Modelo de reputación para un entorno de dispositivos inteligentes de la IoT, basado en IOTA y Criptografía
Documento tipo PDF, 101 páginas
- Autores:
-
Zárate Guevara, Daniel Guillermo
Bulla Ortega, Samuel Yesid
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 0024
- Institución:
- Universidad de Ibagué
- Repositorio:
- Repositorio Universidad de Ibagué
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/4862
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/20.500.12313/4862
- Palabra clave:
- Dispositivos inteligentes - IoT
Dispositivos inteligentes - IOTA
Dispositivos inteligentes - Criptografía
IOTA
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Reputación
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Zárate Guevara, D. G., & Bulla Ortega, S. Y. (2024). Modelo de reputación para un entorno de dispositivos inteligentes de la IoT, basado en IOTA y Criptografía [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/4862 |
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Díaz Santacruz, Carlos Andrés8cad4418-a369-48e1-a39f-e9dd26c00ffe-1Zárate Guevara, Daniel Guillermo9ec7d38a-9812-4ac2-b32b-9de6dec7f884-1Bulla Ortega, Samuel Yesidb76af3fc-6bec-417f-833b-76b03b653a97-1Granados Pemberty, Elizabeth9e0493a1-a12b-4d2d-bc34-8d76c8b25e28600D+TEC2025-03-18T22:41:02Z2025-03-18T22:41:02Z0024Documento tipo PDF, 101 páginasCuando se tiene un dispositivo inteligente, su fin principal es mejorar la calidad de un servicio y minimizar los errores que pueden ser cometidos por la razón humana. Sin embargo, estos dispositivos pueden fallar y es ahí donde interviene este proyecto de investigación, el cual pretende garantizar que las operaciones que ocurren dentro del sistema del dispositivo inteligente generen confianza y reputación. Para lograrlo, se debe garantizar que los datos y condiciones inmersas en el dispositivo sean correctas y una vez esto se cumpla puedan conectarse con otros dispositivos siempre y cuando también estos tengan una confianza óptima para realizar la conexión y la transmisión de datos o ejecución de peticiones condicionadas en el escenario de interacción. Así mismo, para obtener confianza y reputación se tiene que integrar el uso de herramientas tecnológicas que permitan este logro sin prescindir de la seguridad. Durante el desarrollo de este trabajo de investigación se ejecutan escenarios de transmisión de datos implementados a partir de reglas Evento – Condición – Acción (ECA) y la integración de Grafo Acíclico Dirigido (DAG) y Advanced Encryption Standard (AES) como mejoras dentro del dispositivo de la IoT y la red de conexiones posibles, mejorando la seguridad en las interacciones en un entorno de dispositivos inteligentes de la IoT y a su vez, gestionando la confianza, ejecutando un modelo de reputación que permita obtener respuesta acerca de la veracidad y transparencia en la ejecución de contratos inteligentes asignando calificaciones a los nodos por interacciones inter e intra en los escenarios propuestos. Este proyecto se desarrolla con el apoyo de los Semilleros de Investigación Internet de las Cosas y Computación Inteligente IoTIC de la Universidad de Ibagué y Universidad del Cauca.When you have a smart device, its main purpose is to improve the quality of a service and minimize the errors that can be made by human reason. However, these devices can fail and that is where this research project comes in, which aims to ensure that the operations that occur within the smart device system generate trust and reputation. To achieve this, it must be guaranteed that the data and conditions embedded in the device are correct and once this is fulfilled, they can connect with other devices as long as they also have optimal trust to make the connection and the transmission of data or execution of conditioned requests in the interaction scenario. Likewise, to obtain trust and reputation, the use of technological tools that allow this achievement must be integrated without giving up security. During the development of this research work, data transmission scenarios implemented from Event - Condition - Action (ECA) rules and the integration of Directed Acyclic Graph (DAG) and Advanced Encryption Standard (AES) as improvement within the IoT device and the network of possible connections are executed, Improving the security of interactions in an IoT smart device environment and, in turn, managing trust by running a reputation model to provide feedback on the veracity and transparency of smart contract execution by assigning ratings to nodes for inter and intra interactions in the proposed scenarios. This project is developed with the support of the Internet of Things and IoTIC Intelligent Computing research groups of the University of Ibagué and the University of Cauca.PregradoIngeniero de SistemasLa metodología se compone de tres etapas descritas a continuación: Etapa 1: Creación del modelo 1. Conceptualización del modelo: la cual mediante un mapeo sistemático [19] se busca ampliar el conocimiento sobre la tecnología IOTA y sus respectivas implementaciones, así como, los algoritmos de criptografía que se han implementado en dispositivos de la IoT. 2. Análisis y Síntesis del Modelo: En esta fase se revisa la información obtenida de la revisión bibliográfica y se procede a extraer los conceptos clave, las relaciones entre ellos y los elementos a tener en cuenta para implementar el modelo de reputación. 