Aydın ELBÜZ, Murat OSMANOGLU, Ömer Özgür TANRIÖVER

Blok zinciri tabanlı ideal bir veri ticareti platformunun tasarımı için SysML tabanlı bir yaklaşım

Nesnelerin interneti (internet of things - IoT), bir ağ üzerinden birbirine bağlanan ve içerisinde algılayıcıların bulunduğu farklı tipteki cihazlar topluluğudur. İlk uygulaması 1982 yılında gerçekleştirilen bu teknoloji; günümüzde özellikle internetin yaygınlaşmasıyla beraber, tanımlama ve izleme teknolojileri, kablolu ve kablosuz algılayıcılar ve dağıtık bilişim sistemleri gibi birçok alanda sıklıkla kullanılmaktadır. Kullanım alanları genişledikçe, bu teknoloji veri toplama amacıyla da değerlendirilmeye başlanmıştır. Diğer yandan, işlenebilir verinin önemli ölçüde kıymet kazandığı bir çağda, nesnelerin interneti yoluyla veri toplamak sadece verinin ilintili olduğu alandaki araştırmacılar için değil, aynı zamanda bu veriden ticari menfaat elde etmek isteyenler için de mühim bir uğraş hâline gelmiştir. Bu durum, bu tür verilerin güvenilir ve sağlıklı bir şekilde pazarlanabilmesi ihtiyacını ortaya çıkarmıştır. Blok zinciri teknolojisi; şeffaflık, kayıtların değiştirilemezliği ve ademi merkeziyetçilik gibi özellikleri dolayısıyla bu ihtiyacın karşılanması noktasında etkili ve güvenli bir araç olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışmada SysML diyagramları yardımıyla blok zinciri tabanlı ideal bir veri ticaret platformunun nasıl olması gerektiği irdelenmiştir. Bu doğrultuda önce ilgili platformun bileşenleri belirlenmiş ve bu bileşenler arasındaki ilişkiler analiz edilmiştir. Ayrıca bahsi geçen sistemin güvenli ve etkili bir biçimde çalışabilmesi için ihtiyaç duyulan gereksinimler tanımlanmış; dahası, bu gereksinimlerin nasıl karşılanabileceği örnek bir senaryo üzerinden gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Blok zinciri, Nesnelerin interneti, Veri ticareti, SysML

A SysML-based approach for designing an ideal blockchain-based data trading platform

Internet of things (IoT) is a collection of various types of devices that has sensors and connected to each other over a network. This technology was first implemented in 1982 and today, especially with the spread of the internet, it is frequently used in many areas such as identification and monitoring technologies, wired and wireless sensors and distributed information systems. As its usage areas have expanded, this technology has started to be used for data collection purposes. On the other hand, in an era where workable data has gained significant value, collecting data via the IoT has become an important endeavor not only for researchers in the field of data, but also for those who want to gain commercial benefits from this data. This situation has revealed the need to market such data in a reliable and healthy way. Due to its features such as transparency, immutability of records and decentralization, blockchain technology stands out as an effective and safe method to meet this need. In this work, with the help of SysML diagrams, it is examined that how an ideal blockchain-based data trading platform should be. In this direction, first the components of the platform were determined and the relations between these components were analyzed. In addition, the requirements needed for this system to work safely and effectively have been defined. Moreover, how these requirements can be met is demonstrated through an example scenario.

Keywords:

