Desenvolvimento de uma micro-blockchain privada para coleta de dados de dispositivos IIoT
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Salvatierra Junior, Mario
Carvalho, Celso Barbosa
Carvalho, Celso Barbosa
Pós-Graduação
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Universidade Federal do Amazonas
Tipo
Direito de acesso
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Resumo
Este estudo aborda o desenvolvimento de uma micro-blockchain privada para a coleta de
dados de dispositivos da Internet Industrial das Coisas (IIoT) utilizando microeletrˆonicos
com funcionalidades similares. O DHT11 foi empregado como sensor de temperatura,
enquanto o ESP32 WROOM foi utilizado como microcontrolador IIoT, demonstrando um
desempenho superior ao Arduino Nano 33 IoT em aplica¸c˜oes IIoT. A pesquisa concentrouse
na seguran¸ca da comunica¸c˜ao de dados em ambientes fabris na camada de aplica¸c˜ao,
levando em considera¸c˜ao a prevalˆencia de ataques cibern´eticos. Foi proposto um m´etodo
que, apesar da necessidade de implementa¸c˜ao manual de dados, apresentou resultados
significativos em termos de funcionalidade e aplicabilidade. A transmiss˜ao de dados do
protocolo MQTT em uma rede blockchain web3 provou ser segura contra ataques Man-inthe-
Middle e DDoS. ´E importante ressaltar que as transa¸c˜oes realizadas na micro-blockchain
n˜ao envolvem o gasto de bitcoins. O estudo tamb´em explorou o uso do Proof of Work
(PoW) na micro-blockchain para produzir o carimbo de data/hora da cria¸c˜ao da chave
privada. Foram identificadas limita¸c˜oes e sugeridas pesquisas futuras para automatizar o
processo de implementa¸c˜ao de dados. Diretrizes para trabalhos futuros foram propostas,
incluindo a comunica¸c˜ao f´ısica cabeada e a restri¸c˜ao da troca de informa¸c˜ao ao acesso
de chaves privada e p´ublica. Este estudo contribuiu para a literatura existente e abriu
novas possibilidades para pesquisas futuras na integra¸c˜ao segura de dispositivos IIoT em
ambientes fabris.
Abstract
This study addresses the development of a private micro-blockchain for data collection
from Industrial Internet of Things (IIoT) devices using microelectronics with similar
functionalities. The DHT11 was employed as a temperature sensor, while the ESP32
WROOM was used as an IIoT microcontroller, demonstrating superior performance to the
Arduino Nano 33 IoT in IIoT applications. The research focused on the security of data
communication in factory environments at the application layer, taking into account the
prevalence of cyber attacks. A method was proposed that, despite the need for manual data
implementation, showed significant results in terms of functionality and applicability. The
transmission of MQTT protocol data on a web3 blockchain network proved to be secure
against Man-in-the-Middle and DDoS attacks. It is important to note that transactions
carried out on the micro-blockchain do not involve the expenditure of bitcoins. The study
also explored the use of Proof of Work (PoW) in the micro-blockchain to produce the
timestamp of the creation of the private key. Limitations were identified and future research
was suggested to automate the data implementation process. Guidelines for future work
were proposed, including wired physical communication and the restriction of information
exchange to access to private and public keys. This study contributed to the existing
literature and opened new possibilities for future research on the secure integration of IIoT
devices in factory environments.
Descrição
Palavras-chave
Termo controlado
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS)
Citação
NEVES, Jonathas Tavares. Desenvolvimento de uma micro-blockchain privada para coleta de
dados de dispositivos IIoT. 2024. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2024.
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