ỨNG DỤNG BLOCKCHAIN TRONG BẢO MẬT VÀ TOÀN VẸN DỮ LIỆU MẠNG IOT

Phạm Tiến Huy, Nguyễn Hoài Giang

doi:10.59266/houjs.2025.721

Authors

Phạm Tiến Huy, Nguyễn Hoài Giang

DOI:

https://doi.org/10.59266/houjs.2025.721

Keywords:

internet vạn vật (IoT), blockchain, bảo mật IoT, toàn vẹn dữ liệu, hợp đồng thông minh

Abstract

Internet Vạn vật (IoT) đang phát triển với tốc độ bùng nổ, kết nối hàng tỷ thiết bị vào một mạng lưới toàn cầu, mang lại những cơ hội chưa từng có nhưng cũng đi kèm với những thách thức bảo mật nghiêm trọng. Các mô hình bảo mật tập trung truyền thống tỏ ra không đủ khả năng để bảo vệ môi trường IoT phi tập trung và rộng lớn, tạo ra các điểm lỗi duy nhất và những lo ngại về quyền riêng tư. Công nghệ Blockchain, với các đặc tính cốt lõi là phi tập trung, bất biến, minh bạch và khả năng tự động hóa thông qua hợp đồng thông minh, nổi lên như một giải pháp nền tảng có khả năng giải quyết các vấn đề này. Bài báo ứng dụng Blockchain để tăng cường an ninh cho IoT. Chúng tôi đề xuất một mô hình kiến trúc lai, nhiều lớp, kết hợp Blockchain, Điện toán biên (Edge Computing) và Hợp đồng thông minh để tạo ra một hệ thống bảo mật, có khả năng mở rộng và hiệu quả. Mô hình này được phân tích sâu về khả năng chống lại các mối đe dọa an ninh phổ biến như giả mạo danh tính, tấn công Người đứng giữa (MITM) và thao túng dữ liệu. Cuối cùng, bài báo thảo luận về các lợi ích, hạn chế của giải pháp và đề xuất hướng nghiên cứu trong tương lai.

References

[1]. Ali, M. S., Vecchio, M., Pincheira, M., Dolui, K., Antonelli, F., & Rehmani, M. H. (2019). Applications of blockchains in the Internet of Things: A comprehensive survey. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 21(2), 1676-1717.

[2]. Alphand, O., Amoretti, M., Claeys, T., Dall’Asta, S., Duda, A., Ferrari, G., ... & Zanichelli, F. (2018). IoTChain: A blockchain-based security architecture for the Internet of Things. In 2018 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC) (pp. 1-6). IEEE.

[3]. Atlam, H. F., & Wills, G. B. (2019). Technical aspects of blockchain and IoT. Advances in Computers, 115, 1-39.

[4]. Bahga, A., & Madisetti, V. K. (2016). Blockchain platform for industrial Internet of Things. Journal of Software Engineering and Applications, 9(10), 533-546.

[5]. Christidis, K., & Devetsikiotis, M. (2016). Blockchains and Smart Contracts for the Internet of Things. IEEE Access, 4, 2292-2303.

[6]. Danzi, P., Kalør, A. E., Stefanović, Č., & Popovski, P. (2018). Analysis of the communication traffic for a blockchain-based decentralized IoT data marketplace. In 2018 IEEE International Conference on Communications (ICC) (pp. 1-6). IEEE.

[7]. Dorri, A., Kanhere, S. S., & Jurdak, R. (2019). L-SBA: A lightweight and scalable blockchain-based architecture for IoT. ACM Transactions on Sensor Networks (TOSN), 15(3), 1-32.

[8]. Dorri, A., Kanhere, S. S., Jurdak, R., & Gauravaram, P. (2017). Blockchain for IoT security and privacy: The case study of a smart home. In 2017 IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PerCom Workshops) (pp. 618-623). IEEE.

[9]. Fernandez-Carames, T. M., & Fraga- Lamas, P. (2018). A Review on the Use of Blockchain for the Internet of Things. IEEE Access, 6, 32979-33001.

[10]. Hashemi, S. H., Faghri, F., Rausch, P., & Campbell, R. H. (2016). World of empowered IoT users. In 2016 IEEE International Conference on Internet of Things (iThings), (pp. 1-10). IEEE.

