Using blockchain technology to improve security in the distributed internet of things

Олег Васильович Стрельцов; Михайло Олегович Катріченко; Юрій Васильович Орновецький; Максим Андрійович Гриньов

doi:10.15276/opu.2.72.2025.14

Автор(и)

Олег Васильович Стрельцов Odessa Polytechnic National University https://orcid.org/0000-0002-4691-5703
Михайло Олегович Катріченко Odessa Polytechnic National University https://orcid.org/0009-0004-2251-5600
Юрій Васильович Орновецький Odessa Polytechnic National University https://orcid.org/0009-0006-2470-1559
Максим Андрійович Гриньов Odessa Polytechnic National University https://orcid.org/0009-0007-7189-4485

DOI:

https://doi.org/10.15276/opu.2.72.2025.14

Ключові слова:

інтернет речей, блокчейн, однорангова мережа, доказ автентифікації, децентралізована мережа

Анотація

Сучасний розвиток інформаційних технологій дедалі більше орієнтується на побудову розподілених систем, зокрема Інтернету речей (IoT), який об’єднує мільярди пристроїв у єдину глобальну інфраструктуру. Проте масштабне поширення IoT супроводжується зростанням ризиків у сфері кібербезпеки, оскільки централізовані підходи до зберігання та обробки даних часто виявляються вразливими до атак, маніпуляцій або відмов обладнання. У цьому контексті все більшої уваги набуває використання технології блокчейн, яка завдяки своїм ключовим характеристикам – децентралізації, прозорості та незмінності даних – відкриває нові можливості для підвищення рівня безпеки в розподіленому Інтернеті речей. У статті розглянуто проблематику забезпечення захисту інформації в IoT-системах, проаналізовано основні загрози, такі як несанкціонований доступ, підробка даних, витоки конфіденційної інформації та DDoS-атаки. Особлива увага приділяється аналізу того, як інтеграція blockchain здатна мінімізувати ці ризики шляхом децентралізованого управління доступом, автентифікації пристроїв, захищеного зберігання та передачі даних. Розглянуто можливості застосування смарт-контрактів для автоматизації процесів взаємодії між вузлами IoT-мережі, що підвищує довіру між учасниками та знижує потребу у посередниках. У результаті дослідження визначено, що поєднання IoT та blockchain створює передумови для побудови надійних, стійких до зловмисних впливів розподілених систем. Це може мати практичне застосування у таких сферах, як «розумні» міста, промисловий Інтернет речей, охорона здоров’я та енергетика. Водночас відзначено виклики, пов’язані з масштабованістю, затримками при обробці транзакцій та енергоспоживанням. Перспективними напрямами подальших досліджень є оптимізація протоколів консенсусу, використання гібридних архітектур та розробка спеціалізованих рішень для IoT-середовища.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Hrynevych, O. M., & Tkachuk, A. V. (2021). Ensuring cybersecurity in Internet of Things systems. Naukovi zapysky Ukrainskoho naukovo-doslidnoho instytutu zv’iazku, 3(41), 54–60.

Sharov, Yu. M., & Bondar, S. I. (2022). Problems of information security in distributed IoT systems. Zbirnyk naukovykh prats Kharkivskoho universytetu Povitrianykh Syl, 4(74), 112–117.

Sicari, S., Rizzardi, A., Grieco, L. A., & Coen-Porisini, A. (2015). Security, privacy and trust in Internet of Things: The road ahead. Computer Networks, 76, 146–164. https://doi.org/10.1016/j.comnet.2014.11.008.

Kolias, C., Kambourakis, G., Stavrou, A., & Voas, J. (2017). DDoS in the IoT: Mirai and other botnets. Computer, 50(7), 80–84. https://doi.org/10.1109/MC.2017.201.

Albulayhi, A. S., & Alsukayti, I. S. (2023). A blockchain-centric IoT architecture for effective smart contract-based management of IoT data communications. Electronics, 12(12), Article 2564. https://doi.org/10.3390/electronics12122564.

Ponomarenko, V. S., Kravchenko, O. O., & Stanislavenko, V. A. (2021). Application of blockchain technologies to increase the security of IoT networks. Informatsiini tekhnolohii v osviti, nautsi ta tekhnitsi, 1(20), 45–51.

Reyna, A., Martín, C., Chen, J., Soler, E., & Díaz, M. (2018). On blockchain and its integration with IoT: Challenges and opportunities. Future Generation Computer Systems, 88, 173–190. https://doi.org/10.1016/j.future.2018.05.046.

Novo, O. (2018). Blockchain meets IoT: An architecture for scalable access management in IoT. IEEE Internet of Things Journal, 5(2), 1184–1195. https://doi.org/10.1109/JIOT.2018.2812239.

Khan, S. N., Loukil, F., Ghedira-Guegan, C., Benharkat, A. N., & Bennani, E. (2021). Blockchain smart contracts: Applications, challenges, and future directions. Peer-to-Peer Networking and Applications, 14, 2151–2163.

Haque, E. U., Abbasi, W., Almogren, A., Choi, J., Altameem, A., Ur Rehman, A., & Zaidi, S. A. R. (2024). Performance enhancement in blockchain based IoT data sharing using lightweight consensus algorithm. Scientific Reports, 14, Article 26561. https://doi.org/10.1038/s41598-024-77706-x.