Ứng dụng blockchain để tăng cường tính toàn vẹn và bảo mật trong quản lý lưu trữ và chia sẻ dữ liệu IoT

Bài viết trình bày một giải pháp ứng dụng Blockchain để tăng cường tính toàn vẹn và bảo mật trong quá trình lưu trữ và chia sẻ dữ liệu IoT. Kết quả hiện thực thử nghiệm của nhóm đã chứng minh tính khả thi của giải pháp đề xuất.

Kỷ yếu Hội nghị KHCN Quốc gia lần thứ XII Nghiên cứu ứng dụng Công nghệ thông tin (FAIR); Huế, ngày 07-08/6/2019 DOI: 10.15625/vap.2019.00066 ỨNG DỤNG BLOCKCHAIN ĐỂ TĂNG CƯỜNG TÍNH TỒN VẸN VÀ BẢO MẬT TRONG QUẢN LÝ LƯU TRỮ VÀ CHIA SẺ DỮ LIỆU IOT Lê Trung Kiên, Phạm Thị Ngọc Mỹ, Nguyễn Hoài Quốc Trung, Phạm Hoàng Anh* Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính, Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM {1511640, 1512049, 1414294, anhpham}@hcmut.edu.vn TÓM TẮT: Nhu cầu chia sẻ liệu có sẵn để rút ngắn thời gian tiết kiệm chi phí q trình phát triển triển khai hệ thống thông minh dựa tảng IoT ngày nhiều thực tế Tuy nhiên, việc chia sẻ liệu gặp nhiều thách thức việc đảm bảo tính tồn vẹn, bảo mật cơng trình chia sẻ liệu Bên cạnh đó, thiết bị thu thập liệu IoT thường bị giới hạn khả xử lý dễ bị cơng mơ hình tập trung hầu hết hệ thống IoT Trong đó, cơng nghệ chuỗi khối (Blockchain) lên giải pháp tiềm hỗ trợ giải thách thức trình chia sẻ liệu IoT đề cập Trong báo này, nhóm tác giả trình bày giải pháp ứng dụng Blockchain để tăng cường tính tồn vẹn bảo mật q trình lưu trữ chia sẻ liệu IoT Kết thực thử nghiệm nhóm chứng minh tính khả thi giải pháp đề xuất Từ khóa: Internet of Things; Blockchain; Smart Contract; bảo mật toàn vẹn liệu I GIỚI THIỆU Internet vạn vật (IoT) công nghệ chủ chốt công nghiệp 4.0 mạng lưới thiết bị gia dụng, phương tiện giao thông, thiết bị vật lý tích hợp điện tử, phần mềm kết nối IoT giúp cho thiết bị kết nối trở nên thơng minh Chúng giám sát điều khiển từ xa người, chí chúng giao tiếp, tương tác qua mạng Internet mà khơng cần có tương tác trực tiếp với người IoT đời nhờ phát triển công nghệ cảm biến, liệu lớn, trí thơng minh nhân tạo sở hạ tầng kết nối mạng Trong hệ thống IoT, cảm biến đóng vai trị giác quan giúp cho thiết bị IoT thu thập liệu môi trường xung quanh Dữ liệu thu thập xử lý chỗ gửi lên máy chủ từ xa thông qua hạ tầng mạng để thực phân tích phức tạp Dựa kết phân tích liệu, thiết bị IoT thực hành động thơng qua thiết bị điều khiển khí (actuator) IoT ngày đóng vai trị quan trọng đời sống, ứng dụng vô rộng rãi hầu hết lĩnh vực Số lượng thiết bị IoT Cisco dự đoán đạt 50 tỷ vào năm 2020 [1] Chúng đèn thơng minh, máy điều hịa thơng minh nhà bạn, đến thiết bị theo dõi sức khỏe đồng hồ thông minh, máy đo đường huyết hay chí đèn giao thông thông minh thành phố Nhờ vào thiết bị IoT này, khái niệm nhà thông minh, công sở thông minh, nông trại, nhà máy chí thành phố thơng minh khơng cịn xa lạ Hơn nữa, hàng loạt công nghệ truyền tải đời phục vụ cho mạng máy tính nói chung IoT nói riêng Bluetooth, WiFi, LTE, Zigbee, Z-Wave, 6LoWPAN, NFC, GSM, LoRa, NB-IoT gần 5G Những thiết bị IoT thông minh, ứng dụng thông minh dịch vụ thông minh chủ yếu tạo sở phân tích từ liệu thu thập dựa tảng IoT Các liệu phải thu thập thời gian đủ dài để tạo sở tri thức cho hệ thống phân tích liệu Và giải pháp thường chọn để rút ngắn thời gian phát triển ứng dụng IoT sử dụng liệu chia sẻ từ hệ thống thu thập