Blockchain based hybrid network architecture for the smart city

توضیحات

ABSTRACT

Recently, the concept of “Smart Cities” has developed considerably with the rise and development of the Internet of Things as new form of sustainable development. Smart cities are based on autonomous and distributed infrastructure that includes intelligent information processing and control systems, heterogeneous network infrastructure, and ubiquitous sensing involving millions of information sources. Due to the continued growth of data volume and number of connected IoT devices, however, issues such as high latency, bandwidth bottlenecks, security and privacy, and scalability arise in the current smart city network architecture. Designing an efficient, secure, and scalable distributed architecture by bringing computational and storage resources closer to endpoints is needed to address the limitations of today’s smart city network. In this paper, we propose a novel hybrid network architecture for the smart city by leveraging the strength of emerging Software Defined Networking and  lockchain technologies. To achieve efficiency and address the current limitations, our architecture is divided into two parts: core network and edge network. Through the design of a hybrid architecture, our proposed architecture inherits the strength of both centralized and distributed network architectures. We also propose a Proof-of-Work scheme in our model to ensure security and privacy. To evaluate the feasibility and performance of our proposed model, we simulate our model and evaluate it based on various performance metrics. The result of the evaluation shows the effectiveness of our proposed model.

INTRODUCTION

The Internet of Things (IoT) envisions and offers a promising future for traditional Internet industries and societies, and the realization of smart cities is tightly bound to the IoT outlook. By deploying low-cost sensors and various types of smart objects to collect data in public infrastructure, a smart city increases operational efficiency, shares information with the public, and improves the quality of life, cost of living, and government services as well as the environment . Nowadays, the biggest wave of urbanization around the world and people are moving toward cities because of economy growth and social transformation. Recently, the United Nations has predicted that 86% of developed countries and 64% of the developing countries will be urbanized by 2050 . Gartner’s report forecast that 30% of smart cities’ healthcare applications will have robotics and smart machines, and 10% of smart .cities will .use streetlamps as the backbone for a network of smart cities by 2020

چکیده

به تازگی، مفهوم “شهرهای هوشمند” با رشد و توسعه اینترنت اشیا به عنوان شکل جدید توسعه پایدار به میزان قابل توجهی توسعه یافته است. شهرهای هوشمند مبتنی بر زیرساخت های مستقل و توزیع شده هستند که شامل سیستم های هوشمند پردازش و کنترل اطلاعات، زیرساخت شبکه ناهمگن و سنجش همه جا هستند که میلیون ها منبع اطلاعات را شامل می شود. با توجه به رشد مداوم حجم داده ها و تعداد دستگاه های IoT متصل شده، با این حال، مسائل از جمله تاخیر بالا، تنگناها پهنای باند، امنیت و حریم خصوصی، و مقیاس پذیری در معماری شبکه های هوشمند شهر جریان دارد. طراحي معماري توزيع موثر، امن و مقياسپذير با در اختيار آوردن منابع محاسباتي و ذخيره سازي براي رسيدن به نقاط پاياني براي محدود كردن شبكه هاي هوشمند شهري امروز ضروري است. در این مقاله، یک معماری شبکه ترکیبی جدید برای شهر هوشمند با استفاده از قدرت شبکه های مبتنی بر نرم افزار و تکنولوژی های قفل چینی پیشنهاد می کنیم. برای دستیابی به کارایی و محدود کردن محدودیت های فعلی، معماری ما به دو بخش تقسیم می شود: شبکه اصلی و شبکه لبه. معماری پیشنهاد شده از طریق طراحی معماری ترکیبی، قدرت معماری شبکه متمرکز و توزیع شده را به ارث می برد. ما همچنین یک مدل اثبات شده از کار را در مدل ما پیشنهاد می کنیم تا امنیت و حریم خصوصی را تضمین کند. برای ارزیابی امکان و عملکرد مدل پیشنهادی ما مدل ما را شبیه سازی کرده و بر اساس معیارهای عملکرد مختلف ارزیابی می کنیم. نتیجه ارزیابی اثربخشی مدل پیشنهادی ما نشان می دهد.

مقدمه

اینترنت چیزها (IoT) پیش بینی و آینده ای برای صنایع و جوامع سنتی اینترنت ارائه می دهد و تحقق شهر های هوشمند به شدت به چشم انداز IoT بستگی دارد. با استفاده از سنسورهای کم هزینه و انواع مختلفی از اشیاء هوشمند برای جمع آوری داده ها در زیرساخت های عمومی، شهر هوشمند بهره وری عملیاتی را افزایش می دهد، اطلاعات را در اختیار عموم قرار می دهد و کیفیت زندگی، هزینه زندگی و خدمات دولتی و همچنین محیط . امروزه، بزرگترین موج شهرنشینی در سراسر جهان و مردم به دلیل رشد اقتصادی و تحولات اجتماعی به سمت شهرهای حرکت می کند. به تازگی، سازمان ملل متحد پیش بینی کرده است که تا سال 2050، 86 درصد از کشورهای توسعه یافته و 64 درصد از کشورهای در حال توسعه، شهرنشینی خواهند شد. گزارش گارتنر پیش بینی می کند که 30 درصد از برنامه های بهداشتی شهری شهرهای هوشمند دارای روباتیک و ماشین های هوشمند هستند و 10 درصد از مردم هوشمند، چراغ های خیابانی را به عنوان ستون فقرات شبکه ای از شهرهای هوشمند تا سال 2020 استفاده خواهند کرد.

Year: 2018

Publisher : ELSEVIER

 By : Pradip Kumar Sharma, Jong Hyuk Park

File Information: English Language/ 14 Page / size: 468 KB

Download

سال : 1396

ناشر : ELSEVIER

کاری از : Pradip Kumar Sharma، پارک جونگ هیوک

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 14 صفحه / حجم : KB 468

لینک دانلود