباطات و امنیت ملی، میدان جنگ تا خانه های هوشمند و غیره سهم دارد. با این حال، استقرار گسترده­ی اینترنت اشیا با مشکلات خاصی مانند قابلیت همکاری، سازگاری، ناهمگونی، حجم زیاد داده، پردازش داده های ناهمگن و غیره نیز مواجه است. در این میان، بهره وری انرژی و امنیت مهمترین موضوعات هستند. منابع رایانش کمیاب دستگاههای اینترنت اشیا مانعی برای اشتراک اطلاعات در لبه یا شبکه اینترنت اشیا ایجاد می کنند. در واقع تداخل ناخواسته یا مخرب با داده های اینترنت اشیا ممکن است منجر به مشکلات شدیدی شود. در این تحقیق، محقق مزایای احتمالی یک سیستم بلاک چین را بیان می کند و آن را با شبکه نرم افزار محور (SDN) ادغام می کند، ضمن اینکه مباحث انرژی و امنیت را توجیه می‌کند. محقق با جزئیات بیشتر یک پروتکل مسیریابی جدید با ساختار خوشه ای برای شبکه‌های IOT با استفاده از معماری مبتنی بر بلاک چین برای کنترل کننده SDN پیشنهاد کرد. معماری پیشنهادی، گواهی اثبات کار (POW) با بلاک چین های عمومی و خصوصی را برای ارتباطات نظیر به نظیر (P2P) بین کنترل کننده های SDN و دستگاههای IOT رفع می کند. علاوه بر این، مکانیسم احراز هویت توسعه یافته مبتنی بر اعتماد، بلاک چین را برای دستگاه های اینترنت اشیا با منابع محدود بیشتر مورد پذیرش قرار می‌دهد. نتایج تجربی نشان می‌دهند که پروتکل مسیریابی مبتنی بر ساختار خوشه ای پیشنهادی از بردار فاصله بر حسب درخواست در شبکه ادهاک (AODV) پیشرفته، بردار فاصله توالی مقصد (DSDV)، شبکه حسگر موبایل امن (SMSN)، تشخیص خطای توزیع شده مبتنی بر خوشه با انرژی کارآمد (EESCFD)، و بردار فاصله چند مسیری بر حسب تقاضای ادهاک (AOMDV) از نظر مصرف انرژی، و توان عملیاتی شبکه، و تأخیر بسته عملکرد بهتری دارد. پروتکل پیشنهادی به غلبه بر مسائل به ویژه مدیریت انرژی و امنیت نسل بعدی سیستم های فیزیکی سایبری صنعتی کمک می کند.

کلمات کلیدی:

اینترنت اشیا، SDN، بلاک چین، امنیت، بهره وری انرژی، سیستم های فیزیکی سایبری، صنعت 4.0

چکیده انگلیسی :

Internet of things (IoT) is one of the most emerging technologies nowadays and it is one of the key enablers of industrial cyber physical system (CPSs). It has started to participate in almost every aspect of our social life, ranging from financial transactions to the healthcare system, communication to national security, battlefield to smart homes, and so on. However, the wide deployment of IoT suffers certain issues as well, such as interoperability, compatibility, heterogeneity, large amount of data, processing of heterogeneous data etc. Among others, energy efficiency and security are the utmost prominent issues. Scarce computing resources of IoT devices put hindrances on information sharing across edge or IoT network. Indeed, unintentional or malicious interference with IoT data may lead to severe concerns. In this study, the researcher exploits the potential benefits of a blockchain system and integrates it with software-defined networking (SDN) while justifying energy and security issues. More in detail, the researcher proposed a new routing protocol with the cluster structure for IoT networks using blockchain-based architecture for SDN controller. The proposed architecture obviates proof-of-work (PoW) with private and public blockchains for Peer-to-Peer (P2P) communication between SDN controllers and IoT devices. In addition to this, distributed trust-based authentication mechanism makes blockchain even more adoptive for IoT devices with limited resources. The experimental results show that the proposed cluster structure based routing protocol outperforms the state-ofthe- art Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV), Destination-Sequenced Distance Vector (DSDV), Secure Mobile Sensor Network (SMSN), Energy efficient secured cluster based distributed fault diagnosis (EESCFD), and Ad-hoc On-demand Multipath Distance Vector (AOMDV), in terms of energy consumption, network throughput, and packet latency. Proposed protocol help overcome the issues especially, energy management and security of the next generation industrial cyber physical systems.