I. Giới thiệu luận án tiến sĩ
Luận án tiến sĩ tập trung vào việc đề xuất một giải pháp bảo mật dựa trên công nghệ blockchain cho liên mạng vạn vật (IoT). Với sự phát triển nhanh chóng của IoT, các thách thức về an ninh mạng và bảo mật dữ liệu ngày càng gia tăng. Luận án nhấn mạnh sự cần thiết của một nền tảng bảo mật hiệu quả, đảm bảo tính phi tập trung, minh bạch, và kiểm toán thông qua việc ứng dụng blockchain. Nền tảng đề xuất không chỉ tối ưu hóa hiệu năng của các Miner trong việc xác minh giao dịch mà còn cung cấp các chức năng bảo mật như lưu trữ dữ liệu, chia sẻ dữ liệu, và kiểm soát truy cập.
1.1. Lý do chọn đề tài
Sự gia tăng số lượng thiết bị IoT kéo theo nhu cầu về bảo mật IoT và an toàn dữ liệu. Các nền tảng bảo mật truyền thống dựa trên kiến trúc tập trung có nhiều hạn chế về tính sẵn sàng và khả năng mở rộng. Trong khi đó, công nghệ phân tán như blockchain mang lại nhiều ưu điểm, đặc biệt là tính phi tập trung và minh bạch. Luận án chọn đề tài này nhằm khắc phục các hạn chế của các nền tảng hiện có và đề xuất một giải pháp toàn diện hơn.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của luận án là đề xuất một nền tảng bảo mật dựa trên blockchain cho IoT, tối ưu hóa hiệu năng của các Miner trong việc xác minh giao dịch và đồng thuận dữ liệu. Ngoài ra, luận án cũng đề xuất các chức năng bảo mật như lưu trữ dữ liệu an toàn, chia sẻ dữ liệu đảm bảo tính riêng tư, và kiểm soát truy cập dựa trên thời gian được cấp phép.
II. Tổng quan về công nghệ blockchain và IoT
Luận án cung cấp cái nhìn tổng quan về công nghệ blockchain và liên mạng vạn vật (IoT). Blockchain được xem là một hệ thống phân tán với các ưu điểm như tính phi tập trung, minh bạch, và kiểm toán. Trong khi đó, IoT là một mạng lưới kết nối các thiết bị vật lý để trao đổi dữ liệu. Sự kết hợp giữa blockchain và IoT mang lại nhiều lợi ích, đặc biệt là trong việc đảm bảo an ninh mạng và bảo mật thông tin.
2.1. Công nghệ blockchain
Blockchain là một chuỗi khối dữ liệu được liên kết với nhau thông qua các thuật toán mã hóa. Các giao thức đồng thuận như PoW, PoS, và PBFT đóng vai trò quan trọng trong việc xác minh giao dịch và tạo khối mới. Luận án phân tích các loại mạng blockchain và các hình thức tấn công bảo mật trên blockchain.
2.2. Liên mạng vạn vật IoT
IoT là một mạng lưới kết nối các thiết bị thông qua công nghệ IoT. Các thiết bị này thường có khả năng tính toán và lưu trữ hạn chế, đặt ra thách thức lớn cho việc triển khai các giải pháp bảo mật. Luận án nhấn mạnh sự cần thiết của một nền tảng bảo mật hiệu quả để đảm bảo an toàn dữ liệu và an ninh mạng.
III. Nền tảng bảo mật đề xuất
Luận án đề xuất một nền tảng bảo mật dựa trên blockchain cho IoT, tập trung vào việc tối ưu hóa hiệu năng của các Miner trong việc xác minh giao dịch và đồng thuận dữ liệu. Nền tảng này được thiết kế để hoạt động hiệu quả trong hai trường hợp: (1) tất cả các Miner đều tin cậy, và (2) tồn tại một số Miner không đáng tin cậy nhưng chiếm thiểu số. Ngoài ra, nền tảng cũng cung cấp các chức năng bảo mật như lưu trữ dữ liệu, chia sẻ dữ liệu, và kiểm soát truy cập.
3.1. Hiệu năng của Miner
Luận án đánh giá hiệu năng của các Miner trong việc xác minh giao dịch và tạo khối mới. Kết quả cho thấy, nền tảng đề xuất giúp tăng số lượng giao dịch được xác minh và giảm thời gian Mining khi số lượng Miner tăng lên.
3.2. Giải pháp phát hiện Hot IP
Để đảm bảo tính ổn định của nền tảng, luận án đề xuất một giải pháp phát hiện nhanh các Hot-IP trên các Miner. Giải pháp này giúp phát hiện sớm các nguy cơ tấn công từ chối dịch vụ từ các Node độc hại trong mạng.
IV. Ứng dụng thực tiễn và đánh giá
Luận án đánh giá tính hiệu quả và thực tiễn của nền tảng đề xuất thông qua các thử nghiệm và so sánh với các nền tảng bảo mật hiện có. Kết quả cho thấy, nền tảng này không chỉ tối ưu hóa hiệu năng của các Miner mà còn cung cấp các chức năng bảo mật toàn diện hơn. Ngoài ra, luận án cũng đề xuất hướng phát triển trong tương lai để tiếp tục cải thiện nền tảng.
4.1. Đánh giá hiệu năng
Các thử nghiệm cho thấy, nền tảng đề xuất giúp tăng số lượng giao dịch được xác minh và giảm thời gian Mining so với các nền tảng hiện có. Điều này chứng tỏ tính hiệu quả của nền tảng trong việc xử lý giao dịch và đồng thuận dữ liệu.
4.2. Hướng phát triển
Luận án đề xuất các hướng phát triển trong tương lai, bao gồm việc tích hợp thêm các công nghệ phân tán và cải thiện các chức năng bảo mật hiện có. Điều này sẽ giúp nền tảng trở nên linh hoạt và hiệu quả hơn trong việc đáp ứng các nhu cầu bảo mật của IoT.