[11]. He, S., Zhang, Y., & Yang, K. (2020). Blockchain-based secure and trustworthy data sharing for Internet of Vehicles. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 16(9), 6144-6153.

[12]. Huh, S., Cho, S., & Kim, S. (2017). Managing IoT devices using a blockchain-based security platform. In 2017 19th International Conference on Advanced Communication Technology (ICACT) (pp. 464-467). IEEE.

[13]. Khan, M. A., & Salah, K. (2018). IoT security: Review, blockchain solutions, and open challenges. Future Generation Computer Systems, 82, 395-411.

[14]. Kshetri, N. (2017). Can blockchain strengthen the internet of things?. IT Professional, 19(4), 68-72.

[15]. Lee, I., & Lee, K. (2015). The Internet of Things (IoT): Applications, investments, and challenges for enterprises. Business Horizons, 58(4), 431-440.

[16]. Li, R., Song, T., Mei, B., Li, H., Cheng, X., & Sun, L. (2019). Blockchain for large-scale Internet of Things data storage and protection. IEEE Transactions on Services Computing, 12(5), 762-771.

[17]. Liang, X., Zhao, J., Shetty, S., Liu, J., & Li, D. (2017). Integrating blockchain for data sharing and collaboration in mobile healthcare applications. In 2017 IEEE 28th Annual International Symposium on Personal, Indoor, and Mobile Radio Communications (PIMRC) (pp. 1-5). IEEE.

[18]. Lo, S. K., Liu, Y., Lu, Q., & Wang, C. (2019). A secure incentive scheme for vehicular crowdsensing. IEEE Internet of Things Journal, 6(3), 5347-5358.

[19]. Mahmoud, R., Yousuf, T., Aloul, F., & Zualkernan, I. (2015). Internet of things (IoT) security: Current status, challenges and prospective measures. In 2015 10th International Conference for Internet Technology and Secured Transactions (ICITST) (pp. 336-341). IEEE.

[20]. Novo, O. (2018). Blockchain meets IoT: An architecture for scalable access management in IoT. IEEE Internet of Things Journal, 5(2), 1184-1195.

[21]. Ouaddah, A., Abou-El-Kalam, A., & Ouahman, A. A. (2017). FairAccess: A new blockchain-based access control framework for the Internet of Things. Security and Communication Networks, 2017.

[22]. Panarello, A., Tapas, N., Merlino, G., Longo, F., & Puliafito, A. (2018). Blockchain and IoT integration: A systematic survey. Sensors, 18(8), 2575.

[23]. Pinno, O. J. A., De Souza, L. L. G., & Farias, C. M. S. (2018). A blockchain- based authorization framework for secure data sharing in the Internet of Things. In 2018 Global Internet of Things Summit (GIoTS) (pp. 1-6). IEEE.

[24]. Rahman, M. A., & Mohsen, A. (2020). A secure and scalable data management scheme for IoT-based healthcare using blockchain. Journal of Parallel and Distributed Computing, 144, 1-13.

[25]. 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.

[26]. Samir, A., Abd-El-Hafiz, S. K., & Taha, A. (2020). A survey on blockchain-based solutions for the security of the Internet of Things. Journal of Network and Computer Applications, 164, 102674.

[27]. Sharma, P. K., Singh, S., Jeong, Y. S., & Park, J. H. (2017). DistBlockNet: A distributed blockchains-based secure framework for IoT. IEEE Communications Magazine, 55(9), 78-85.

[28]. Xie, S., Zheng, Z., Chen, W., Wu, J., Dai, H. N., & Wang, H. (2019). PoF: A new consensus mechanism for blockchain in the Internet of Vehicles. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 68(8), 7357-7369.

[29]. Zhang, Y., & Wen, J. (2017). An IoT- based smart home security system using blockchain. In 2017 International Symposium on Autonomous Decentralized Systems (ISADS) (pp. 299-303). IEEE.

[30]. Zyskind, G., Nathan, O., & Pentland, A. S. (2015). Decentralizing privacy: Using blockchain to protect personal data. In 2015 IEEE Security and Privacy Workshops (pp. 180-184). IEEE.