Método de Reconfiguración Adaptativa Asistida por Blockchain para una Red de UAV Confiable
Autores: Kong, Lingjun; Chen, Bing; Hu, Feng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Método de Reconfiguración Adaptativa Asistida por Blockchain para una Red de UAV Confiable
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Nodos
Redes de UAV orientadas a la misión
Cadena de bloques
Consenso
Confiabilidad
Protocolo de enrutamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Debido a la alta movilidad de los nodos y la complejidad del entorno de la misión, las redes de UAV orientadas a la misión no solo están sujetas a cambios frecuentes en la topología, sino también al riesgo de ser comprometidas, secuestradas y corrompidas. Como resultado, una red de UAV en funcionamiento es esencialmente un sistema distribuido bizantino cuya estructura física y confiabilidad de los nodos cambian con el tiempo. Cómo implementar la gestión global de las redes de UAV para lograr una asignación racional de los recursos de la red de UAV y la reconfiguración de las redes de confianza es un problema que merece un estudio a fondo. El método propuesto en este documento introduce una cadena de bloques de almacenamiento ligero en la red de UAV a través de un consenso de dos etapas, primero realizando un consenso de datos en los registros de estado local de los nodos, luego realizando un consenso de decisión sobre los resultados del consenso de datos utilizando algoritmos como el agrupamiento difuso K-Modes y la evaluación de confiabilidad global, y finalmente registrando los resultados del consenso de decisión en un nuevo bloque como la nueva información de configuración de la red de UAV. Se diseña un protocolo de enrutamiento de zona de confianza asistido por cadena de bloques de almacenamiento ligero (BC_TZRP) para construir de manera dinámica y adaptable redes de confianza configurables de tal manera que la cadena de bloques continúe agregando nuevos bloques. Utilizando el software experimental de simulación QualNet, se realiza una comparación experimental entre el protocolo de enrutamiento clásico para redes móviles autoorganizadas y el algoritmo de consenso tradicional para cadenas de bloques. Los resultados muestran que el enfoque tiene ventajas significativas en cuanto a la tasa de entrega de paquetes, la sobrecarga de enrutamiento y el retraso promedio de extremo a extremo, y puede mejorar efectivamente la vida útil general y la tolerancia a fallos de la red de UAV.
Descripción
Debido a la alta movilidad de los nodos y la complejidad del entorno de la misión, las redes de UAV orientadas a la misión no solo están sujetas a cambios frecuentes en la topología, sino también al riesgo de ser comprometidas, secuestradas y corrompidas. Como resultado, una red de UAV en funcionamiento es esencialmente un sistema distribuido bizantino cuya estructura física y confiabilidad de los nodos cambian con el tiempo. Cómo implementar la gestión global de las redes de UAV para lograr una asignación racional de los recursos de la red de UAV y la reconfiguración de las redes de confianza es un problema que merece un estudio a fondo. El método propuesto en este documento introduce una cadena de bloques de almacenamiento ligero en la red de UAV a través de un consenso de dos etapas, primero realizando un consenso de datos en los registros de estado local de los nodos, luego realizando un consenso de decisión sobre los resultados del consenso de datos utilizando algoritmos como el agrupamiento difuso K-Modes y la evaluación de confiabilidad global, y finalmente registrando los resultados del consenso de decisión en un nuevo bloque como la nueva información de configuración de la red de UAV. Se diseña un protocolo de enrutamiento de zona de confianza asistido por cadena de bloques de almacenamiento ligero (BC_TZRP) para construir de manera dinámica y adaptable redes de confianza configurables de tal manera que la cadena de bloques continúe agregando nuevos bloques. Utilizando el software experimental de simulación QualNet, se realiza una comparación experimental entre el protocolo de enrutamiento clásico para redes móviles autoorganizadas y el algoritmo de consenso tradicional para cadenas de bloques. Los resultados muestran que el enfoque tiene ventajas significativas en cuanto a la tasa de entrega de paquetes, la sobrecarga de enrutamiento y el retraso promedio de extremo a extremo, y puede mejorar efectivamente la vida útil general y la tolerancia a fallos de la red de UAV.