liệu có Tuy nhiên, việc quản lí chia sẻ liệu khơng tốt gây thơng tin nhạy cảm, ví dụ: tình trạng sức khỏe, quyền điều khiển thiết bị Vì vậy, cần có chế quản lí truy cập chia sẻ liệu thích hợp Các thiết bị đầu cuối hệ thống IoT thường bị hạn chế khả lưu trữ khả xử lí nên đa phần chế phức tạp quản lý truy cập hay giải thuật phức tạp quản lý liệu chia sẻ thường đảm nhận máy chủ tập trung Tuy nhiên, mơ hình tập trung lại có nhược điểm lớn tính sẵn sàng thấp, thiếu minh bạch, thiếu bảo mật, dễ bị thao túng từ bên cơng từ bên ngồi Trong đó, sau thành cơng lĩnh vực tài chính, Blockchain chứng minh tiềm ứng dụng nhiều lĩnh vực khác giáo dục, y tế, nông nghiệp, quản lý chuỗi cung ứng dịch vụ công nhờ tính chất ưu việt bao gồm bảo tồn liệu, giao tiếp thông qua mạng ngang hàng dựa luật đồng thuận, tạo môi trường đảm bảo tính minh bạch tồn vẹn liệu Có thể thấy Blockchain có tính chất có khả giải thách thức việc chia sẻ liệu IoT đề cập Bên cạnh đó, chuyên gia lĩnh vực nghiên cứu lẫn công nghiệp không ngừng nỗ lực chạy đua để kết hợp Blockchain hệ thống IoT hữu để giải vấn đề khác Khả kết hợp Blockchain IoT trở nên rõ ràng từ xuất hợp đồng thơng minh (smart contract), chương trình máy tính tự động thực thi điều khoản hợp đồng Sau hợp đồng (contract) biên dịch, tải lên mạng Blockchain xác định địa Tất người dùng mạng Lê Trung Kiên, Phạm Thị Ngọc Mỹ, Nguyễn Hồi Quốc Trung, Phạm Hồng Anh 521 Blockchain kích hoạt chức contract cách gửi transaction (giao dịch blockchain) đến contract Nhờ vào môi trường Blockchain, việc thực thi contract đảm bảo xác cơng minh Trong báo này, nhóm tác giả trình bày mơ hình sử dụng Blockchain kết hợp smart contract giải pháp thay kiến trúc tập trung vấn đề quản lý truy cập chia sẻ liệu IoT Phần cịn lại báo trình bày sau: số nghiên cứu liên quan với đề tài báo giới thiệu phần II Tiếp theo đó, phần III trình bày kiến trúc mơ hình mơ tả hoạt động hệ thống mà nhóm nghiên cứu đề xuất cho giải pháp quản lí chia sẻ liệu IoT Phần IV trình bày kết thực hệ thống thử nghiệm dựa mơ hình đề xuất nhóm Phần V thảo luận ưu nhược điểm mơ hình đề xuất dựa việc kết hợp tận dụng tính chất ưu việt Blockchain Và cuối cùng, nhóm nghiên cứu tóm tắt số kết đạt đưa hướng phát triển II CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN Tương tự chủ đề mà nhóm tác giả thực hiện, có nhiều nghiên cứu khác thực để chứng minh tiềm việc kết hợp Blockchain vào IoT Một số nghiên cứu tiêu biểu tóm tắt sau:  Nhóm tác giả [3] thực khảo sát hàng loạt mơ hình phịng chống, phát xâm nhập IoT, từ đưa hướng nghiên cứu liên quan đến việc bảo mật hệ thống IoT sử dụng Blockchain Trong đó, nhóm tác giả [4] thực khảo sát nhiều phương án khác hệ thống thực tế kết hợp IoT Blockchain  Nhóm tác giả [5] đề xuất mạng Blockchain "lightweight" dùng cho hệ thống IoT với ví dụ cụ thể hệ thống nhà thơng minh Nhóm tác giả tiếp tục tiến hành nghiên cứu đánh giá sâu [6] tổng hợp lại [7] Nghiên cứu áp dụng để phát triển mơ hình cập nhật phần mềm đề xuất nghiên cứu [8]  IOTA [9] xây dựng cấu trúc liệu gọi Tangle sáng tạo từ Blockchain Hệ thống sử dụng đồng tiền mã hóa có tên IOTA, giao dịch thiết kế thích hợp cho việc trao đổi liệu IoT  Nhóm tác giả [10] [11] sử dụng smart contract thực chế quản lí truy cập an tồn cho thiết bị IoT để đảm bảo tính tồn vẹn liệu IoT lưu trữ trao đổi  Nghiên