Tegenwoordig, met de snelle ontwikkeling van het Internet of Things, uploadt een groot aantal slimme terminals zoals sensoren, autonome voertuigen en industriële apparatuur voortdurend gegevens naar het netwerk. Hoe een snelle verwerking te realiseren en tegelijkertijd te garanderen dat er niet met de gegevens kan worden geknoeid, is een belangrijk probleem geworden waarmee de technische gemeenschap wordt geconfronteerd. Blockchain wordt beschouwd als een belangrijke oplossing vanwege de beveiligingskenmerken van gedecentraliseerde grootboeken. In echte IoT-scenario’s is het echter vaak moeilijk om met de reactiesnelheid van het blockchain-systeem aan de “bijna realtime” vraag te voldoen.

Een informatica-onderzoeksteam van de Chiba Universiteit in Japan wees erop dat het fundamentele knelpunt dat de snelheid beperkt niet het blockchain-protocol zelf is, maar de point-to-point-communicatiemethode tussen knooppunten en de inefficiëntie van datatransmissie veroorzaakt door onjuist netwerktopologieontwerp. Ze ontdekten dat weinig eerdere onderzoeken systematisch de impact van overlay-topologie en knooppuntselectiestrategieën op IoT-blockchain-vertragingen hebben onderzocht, waardoor het netwerk gevoelig is voor congestie en wachtrijen bij uitbreiding.

Om de werkelijke oorzaak van de vertraging te achterhalen, heeft het onderzoeksteam door middel van simulatie een verscheidenheid aan blockchain-clientverbindingsstructuren gebouwd en een vergelijkende analyse van de prestaties onder verschillende netwerktopologieën uitgevoerd. De resultaten laten zien dat in een gedecentraliseerde IoT-omgeving dezelfde transactie of hetzelfde blok herhaaldelijk via meerdere links wordt doorgestuurd, en dat het aantal datakopieën snel toeneemt, wat een van de belangrijkste factoren is die netwerkcongestie veroorzaken. Wanneer communicatiepaden aanzienlijk overlappen, worden transacties en blokken in de wachtrij geplaatst tussen knooppunten die wachten om te worden doorgestuurd, en wordt de algehele bevestigingstijd aanzienlijk verlengd.

Als reactie op dit probleem stelde het team een ​​gedecentraliseerd, lichtgewicht nieuw algoritme "Dual Perigee" voor om de verbindingsrelatie van blockchain-knooppunten in het IoT-netwerk te optimaliseren. In plaats van te vertrouwen op willekeurige verbindingen, evalueren apparaten die Dual Perigee gebruiken bestaande verbindingen op basis van hoe snel naburige knooppunten transacties kunnen doorsturen en blokken kunnen voltooien. Als een verbinding lange tijd slecht presteert, zal het apparaat actief de verbinding verbreken en efficiëntere buren zoeken, waardoor het hele netwerk spontaan kan evolueren naar een topologie die meer bevorderlijk is voor hogesnelheidstransmissie zonder de noodzaak van centrale controle.

Het onderzoeksteam testte Dual Perigee in een IoT blockchain-simulatienetwerk met 50 knooppunten. De resultaten laten zien dat het algoritme de blokgerelateerde latentie met 48,54% vermindert in vergelijking met de standaardmethode die wordt gebruikt in de Ethereum-blockchain, terwijl het ook een prestatieverbetering van meer dan 23% bereikt in vergelijking met eerder voorgestelde geavanceerde technologieën zoals Perigee. Het is vermeldenswaard dat deze verbeteringen worden bereikt met vrijwel geen toename van de rekenlast van IoT-terminals, omdat Dual Perigee alleen vertrouwt op passieve metingen die incidenteel worden gegenereerd wanneer het knooppunt gegevens ontvangt, en de verwerkingsbelasting van het algoritme zelf minimaal is.

Kien Nguyen, universitair hoofddocent aan de Chiba University Graduate School of Advanced Studies/Graduate School of Informatics, zei dat dit onderzoek probeert een brug te slaan tussen het theoretische ontwerp en de daadwerkelijke inzet van de IoT-blockchain. Door de fundamentele oorzaken van hoge latentie te verduidelijken, wordt een gedecentraliseerde oplossing voorgesteld die zowel eenvoudig als implementeerbaar is. Het artikel werd gezamenlijk voltooid door Koki Koshikawa, Yue Su, Hiroo Sekiya en anderen van de Chiba Universiteit, en werd op 17 december 2025 gepubliceerd in "IEEE Transactions on Network and Service Management".

Onderzoekers zijn van mening dat dit latentiebewuste, gedecentraliseerde knooppuntselectiemechanisme de basis legt voor een nieuwe generatie blockchain-platforms die in de toekomst realtime, bedrijfskritische IoT-diensten ondersteunen. Met de aanzienlijke vermindering van de bevestigings- en distributietijd van blockchain-gegevens wordt verwacht dat het systeem zal voldoen aan de behoeften van extreem tijdgevoelige applicaties. Ruan Jian wees erop dat Dual Perigee een veiligere, responsievere en betrouwbaardere digitale infrastructuur kan ondersteunen.

Naarmate de omvang van het Internet of Things blijft groeien en de systeemcomplexiteit toeneemt, zullen betrouwbare en gedecentraliseerde communicatiemechanismen steeds belangrijker worden. Het onderzoeksteam is van mening dat Dual Perigee naar verwachting zal worden gebruikt in een reeks opkomende IoT-diensten die snelle en betrouwbare gegevensuitwisseling vereisen, waaronder slimme steden, slimme huizen, industriële monitoring, medische en gezondheidszorgsystemen en het volgen van de toeleveringsketen. Dit onderzoek ontving projectfinanciering van de Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) en de Japan Science and Technology Agency (JST), wat verder het belang weerspiegelt dat relevante instellingen hechten aan de integratietechnologie van het Internet of Things en blockchain.

Samengesteld uit /ScitechDaily