3. Formalización del modelo: En esta fase se utilizan diagramas de ingeniería que permitan describir y compartir el modelo de reputación creado. Etapa 2: Creación del indicador de reputación 1. Formalización Matemática: se propone una fórmula matemática, que permita calcular la reputación de un objeto inteligente de la IoT, a partir de las características y dimensiones que se definieron en el modelo propuesto. 2. Formalización del Indicador de Reputación: Se incluye el cálculo del indicador de reputación en la arquitectura y entorno de objetos inteligentes de la IoT definido en los trabajos previos de esta propuesta. 3. Evaluación de la Prueba de Concepto: Este indicador será evaluado en una prueba de concepto para evidenciar su utilidad. Esta prueba puede ser simulada o en un entorno real desplegado. Etapa 3: Creación de la prueba de concepto Se seguirá la metodología de prueba de concepto POC propuesta por [20], con las siguientes fases: 1. Planificación de la POC: Se establecen las características de los objetos a ser desplegados y los elementos a controlar en el experimento para medir la reputación. 2. Ejecución de la POC: Se ejecuta el escenario y se mide el indicador de reputación, se recogen resultados y datos en tiempo real para su posterior análisis. 3. Análisis y Documentación de la POC: Se revisan los datos almacenados de la POC y se aplican técnicas estadísticas y analíticas para evaluar la idoneidad del indicador propuesto. Se realimenta el modelo y si es necesario ajustarlo.Ciencias de la computación e informática aplicadaTabla de contenido 1. Lista de ilustraciones ..... XIII 2. Lista de tablas ..... XIV 3. Lista de Símbolos y abreviaturas .....XV 4. Introducción .....1 5. Capítulo 1 Generalidades .....3 5.1 Contexto del problema .....3 5.1.1 Objetivos .....4 5.1.2 Objetivo General .....4 5.1.3 Objetivos específicos .....5 5.2 Justificación .....5 5.3 Alcance .....7 6. Marco teórico .....8 6.1 Tecnologías digitales .....8 6.2 IOTA .....9 6.3 . IoT “Internet de las cosas” .....10 6.3.1 Arquitectura de la IoT .....11 6.4 Blockchain .....13 6.4.1 Propiedades fundamentales de la Blockchain .....14 6.4.2 Blockchain y DAG .....14 6.5 Criptografía .....15 6.5.1 Criptografía y AES (Advanced Encryption Standard) .....16 6.6 Reputación .....17 7. Metodología .....18 8. Capítulo 2. Creación del modelo .....23 8.1 Conceptualización del modelo .....23 8.2 Análisis y síntesis del modelo .....23 8.2.1 Formalización del modelo .....26 8.2.2 Diagrama de Arquitectura .....28 9. Capítulo 3. Creación del indicador de reputación .....30 9.1 Indicador de Reputación Propuesto .....30 9.1.1 Cálculo del Indicador de Reputación .....33 9.1.2 Definición del problema (desarrollo de un ejemplo) .....34 9.1.3 Características y variable objetivo .....34 9.1.4 Datos de Entrenamiento .....34 9.1.5 Cálculo de probabilidades .....34 9.1.6 Uso de la Confiabilidad Calculada con Naive Bayes en una Nueva Transacción del Entorno de la IoT .....36 9.1.7 Uso de los Algoritmos de Blockchain y Criptografía en el Cálculo de las Características de los Nodos .....37 9.1.8 Indicador de Reputación con Blockchain y Criptografía .....38 10. Capítulo 4. Creación de la prueba de concepto .....39 Ciclo de desarrollo con dispositivos reales .....39 10.1 Planificación de la POC (prueba de concepto) .....42 10.1.1 Creación de objetos inteligentes .....42 10.1.2 Mediciones de comportamientos de tiempos de servicio sin elementos de seguridad implementadas .....44 10.1.3 Implementación de la solución de las técnicas DAG y AES en el escenario .....45 10.2 ESCENARIO SIMULADO CON LA IMPLEMENTACIÓN DE DAG Y AES .....48 10.2.1 Ejecución de POC, Análisis y Documentación .....51 10.3 Conclusiones .....54 10.4 Recomendaciones .....55 11. ANEXOS .....56 11.1 Anexo 1: Póster XXI encuentro departamental de semilleros de investigación RedCOLSI Nodo Tolima .....56 11.2 Anexo 2: Mapeo sistemático .....57 11.3 Anexo 3: Investigaciones de estudios en Reputación .....69 5.1. Bibliografía .....79Trabajo de Investigación-Pregrado101 páginasapplication/pdfZárate Guevara, D. G., & Bulla Ortega, S. Y. (2024). Modelo de reputación para un entorno de dispositivos inteligentes de la IoT, basado en IOTA y Criptografía [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/4862https://hdl.handle.net/20.500.12313/4862spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería de SistemasA, R., C, M., J, C., E, S., & M, D. (2018). On blockchain and its integration with IoT. Challenges and Opportunities. Future Generation Computer Systems, 88, 173-190. Alam, S., Zardari, S., & Ahmed Shamsi, J. (2022). Blockchain-Based Trust and Reputation Management in SIoT. Electronics, 12(3871), 1-33. Alshaikhli, M., Elfouly, T., Elharrouss, A., Mohamed, A., & Ottakath, N. (2022-). Evolution of internet of Things from Blockchain to IOTA: A Survey. IEEE Access, 10, 844-866. Alshehri, S., & Bamasag, O. (2022). AAC-IoT: Attribute Access Control Scheme for IoT Using Lightweight Crytography and Hyperledger Fabric Blockchain. Applied Sciences (Switzgerald), 12(16). B, J., H, I., M, S., K, M., & R, B. 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