cứu [12] đưa bốn giao thức tảng Blockchain có sử dụng hàm hash, hàm mã hóa, sử dụng dịch vụ lưu trữ đám mây  Nhờ re-encryption key, nghiên cứu [13], [14] sử dụng Blockchain node mà không cần tin tưởng proxy server (máy chủ trung gian) để chuyển tiếp liệu bên cách an tồn III MƠ HÌNH ĐỀ XUẤT Hình mơ tả kiến trúc mơ hình quản lý chia sẻ liệu Data Owner (những người sở hữu liệu) Data Consumer (những người muốn sử dụng liệu) mà nhóm nghiên cứu đề xuất thực thử nghiệm Data Owner sở hữu nhiều thiết bị IoT sinh liệu (IoT end-devices) Do thiết bị IoT có khả xử lí thấp sử dụng nhiều giao thức truyền liệu khác nhau, chúng kết nối đến Gateway cổng giao tiếp với môi trường Internet Data Owner sử dụng Off-chain Storage (ví dụ: dịch vụ lưu trữ đám mây) để lưu trữ liệu Data Owner Blockchain Off-chain Storage Smart Contract IoT Gateway IoT end-devices Hình Kiến trúc mơ hình đề xuất Data Consumer ỨNG DỤNG BLOCKCHAIN TRONG QUẢN LÝ LƯU TRỮ VÀ CHIA SẺ DỮ LIỆU IOT 522 Có 02 q trình bao gồm (1) trình thu thập liệu (2) trình quản lý chia sẻ liệu 08 bước đánh dấu Hình Đối với trình thu thập liệu (thể nét đứt hình)  Các thiết bị IoT (IoT end-devices) kết nối gửi liệu đến Gateway, liệu gửi bao gồm liệu mà thiết bị thu thập thời gian thu thập liệu đó, ngồi cịn đính kèm với mã ID thiết bị để định danh Gateway  Sau nhận liệu từ thiết bị IoT, Gateway tiến hành mã hóa liệu public key Data Owner sau lưu trữ lên Off-chain Storage theo giao thức thiết lập sẵn Với ID gửi kèm theo liệu từ thiết bị, Gateway lưu trữ liệu theo ID thiết bị Off-chain Storage Vì liệu thiết bị IoT liệu theo thời gian nên Off-chain Storage thiết lập theo sở liệu Realtime để phù hợp với thiết bị IoT Các bước trình quản lý chia sẻ liệu mô tả sau  Bước 1: Chủ sở hữu Data Owner đăng ký thơng tin thiết bị mình, xem danh sách thiết bị mà đăng ký, danh sách người chia sẻ liệu thông qua Smart Contract  Bước 2: Data Consumer gửi vào Smart Contract lượng tiền (chi phí cho việc sử dụng liệu chia sẻ) tương ứng với thiết bị khoảng thời gian họ muốn lấy liệu, chi phí thơng báo ứng dụng Data Consumer Giao dịch bị huỷ Data Consumer khơng chuyển đủ chi phí cần thiết để nhận liệu chia sẻ  Bước 3: Gateway lắng nghe kiện yêu cầu truy cập liệu thành công từ Smart Contract  Bước 4: Sau nhận thông báo yêu cầu truy cập liệu thành cơng từ Smart Contract, Gateway tiến hành trích xuất liệu tương ứng với thời gian yêu cầu từ Off-chain Storage để giải mã, sau mã hóa public key Data Consumer, kèm theo Gateway hash liệu gửi đính kèm mã hash vào liệu  Bước 5: Gateway tiến hành gửi liệu thông qua API Data Consumer cung cấp yêu cầu liệu Khi gửi liệu đi, Gateway xác nhận Smart Contract gửi liệu  Bước 6: Data Consumer nhận kiện từ Smart Contract thông báo liệu yêu cầu gửi, kèm theo giá trị hash liệu  Bước 7: Data Consumer kiểm tra tính tồn vẹn liệu xác nhận nhận liệu với liệu công bố với Smart Contract  Bước 8: Smart Contract gửi tiền Data Consumer gửi vào Smart Contract lúc yêu cầu cho Data Owner IV HIỆN THỰC Để chứng minh tính khả thi đánh giá mơ hình đề xuất, nhóm tác giả thực thử nghiệm hệ thống quản lý chia sẻ liệu IoT dựa mơ hình đề xuất Etherum - tảng Blockchain mở hỗ trợ triển khai Smart Contract cách dễ dàng Trong mơ hình đề xuất nhóm, có đối tượng Data Owner, Data Consumer Smart Contract dùng để thực bước trình quản lý chia sẻ trao đổi liệu Data Owner Data Consummer Như vậy, phần lõi mơ hình đề xuất việc thiết kế thực Smart Contract A Smart Contract Mỗi người dùng tham gia hệ thống định danh chuỗi số nhất, địa dùng Ethereum Smart contract lưu trữ danh sách Data Owner, người sở hữu danh sách thiết bị mà đăng ký hệ thống Khi đăng ký thiết bị, Data Owner phải cung cấp hai thông tin định danh thiết bị deviceId giá tiền theo ngày dailyPrice mà người dùng phải bỏ để mua liệu thiết bị Do trình thực thi smart contract xảy môi trường máy ảo Ethereum (EVM), smart contract thơng báo cho mơi trường bên ngồi biết kiện diễn bên Để làm điều này, smart contract hỗ trợ tạo event có chứa thông tin định người dùng bên ngồi mơi trường Blockchain lắng nghe event Hình mơ tả thực lược đồ trình quản lý trao đổi liệu Data Owner Data Consumer dựa kiện thực thi Smart Contract tương ứng với 08 bước kiến trúc mơ hình đề xuất Cụ thể  Bước 1: Khi thiết bị đăng ký thành công, event NewDeviceAdded phát Data Consumer biết kiện  Bước 2: Để yêu cầu liệu, Data Consumer chọn định danh thiết bị, liệu cần mua khoảng thời gian nào, số tiền cần thiết gọi hàm requestData Đồng thời, để Gateway mã hóa liệu gửi đến địa chỉ, Data Consumer cung cấp public key publicKey API mà muốn Gateway gửi liệu đến Lê Trung Kiên, Phạm Thị Ngọc Mỹ, Nguyễn Hoài Quốc Trung, Phạm Hoàng Anh 523  Bước 3: Khi nhận yêu cầu từ Data Consumer, Smart Contract kiểm tra điều kiện yêu cầu liệu có hợp lý khơng, thiết bị u cầu có tồn khơng, số tiền Data Consumer gửi đến có đủ khơng Nếu yêu cầu liệu không hợp lệ, event RequestDataFail phát Ngược lại, trường hợp yêu cầu hợp lệ, event RequestDataSuccess phát ra, Smart Contract tính giá trị hash từ ba thơng số định danh Data Owner, định danh Data Consumer thời gian yêu cầu, giá trị hash xem định danh giao dịch  Bước 4: Khi Gateway lắng nghe event RequestDataSuccess, Gateway sử dụng thông tin cần thiết từ event, lấy liệu tương ứng yêu cầu từ Off-chain Storage cách gọi hàm getData, thực trình mã hóa liệu public-private key Data Owner Sau đó, liệu mã hố public key Data Consumer  Bước 5: Gateway gửi liệu đến API mà Data Consumer cung cấp cách gọi hàm sendData Đồng thời, Gateway gọi hàm confirmSentData Smart Contract, có gửi kèm định danh giao dịch giá trị hash liệu  Bước 6: Một Smart Contract nhận xác nhận gửi thông tin Data Owner, Smart Contract phát event DataSent  Bước 7: Khi Data Consumer nhận kiện DataSent biết nhận liệu Data Consumer tiến hành giải mã liệu, tính giá trị hash liệu nhận so sánh với giá trị hash Data Owner cung cấp Nếu trùng khớp, nghĩa liệu đảm bảo tính tồn vẹn, Data Consumer gọi cách hàm confirmReceivedData để xác nhận nhận liệu thành công  Bước 8: Smart Contract gửi số tiền mà Data Consumer đặt trước đến cho Data Owner phát event DataReceived để Data Owner biết Data Consumer nhận liệu thành cơng Hình Lược đồ q trình quản lý chia sẻ trao đổi liệu mơ hình đề xuất ỨNG DỤNG BLOCKCHAIN TRONG QUẢN LÝ LƯU TRỮ VÀ CHIA SẺ DỮ LIỆU IOT 524 B Data Owner Một Data Owner quản lý 03 thành phần bao gồm (1) Off-chain Storage, (2) Gateway (3) Thiết bị IoT (IoT end-devices) mơ hình đề xuất Các thành phần thực mô tả sau Off-chain Storage: có chức lưu trữ liệu IoT thu thập từ thiết bị IoT, ví dụ: nhiệt độ, độ ẩm Các liệu lưu trữ theo định dạng sau: { times: { }, // mốc thời gian liệu thu thập value: { } // giá trị liệu } Trong q trình thực hệ thống, nhóm tác giả sử dụng sở liệu RealTime FireBase Google cung cấp đóng vai trị Off-chain Storage mơ hình đề xuất FireBase tảng ứng dụng di động web với công cụ hạ tầng thiết kế để giúp lập trình viên xây dựng ứng dụng cách nhanh chóng chất lượng Gateway: thực Nodejs chạy board Raspberry Pi3 có giao diện thực HTML JavaScript Gateway bao gồm chức sau đây:  Nhận liệu từ thiết bị IoT mã hóa liệu sau lưu trữ liệu lên Firebase  Lấy liệu từ Firebase để giải mã, sau lọc liệu cần thiết, mã hóa lại public key người yêu cầu liệu gửi liệu đến cho họ theo định dạng: { Hash: { } // giá trị hash liệu để kiểm tra tính đắn toàn vẹn RequestData: { } // liệu IoT yêu cầu }  Hỗ trợ giao diện người dùng chủ sở hữu liệu tương tác với Smart Contract: đăng ký thiết bị mới, lấy danh sách thiết bị đăng ký danh sách người yêu cầu liệu, thống kê liệu thu thập từ thiết bị IoT Ngồi cịn hỗ trợ tính đăng nhập để tăng tính bảo mật hệ thống Thiết bị IoT: bao gồm thiết bị có chức thu thập liệu gửi đến Gateway để lưu trữ liệu gửi cách liên tục Và thiết bị báo thực ngôn ngữ C phần cứng nhúng arduino Các thư viện sử dụng phần thực bao gồm:     Web3.js dùng để tương tác với Smart Contract thông qua Front-end Gateway Eth-Crypto: dùng để giải mã mã hóa liệu Public Key Private key FireBase: dùng để liên kết sử dụng sở liệu FireBase Johnny-Five: dùng để giao tiếp thiết bị IoT (Arduino) với Server Nodejs C Data Consumer Các chức Data Consumer thực ngơn ngữ JavaScript theo mơ hình Mern Stack Người dùng tương tác với hệ thống thông qua giao diện web viết Reactjs với phần Backend thực Nodejs, Express MongoDB Cụ thể, Data Consumer có chức sau:      Tạo ví Ethereum để thực tốn cho Data Owner yêu cầu chia sẻ liệu Hiển thị danh sách Data Owner thông tin thiết bị IoT mà họ sở hữu Thực yêu cầu liệu từ thiết bị IoT Xác nhận nhận liệu yêu cầu từ Data Owner Giải mã liệu mã hóa nhận từ Data Owner Trong trình thực ứng dụng cho Data Consumer, nhóm tác giả sử dụng thư viện sau đây:  Ethereumjs-wallet Ethereumjs-util để tạo ví Ethereum  Web3.js Ethereumjs-tx dùng để ký gửi transaction đến mạng Ethereum  Eth-Crypto: dùng để giải mã liệu Private Key tài khoản Ethereum V ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG Trong mơ hình hệ thống đề xuất, việc quản lý chia sẻ trao đổi liệu thực thông qua smart contract – xem phần lõi hệ thống đề xuất Do đó, nhóm thực kiểm tra tính đắn smart Lê Trung Kiên, Phạm Thị Ngọc Mỹ, Nguyễn Hoài Quốc Trung, Phạm Hoàng Anh 525 contract cách sử dụng Truffle tạo môi trường Ethereum ảo để thực unit test cho smart contract 100 tài khoản khởi tạo tài khoản đóng vài trò Data Consumer Data Owner để thực chức tương tác với smart contract trình trao đổi liệu Kết cho thấy 100% chức hoạt động smart contract với thiết kế Mơ hình đề xuất nhóm tác giả kết hợp Blockchain Smart Contract nên hệ thống tận dụng lợi như: Smart contract thay bên thứ ba trung gian giao dịch, từ giúp giảm chi phí Hơn nữa, tảng phi tập trung Blockchain giúp tăng tính sẵn sàng hạn chế công DoS cho dịch vụ mà Smart Contract cung cấp; Tận dụng hệ thống private key, public key sẵn có blockchain để mã hóa liệu, đảm bảo tính bảo mật cho liệu; tồn q trình giao dịch truy vết Từ đó, hệ thống mà nhóm đề xuất đáp ứng tiêu chí bảo mật liệu sau  Tính bảo mật, riêng tư (Confidentiality): Cơ chế cấp quyền mã hóa áp dụng, đảm bảo Data Owner người cấp quyền truy cập đọc liệu  Tính tồn vẹn liệu (Integrity): Trong q trình trao đổi liệu, giá trị hash sử dụng làm chứng cho việc liệu không bị thay đổi Ngoài ra, Blockchain đảm bảo giao dịch xảy khơng thể xóa sửa  Tính sẵn sàng (Availability): Nhờ thay mơ hình tập trung, dịch vụ Smart Contract mang lại tính sẵn sàng cao Dịch vụ xử lý Gateway đảm bảo hoạt động tốt nhờ chế cấp quyền chế chống yêu cầu liên tục Smart Contract Hơn nữa, tốc độ xử lý so với giao dịch giới thực, hệ thống tránh tranh chấp tăng tốc độ giao dịch Tuy nhiên, tốc độ xử lí giao dịch bị hạn chế tốc độ xử lý mạng Blockchain tuỳ vào thời điểm khác (ví dụ: mặt lý thuyết: khoảng 12giây để đóng block mạng Ethereum) Do đó, thực tế hệ thống hoạt động chậm số lượng giao dịch bùng nổ Nhóm tác giả tiến hành thử nghiệm đo đạc thời gian tính từ lúc Data Consumer gởi yêu cầu liệu Data Consumer nhận liệu Data Owner theo mơ hình đề xuất Q trình thực nghiệm thực 50 lần với thời điểm khác tổng hợp Bảng Bảng Kết thực nghiệm thời gian xử lý trình trao đổi liệu Data Consumer Data Owner Thời gian tối thiểu Thời gian trung bình Thời gian tối đa Độ lệch chuẩn 67 (giây) 111 (giây) 165 (giây) 26.8 (giây) VI KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Khi số lượng thiết bị IoT ngày tăng lên, việc kiểm soát truy cập liệu minh bạch sử dụng liệu quan trọng lượng liệu khổng lồ tạo từ thiết bị Trong báo này, nhóm tác giả trình bày mơ hình thực cho việc quản lý chia sẻ liệu phi tập trung IoT nhằm nâng cao tính bảo mật, riêng tư toàn vẹn liệu dựa việc tận dụng tính chất ưu việt cơng nghệ Blockchain kết hợp smart contract Kết thực thử nghiệm cho thấy tiềm tính khả thi giải pháp đề xuất Trong thời gian tới nhóm nghiên cứu tiếp bổ sung chức quản lý quyền truy cập khác thiết bị IoT, cụ thể quyền truy cập (authorization authentication) thiết bị IoT hệ thống để tăng cường tính bảo mật thiết bị hệ thống VII LỜI CẢM ƠN Nhóm tác giả tran trọng cảm on hỗ trợ tu vấn kỹ thuạt chuyên gia công ty Infinity Blockchain Labs, Công ty Vietnam Blockchain Corporation Công ty VieTech Holdings trình thực nghiên cứu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Dave Evans, “The Internet of Things: How the next evolution of the internet is changing everything”, Cisco White Paper [Online] Available at: https://bit.ly/2b6Wm55 [2] S Nakamoto, “Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system”, Bitcoin White Paper, 2018 [Online] Available at: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf [3] M Banerjee, J Lee, and K.-K R Choo, “A blockchain future for internet of things security: a position paper”, Digital Communications and Networks, vol (3), pp 149–160, 2018 [4] E F Jesus, V R L Chicarino, C V N Albuquerque, and A A.de A Rocha, “A Survey of How to Use Blockchain to Secure Internet of Things and the Stalker Attack”, Security and Communication Networks, vol 2018, pp 1-27, 2018 526 ỨNG DỤNG BLOCKCHAIN TRONG QUẢN LÝ LƯU TRỮ VÀ CHIA SẺ DỮ LIỆU IOT [5] A Dorri, S S Kanhere, and R Jurdak: “Blockchain in Internet of Things: Challenges and Solutions”, arXiv preprint, vol 1608.05187, 2016 [6] A Dorri, S S Kanhere, R Jurdak, and P Gauravaram, “Blockchain for IoT security and privacy: The case study of a smart home”, in Proceedings of 2017 