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Integrity Guarantee System in IoT Virtual Environment Platform: Through Hyperedfger Indy and MQTT

IoT 가상환경 플랫폼에서의 무결성 보장 시스템:Hyperledger Indy와 MQTT를 통하여

  • 홍유성 (동의대학교 게임공학과) ;
  • 김근형 (동의대학교 게임공학과, 불록체인기술연구소)
  • Received : 2024.01.08
  • Accepted : 2024.02.17
  • Published : 2024.04.30
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Abstract

In this paper, we propose a system that improves the data integrity of IoT(Internet of Things) devices in the virtual environment by combining Hyperledger Indy and MQTT(Message Queuing Telemetry Transport). The system complements the limitations of the centralized system by realizing a DPKI(Decentralized Public Key Infrastructure) structure that utilizes a distributed network in publish-subscribe(pub/sub) pattern communication. Digital signature technology was applied to ensure the data integrity of IoT devices and communication scenarios between the four core components of the client, IoT device, broker, and blockchain, as well as a topic structure using a decentralized identifier to ensure safety in the virtual environment. We present a systematic method for transparent data exchange. To prove the performance of the proposed system, this paper conducted experiments on four scenarios and evaluated communication performance in a virtual environment. The experimental results confirmed that the proposed system provides a reliable IoT data communication structure in a virtual environment.

본 논문에서는 Hyperledger Indy와 MQTT를 결합하여 가상환경에서의 IoT(Internet of Things) 디바이스의 데이터 무결성을 높이는 시스템을 제안한다. 이 시스템은 발행-구독(pub/sub) 패턴의 통신에서 분산형 네트워크를 활용한 DPKI(Decentralized Public Key Infrastructure) 구조를 실현하여 중앙집중형 시스템의 한계를 보완한다. IoT 디바이스의 데이터 무결성을 보장하기 위해 디지털 서명 기술을 적용하였고 클라이언트, IoT 디바이스, 브로커, 블록체인의 네 가지 핵심 요소 간의 통신 시나리오와 분산 식별자(Decentralized Identifier)를 활용한 토픽 구조를 통해 가상 환경에서 안전화고 투명한 데이터 교환을 위한 체계적인 방법을 제시한다. 본 논문은 제안된 시스템의 성능을 입증하기 위해 네 가지 시나리오에 대해서 실험을 수행하고 가상환경에서의 통신 성능을 평가하였다. 실험 결과 제안된 시스템이 가상환경에서 신뢰성 있는 IoT 데이터 통신구조를 제공함을 확인하였다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2021년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임 (NRF-2021R1F1A1047573).

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