IoChain : a decentralized multichain-based architecture for smart agriculture

Abstract

A crescente popularidade da Internet das Coisas - ou Internet of Things (IoT) -tem desencadeado inúmeras pesquisas tanto no mundo acadêmico, quanto na indústria. Um dos principais objetivos da pesquisa em IoT é encontrar um equilíbrio entre segurança, privacidade e confiabilidade dos dados, sem comprometer o potencial de escalabilidade da tecnologia. Para atingir este objetivo, a tecnologia blockchain, anteriormente usada apenas no contexto de criptomoedas, tem sido integrada com aplicações de IoT (BIoT), com o propósito de atender essas necessidades, introduzindo uma abordagem decentralizada e estimulando novas lógicas de negócio para o setor. Apesar dos inúmeros benefícios que esta integração pode proporcionar, pesquisadores do ramo tem encontrado problemas importantes referentes à escalabilidade, em função do desafio de gerenciar a grande densidade de dados que normalmente são gerados em soluções de Internet das Coisas. Com o objetivo de contribuir com uma alternativa para este problema, este trabalho visa propor uma arquitetura totalmente decentralizada, voltada especialmente à área de Agricultura Inteligente. Essa arquitetura, chamada de IoChain, explora os benefícios do InterPlanetary Name System (IPNS), como um sistema de armazenamento off-chain mutável; do InterPlanetary File System (IPFS), como sistema de arquivos distribuído para o armazenamento dos dados gerados pela aplicação; e de uma rede multichain, composta de blockchains públicas e privadas. Resultados obtidos através de validações realizadas ao simular um cenário de Smart Vaneyard (ou Vinhedo Inteligente) e emular outro de Smart Soybean Farm (ou Plantação de Soja Inteligente), demonstraram que a arquitetura IoChain é capaz de gerenciar com efetividade transmissões massivas de dados, além de ser resiliente ao surgimento de novos dispositivos IoT, sem afetar o tempo de processamento e o custo das transações