IEEE Conference on Pervasive Computing and Communications, pp 618-623, 2017 [7] A Dorri, S S Kanhere, and R Jurdak, “Towards an optimized blockchain for IoT”, in Proceedings of the 2nd International Conference on Internet-of-Things Design and Implementation, pp 173-178, 2017 [8] M Steger, A Dorri, S S Kanhere, K R omer, R Jurdak, and M Karner, “Secure Wireless Automotive Software Updates Using Blockchains: A Proof of Concept”, Advanced Microsystems for Automotive Applications, Lecture Notes in Mobility, pp 137-149, 2017 [9] S Popov, “The tangle”, IOTA White Paper, 2016 [Online] Available at: https://www.iota.org/research/academicpapers [10] Y Zhang, S Kasahara, Y Shen, X Jiang, and J Wan, “Smart Contract-Based Access Control for the Internet of Things”, IEEE Internet of Things Journal, vol (2), pp 1594 - 1605, 2019 [11] K Salah, “A User Authentication Scheme of IoT Devices using Blockchain-enabled Fog Nodes”, in Proceedings of 15th ACS/IEEE International Conference on Computer Systems and Applications, pp 1-8, 2018 [12] B Liu, X L Yu, S Chen, X Xu, L Zhu, “Blockchain based data integrity service framework for IoT data”, in Proceedings of IEEE International Conference on Web Services, pp 468-475, 2017 [13] Truc D T Nguyen, Hoang-Anh Pham, My T Thai, “Leveraging Blockchain to Enhance Data Privacy in IoTBased Applications”, in Proceedings of the 7th International Conference on Computational Data and Social Networks, pp 211-221, 2018 [14] O Agyekum, Q Xia, E B Sifah, J Gao, H Xia, X Du, and M Guizani, “Secured Proxy-Based Data Sharing Module in IoT Environments Using Blockchain”, Sensors 2019, vol 19 (5), 1235 [Online] Available at: https://doi.org/10.3390/s19051235 ENHANCE THE INTEGRITY AND SECURITY IN IOT DATA STORAGE AND SHARING MANAGEMENT BY USING BLOCKCHAIN Le Trung Kien, Pham Thi Ngoc My, Nguyen Hoai Quoc Trung, Pham Hoang Anh* ABSTRACT: The needs of sharing available data to shorten time-consuming and cost savings in development and deployment of smart systems based IoT platforms are more practical However, there are many challenges in ensuring integrity, security, and fairness in the data sharing process Additionally, IoT devices for data collection are often limited by processing capability to perform complicated tasks, and they are vulnerable due to the centralized model like most conventional IoT systems Meanwhile, the emerging Blockchain technology has shown its potential to help in solving these challenges, as mentioned above In this paper, the authors propose a solution leveraging Blockchain to enhance the integrity and security of IoT data storage and sharing management Our prototype demonstrates the feasibility of the proposed solution  ... công Hình Lược đồ trình quản lý chia sẻ trao đổi liệu mơ hình đề xuất ỨNG DỤNG BLOCKCHAIN TRONG QUẢN LÝ LƯU TRỮ VÀ CHIA SẺ DỮ LIỆU IOT 524 B Data Owner Một Data Owner quản lý 03 thành phần bao gồm... BLOCKCHAIN TRONG QUẢN LÝ LƯU TRỮ VÀ CHIA SẺ DỮ LIỆU IOT 522 Có 02 q trình bao gồm (1) q trình thu thập liệu (2) trình quản lý chia sẻ liệu 08 bước đánh dấu Hình Đối với trình thu thập liệu (thể nét đứt... cầu liệu, thống kê liệu thu thập từ thiết bị IoT Ngồi cịn hỗ trợ tính đăng nhập để tăng tính bảo mật hệ thống Thiết bị IoT: bao gồm thiết bị có chức thu thập liệu gửi đến Gateway để lưu trữ liệu