اليوم، مع التطور السريع لإنترنت الأشياء، يقوم عدد كبير من المحطات الذكية مثل أجهزة الاستشعار والمركبات المستقلة والمعدات الصناعية بتحميل البيانات بشكل مستمر إلى الشبكة. أصبحت كيفية تحقيق المعالجة السريعة مع ضمان عدم التلاعب بالبيانات مشكلة رئيسية يواجهها المجتمع الهندسي. تعتبر تقنية Blockchain حلاً مهمًا نظرًا لميزاتها الأمنية المتمثلة في دفاتر الأستاذ اللامركزية. ومع ذلك، في سيناريوهات إنترنت الأشياء الحقيقية، غالبًا ما تكون سرعة استجابة نظام blockchain صعبة لتلبية الطلب "في الوقت الفعلي تقريبًا".
أشار فريق بحث معلوماتي من جامعة تشيبا في اليابان إلى أن الاختناق الأساسي الذي يقيد السرعة ليس بروتوكول blockchain نفسه، ولكن طريقة الاتصال من نقطة إلى نقطة بين العقد وعدم كفاءة نقل البيانات الناجم عن التصميم غير المناسب لطوبولوجيا الشبكة. ووجدوا أن عددًا قليلًا من الدراسات السابقة قد درست بشكل منهجي تأثير طوبولوجيا التراكب واستراتيجيات اختيار العقد على تأخيرات blockchain لإنترنت الأشياء، مما يجعل الشبكة عرضة للازدحام والانتظار عند التوسع.
من أجل معرفة المصدر الحقيقي للتأخير، قام فريق البحث ببناء مجموعة متنوعة من هياكل اتصال عميل blockchain من خلال المحاكاة، وأجرى تحليلًا مقارنًا للأداء في ظل طبولوجيا الشبكة المختلفة. تظهر النتائج أنه في بيئة إنترنت الأشياء اللامركزية، يتم إعادة توجيه نفس المعاملة أو الكتلة بشكل متكرر عبر روابط متعددة، ويتوسع عدد نسخ البيانات بسرعة، وهو أحد العوامل الرئيسية التي تسبب ازدحام الشبكة. عندما تتداخل مسارات الاتصال بشكل كبير، يتم وضع المعاملات والكتل في قائمة الانتظار بين العقد في انتظار إعادة توجيهها، ويتم إطالة وقت التأكيد الإجمالي بشكل كبير.
ردًا على هذه المشكلة، اقترح الفريق خوارزمية جديدة لا مركزية وخفيفة الوزن "Dual Perigee" لتحسين علاقة الاتصال بين عقد blockchain في شبكة إنترنت الأشياء. بدلاً من الاعتماد على الاتصالات العشوائية، تقوم الأجهزة التي تستخدم Dual Perigee بتقييم الاتصالات الحالية بناءً على مدى سرعة قيام العقد المجاورة بإعادة توجيه المعاملات وإكمال الكتل. إذا كان أداء الاتصال سيئًا لفترة طويلة، فسوف ينقطع الجهاز بشكل نشط ويبحث عن جيران أكثر كفاءة، مما يسمح للشبكة بأكملها بالتطور تلقائيًا إلى طوبولوجيا أكثر ملاءمة للإرسال عالي السرعة دون الحاجة إلى تحكم مركزي.
اختبر فريق البحث Dual Perigee في شبكة محاكاة blockchain لإنترنت الأشياء التي تحتوي على 50 عقدة. تظهر النتائج أن الخوارزمية تقلل زمن الوصول المرتبط بالكتلة بنسبة 48.54% مقارنة بالطريقة القياسية المستخدمة في سلسلة كتل الإيثريوم، مع تحقيق تحسين في الأداء بأكثر من 23% مقارنة بالتقنيات المتقدمة المقترحة مسبقًا مثل Perigee. تجدر الإشارة إلى أن هذه التحسينات يتم تحقيقها دون أي زيادة تقريبًا في عبء الحوسبة لمحطات إنترنت الأشياء، لأن Dual Perigee يعتمد فقط على القياسات السلبية التي يتم إنشاؤها عرضيًا عندما تتلقى العقدة البيانات، ويكون حمل المعالجة للخوارزمية نفسها في حده الأدنى.
وقال كين نجوين، الأستاذ المشارك في كلية الدراسات العليا للدراسات المتقدمة بجامعة تشيبا / كلية الدراسات العليا للمعلوماتية، إن هذا البحث يحاول بناء جسر بين التصميم النظري والنشر الفعلي لسلسلة كتل إنترنت الأشياء. ومن خلال توضيح الأسباب الأساسية لارتفاع زمن الاستجابة، فإنه يقترح حلاً لامركزيًا بسيطًا وقابلاً للتنفيذ. تم إكمال الورقة بشكل مشترك من قبل كوكي كوشيكاوا ويوي سو وهيرو سيكيا وآخرين من جامعة تشيبا، وتم نشرها في "معاملات IEEE بشأن إدارة الشبكة والخدمات" في 17 ديسمبر 2025.
يعتقد الباحثون أن آلية اختيار العقدة اللامركزية المدركة لزمن الاستجابة تضع الأساس لجيل جديد من منصات blockchain التي تدعم خدمات إنترنت الأشياء ذات المهام الحرجة في الوقت الفعلي في المستقبل. ومع الانخفاض الكبير في تأكيد بيانات blockchain ووقت التوزيع، من المتوقع أن يلبي النظام احتياجات التطبيقات الحساسة للغاية للوقت. وأشار روان جيان إلى أن Dual Perigee يمكنه دعم بنية تحتية رقمية أكثر أمانًا واستجابة وجديرة بالثقة.
مع استمرار توسع نطاق إنترنت الأشياء وزيادة تعقيد النظام، ستصبح آليات الاتصال الموثوقة واللامركزية ذات أهمية متزايدة. يعتقد فريق البحث أنه من المتوقع استخدام Dual Perigee في سلسلة من خدمات إنترنت الأشياء الناشئة التي تتطلب مشاركة سريعة وموثوقة للبيانات، بما في ذلك المدن الذكية والمنازل الذكية والمراقبة الصناعية والأنظمة الطبية والصحية وتتبع سلسلة التوريد. تلقى هذا البحث تمويلًا للمشروع من الجمعية اليابانية لتعزيز العلوم (JSPS) والوكالة اليابانية للعلوم والتكنولوجيا (JST)، مما يعكس أيضًا الأهمية التي توليها المؤسسات ذات الصلة لتكنولوجيا التكامل لإنترنت الأشياء و blockchain.
تم تجميعها من /ScitechDaily