معماری مبتنی بر بلاکچین با مکانیسم‌های اجماع انتخابی برای زنجیره ارزش زعفران-کشاورزی مبتنی بر اینترنت اشیا

اینترنت اشیا (IoT) با فراهم کردن اتصال یکپارچه و بازیابی اطلاعات بین اشیاء فیزیکی و مجازی، ستون فقرات بسیاری از برنامه‌های هوشمند و خودکار در عصر مدرن است. شبکه‌های اینترنت اشیا پلتفرم‌هایی با محدودیت منابع هستند، از این رو مستعد چالش‌های امنیتی و حریم خصوصی هستند. فناوری بلاکچین برای بهبود امنیت، حریم خصوصی و کاهش وابستگی به سرورهای متمرکز شخص ثالث، در خط مقدم قرار گرفته است. با ترکیب اینترنت اشیا و بلاکچین، کارهای زیادی با کاربردهای عملی متعدد وجود دارد. در فناوری بلاکچین، مکانیسم‌های اجماع به عنوان نیروی محرکه در پیاده‌سازی آن در نظر گرفته می‌شوند. در این مقاله، ما یک معماری ساده مبتنی بر بلاکچین (BIoT) برای دستگاه‌های اینترنت اشیا با محدودیت منابع با مکانیسم‌های اجماع انتخابی بر اساس مقیاس شبکه‌های اینترنت اشیا پیشنهاد می‌کنیم. ما به طور انتخابی برخی از الگوریتم‌های اجماع مهم را که برای شبکه‌های اینترنت اشیا مطلوب هستند، برجسته کرده‌ایم. ما چارچوب بلاکچین را به گونه‌ای تنظیم کرده‌ایم که برای شبکه‌های اینترنت اشیا با محدودیت منابع مناسب باشد. برای ارزیابی طراحی خود، یک نمونه اولیه با استفاده از بلاکچین و شبکه اینترنت اشیا پیاده‌سازی کردیم. نتایج اولیه نشان می‌دهد که سیستم پیشنهادی که شامل مدیریت زنجیره تامین زنجیره ارزش کشاورزی زعفران است، از سیستم‌های موجود بهتر عمل می‌کند. علاوه بر این، ما یک مطالعه موردی دقیق در مورد استراتژی‌های کشت و بازاریابی برای حفظ اصالت و شفافیت از کشاورز تا مصرف‌کننده به عنوان زنجیره ارزش زعفران-کشاورزی انجام داده‌ایم.

The Internet of Things (IoT) is the backbone behind numerous smart and automated applications in the modern era by providing seamless connectivity and information retrieval among the physical and virtual objects. IoT networks are resource constraint platforms hence prone to security and privacy challenges. Blockchain technology comes to the forefront to improvise the security, privacy and less dependency on the third party centralized servers. There exists a rich amount of work with numerous practical applications by fusing IoT and blockchain. In blockchain technology, the consensus mechanisms are considered to be the driving force in its implementation. In this paper, we propose a simplified blockchain based internet of things (BIoT) architecture for resource constrained IoT devices with selective consensus mechanisms based on the scale of IoT networks. We have selectively highlighted some of the important consensus algorithms which are favourable for the IoT networks. We have tailored the blockchain framework in a manner that suits to the resource constrained IoT networks. To evaluate our design, we implemented a prototype leveraging the blockchain and IoT network. The preliminary results suggest that the proposed system incorporating supply chain management of Saffron agri-value chain outperforms the existing systems. Furthermore, we have carried out a detailed case study on the cultivation and marketing strategies for maintaining the originality and transparency starting from farmer-to-consumer as saffron-Agri value chain.