МЕТОДИ ТА ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГIЇ БЕЗПЕЧНОЇ ІНТЕГРАЦІЇ БЛОКЧЕЙНУ ETHEREUM З ІНТЕРНЕТОМ РЕЧЕЙ (IOT)

Іван Зарудний; Володимир Любчак

doi:10.28925/2663-4023.2025.28.758

Автор(и)

Іван Зарудний Сумський державний університет https://orcid.org/0009-0007-8771-3829
Володимир Любчак Сумський державний університет https://orcid.org/0000-0002-7335-6716

DOI:

https://doi.org/10.28925/2663-4023.2025.28.758

Ключові слова:

кібербезпека, смарт-контракти, децентралізовані системи, управління доступом, криптографічний захист, оптимізація ресурсів, токенізація, Layer-2 рішення

Анотація

У статті здійснено інформаційний огляд методів та інформаційних технологій, спрямованих на забезпечення безпечної інтеграції блокчейну Ethereum з системами Інтернету речей (IoT). Актуальність дослідження обумовлена стрімким розвитком IoT, який супроводжується зростанням кіберзагроз, пов’язаних із несанкціонованим доступом до даних, атаками типу «людина посередині» (MITM), підробкою ідентифікаторів пристроїв та низькою прозорістю централізованих систем. Використання блокчейн-технології Ethereum, зокрема смарт-контрактів, відкриває нові можливості для створення децентралізованих моделей управління безпекою IoT-пристроїв, підвищення рівня довіри, автоматизації процесів та мінімізації ризиків стороннього втручання.

У розділі «Постановка проблеми» визначено ключові виклики щодо захисту IoT-мереж, включаючи слабкість централізованих рішень, обмежені обчислювальні ресурси пристроїв та необхідність створення автономних систем управління доступом. У частині «Аналіз останніх досліджень і публікацій» узагальнено сучасні підходи до впровадження блокчейну Ethereum у сфері IoT, зокрема реалізацію токенізованих механізмів ідентифікації, управління правами доступу та обробки транзакцій за допомогою смарт-контрактів. Зазначено, що провідні науковці пропонують Layer-2 рішення (state channels, zk-rollups, Plasma), спрямовані на зниження навантаження на основний блокчейн і покращення масштабованості.

Метою статті є інформаційний огляд і систематизація сучасних методів інтеграції блокчейну Ethereum з IoT, а також формування концептуальних рекомендацій щодо їхнього впровадження з урахуванням обмежених ресурсів пристроїв. У розділі «Результати дослідження» представлено розроблену на основі аналізу концепцію безпечної архітектури IoT-системи, яка базується на децентралізованому управлінні обліковими записами, локальному зберіганні криптографічних ключів на пристроях, використанні оптимізованих алгоритмів підписання транзакцій та впровадженні гібридної моделі зберігання даних на основі IPFS. Запропонована модель є теоретичною та розглядається як основа для подальших експериментальних досліджень.

У розділі «Висновки та перспективи подальших досліджень» підкреслено, що впровадження блокчейну Ethereum в IoT сприяє створенню захищених децентралізованих платформ, однак потребує вирішення проблем енергоспоживання, транзакційних витрат та оптимізації клієнтських програм для пристроїв із низькою продуктивністю. Подальші дослідження мають бути спрямовані на розробку ефективних інструментів масштабування, адаптацію смарт-контрактів до специфіки IoT, а також вдосконалення інтеграції з платформами хмарних обчислень для зберігання великих масивів даних.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Gupta, S., Singh, A., & Kumar, N. (2022). Secure IoT access at scale using blockchains and smart contracts. arXiv preprint, 10–22.

Wang, Y., Chen, X., & Sun, Y. (2021). Rethinking IoT Security: A Protocol Based on Blockchain Smart Contracts for Secure and Automated IoT Deployments. arXiv preprint, 1–15.

Lopez, J., Yan, Z., & Ray, S. (2020). Interacting with the Internet of Things using Smart Contracts and Blockchain Technologies. In Proceedings of the IEEE International Conference, 25–40.

Raj, A., Maji, K. & Shetty, S. D. (2021). Ethereum for Internet of Things security. Multimed Tools Appl 80, 18901–18915. https://doi.org/10.1007/s11042-021-10715-4

Zhang, L., & Zhao, Q. (2019). Towards Efficient Integration of Blockchain for IoT Security: The Case Study of IoT Remote Access. arXiv preprint, 50–70.

Benet, J. (2014). IPFS – Content Addressed, Versioned, P2P File System. arXiv preprint, 12–30.

Wood, G. (2014). Ethereum: A Secure Decentralised Generalised Transaction Ledger. Ethereum Foundation, 1–32.

Buterin, V., & Poon, J. (2022). Layer-2 Scaling Solutions for Ethereum. Academia.edu, 15–45.

Tereshchenko, G. & Kyrychenko, I. (2024). Analysis and justification of the use of existing blockchain solutions for the protection of digital assets. Innovative technologies and scientific solutions for industries, 1(27), 123–140. https://doi.org/10.30837/ITSSI.2024.27.164

Saliieva, О., & Rymarenko, М. (2023). Using blockchain technology to improve the security of computer networks. Journal “Cybersecurity and Information Protection, 85–102.

Rafaiani, G,. Santini, P., Baldi, M., & Chiaraluce, F. (2022). Implementation of Ethereum Accounts and Transactions on Embedded IoT Devices. arXiv preprint, 30–50.