[논문]Lora 환경에서 블록체인 기반 도난방지 프로토콜 설계 및 구현

박중오

doi:10.22156/cs4smb.2022.12.04.001

Lora 환경에서 블록체인 기반 도난방지 프로토콜 설계 및 구현
Design and implementation of blockchain-based anti-theft protocol in Lora environment 원문보기

융합정보논문지 = Journal of Convergence for Information Technology, v.12 no.4, 2022년, pp.1 - 8

초록
AI-Helper

통신인프라의 발달 등 1인 보유 네트워크 장비 개수가 점차 늘고 있다. 스마트폰과 같은 범용적인 장비들은 S/W 구현으로 도난/분실 방지 기능을 구현할 수 있다. 그러나, 이외 소형 장비들은 표준 통신 기술 규격이나 H/W 한계로 인한 장거리 통신 문제, 기능 부재(인증 및 보안성) 등 실용성이 부족하다. 본 연구는 LPWA 표준환경의 Lora 통신 프로토콜과 블록체인 기술을 결합한다. 도난 방지 및 보안 기능을 프로토콜에 추가하고, 블록체인 네트워크 구축을 위해 PBFT 합의 알고리즘을 적용했다. 테스트 결과, 안전성(인증 및 신뢰 네트워크)과 성능(블록체인 처리 성능)의 효율성을 확인했다. 본 연구는 4차 산업 융합연구로써 향후 휴대용 또는 소형 장치 도난 방지 제품 개발에 이바지하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

With the development of communication infrastructure, the number of network equipment owned by one person is gradually increasing. General-purpose devices such as smartphones can implement theft/loss prevention function by implementing S/W. However, other small devices lack practicality such as long-distance communication problems due to standard communication technology specifications or H/W limitations, and lack of functions(authentication and security). This study combines the Lora communication protocol in the LPWA standard environment and the blockchain technology. Anti-theft and security functions were added to the protocol, and the PBFT consensus algorithm was applied to build a blockchain network. As a result of the test, the effectiveness of safety(authentication and trust network) and performance(blockchain processing performance) were confirmed. This study aims to contribute to the future development of portable or small device anti-theft products as a 4th industrial convergence research.

주제어

표/그림 (14)

그림 Fig. 1. LWM2M Structure and Protocol
그림 Fig. 2. LPWAN Standard transfer rate Comparison
그림 Fig. 3. LoRa Network Aritecture
그림 Fig. 4. Comparisons - Public blockchain, Consortium blockchain and Private blockchain
그림 Fig. 5. Comparisons - Blockchain Consensus Algorithms
그림 Fig. 6. PBFT Algorithm Process
그림 Fig. 6. LoRa-based PBFT Protocol flow
표 Table 1. Related work Comparison
그림 Fig. 7. PBFT(Normal, Simeple) Protocol flow
그림 Fig. 8. GPS Tracking Protocol flow
그림 Fig. 9. Location Information(Test Node)
그림 Fig. 10. Delay Time Comparison(ms) - chart
표 Table 2. Delay Time Comparison(ms) - 1 Session
표 Table 3. Block-Chain Algorithm Comparison(Result)

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