Blockchain, Internet of things, Data trading, SysML,

PDF

___

Khan M.A., Salah K., IoT security: Review, blockchain solutions, and open challenges, Future Gener. Comput. Syst., 82, 395-411, 2018.
Galetsia P., Katsaliakia K., Kumar S., Big data analytics in health sector: Theoretical framework, techniques and prospects, Int. J. Inf. Manage., 50, 206-216, 2020.
Kamilaris A., Fonts A., Prenafeta-Boldύ F.X., The rise of blockchain technology in agriculture and food supply chains, Trends Food Sci. Technol., 91, 640-652, 2019.
Yumna H., Khan M.M., Ikram M., Ilyas S., Use of Blockchain in Education: A Systematic Literature Review, Intelligent Information and Database Systems, Yogyakarta-Endonezya, 191-202, 8-11 Nisan, 2019.
McGhin T., Choo K.R., Liu C.Z., He D., Blockchain in healthcare applications: Research challenges and opportunities, Journal of Network and Computer Applications, 135, 62-75, 2019.
Kar A.K., Navin L., Diffusion of blockchain in insurance industry: An analysis through the review of academic and trade literature, Telematics and Informatics, 58, Makale No: 101532, 2021.
Tzianos P., Pipelidis G., Tsiamitros N., Hermes: An Open and Transparent Marketplace for IoT Sensor Data over Distributed Ledgers, IEEE International Conference on Blockchain and Cryptocurrency, Seul-Güney Kore, 167-170, 14-17 Mayıs, 2019.
Manzoor A., Liyanage M., Braeke A., Kanhere S.S., Ylianttila M., Blockchain based Proxy Re-Encryption Scheme for Secure IoT Data Sharing, IEEE International Conference on Blockchain and Cryptocurrency, Seul-Güney Kore, 99-103, 14-17 Mayıs, 2019.
Papadodimas G., Palaiokrasas G., Litke A., Varvarigou T., Implementation of smart contracts for blockchain based IoT applications, International Conference on the Network of the Future, Poznan-Polonya, 60-67, 19-21 Kasım, 2018.
An B., Xiao M., Liu A., Gao G., Zhao H., Truthful Crowdsensed Data Trading Based on Reverse Auction and Blockchain, Database Systems for Advanced Applications, Chiang Mai-Tayland, 292-309, 22-25 Nisan, 2019.
Chen C., Wu J., Lin H., Chen W., Zheng Z., A Secure and Efficient Blockchain-Based Data Trading Approach for Internet of Vehicles, IEEE Trans. Veh. Technol., 68 (9), 9110-9121, 2019.
Kiyomoto S., Fukushima K., Fair-trading protocol for anonymised datasets requirements and solution, International Conference on Information Management, Oxford-Birleşik Krallık, 13-16, 25-27 Mayıs, 2018.
Elbüz A., Osmanoğlu M., Tanrıöver Ö., Designing a Secure Blockchain-based Trading Platform for Internet of Things, Communications Faculty of Sciences University of Ankara Series A2-A3 Physical Sciences and Engineering, 61 (1), 102-110, 2019.
Dai W., Dai C., Choo K.R., Cui C., Zou D., Jin H., SDTE: A Secure Blockchain-Based Data Trading Ecosystem, IEEE Trans. Inf. Forensics Secur., 15, 725-737, 2019.
Guan Z., Shao X., Wan Z., Secure Fair and Efficient Data Trading Without Third Party Using Blockchain, International Conference on Internet of Things and Green Computing and Communications and Cyber, Physical and Social Computing and Smart Data, Halifax-Kanada, 1395-1401, 30 Temmuz-3 Ağustos, 2018.
Huang Z., Su X., Zhang Y., Shi C., Zhang H., Xie L., A decentralized solution for IoT data trusted exchange based-on blockchain, International Conference on Computer and Communications, Çengdu-Çin, 1180-1184, 13-16 Aralık, 2017.
Sabounchi M., Wei J., Roche' R., Blockchain-Enabled Peer-to-Peer Data Trading Mechanism, International Conference on Internet of Things and Green Computing and Communications and Cyber, Physical and Social Computing and Smart Data, Halifax-Kanada, 1410-1416, 30 Temmuz-3 Ağustos, 2018.
Wang Z., Tian Y., Zhu J., Data Sharing and Tracing Scheme Based on Blockchain, International Conference on Logistics, Informatics and Service Sciences, Toronto-Kanada, 1-6, 3-6 Ağustos, 2018.
Zheng S., Pan L., Hu D., Li M., Fan Y., A Blockchain-Based Trading Platform for Big Data, IEEE Conference on Computer Communications Workshops, Toronto-Kanada, 991-996, 6-9 Temmuz, 2020.
Dziembowski S., Faust S., Kolmogorov V., Pietrzak K., Proofs of Space, https://eprint.iacr.org/2013/796, 2013.
Nakamoto S. Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System. https://bitcoin.org/bitcoin.pdf. Yayın tarihi 2008. Erişim tarihi Ekim 15, 2021.
David B., Gaži P., Kiayias A., Russell A., Ouroboros Praos: An Adaptively-Secure, Semi-synchronous Proof-of-Stake Blockchain, EUROCRYPT 2018, Tel Aviv-İsrail, 66-98, 29 Nisan-3 Mayıs, 2018.
Garay J., Kiayias A., Leonardos N., The Bitcoin Backbone Protocol: Analysis and Applications, EUROCRYPT 2015, Sofya-Bulgaristan, 281-310, 26-30 Nisan, 2015.