Applications of Blockchain Technology in the Internet of Things Domain

Year 2024, , 818 - 833, 11.03.2024

Mustafa Sanlı

https://doi.org/10.47495/okufbed.1374105

Abstract

The use of blockchain technology in the Internet of Things (IoT) field has emerged as a promising idea to increase trust, security and efficiency in systems where large numbers of users and devices co-exist. This study reveals how Blockchain, thanks to its decentralized structure and immutable record-keeping ability, provides solutions to key challenges faced by IoT systems, including data integrity, authentication, and scalability. In this study, the basic principles of Blockchain technology and IoT are examined and successful applications that arise from the combined use of these technologies are included. These applications examine how Blockchain facilitates secure and transparent data exchange between IoT devices and how it ensures information integrity in insecure environments. The study also examines the role of smart contracts in automating IoT processes, reducing intermediaries and performing trust-based transactions. The study examines existing case studies and gives examples of Blockchain applications in IoT application areas such as supply chains, smart homes, insurance and energy management. Additionally, in order to create an example system solution for the use of Blockchain in IoT solutions, a system was designed that collects environmental data during the transportation of food products and healthcare materials, saves it in a database, and triggers determined events when the situations defined on the smart contract occur. The hardware and software components of the system were designed. A smart contract on the Blockchain and the user interface of this smart contract were developed. The designed system gives a scalable example for the development of Blockchain-based IoT applications in different sectors and usage areas by differentiating the sensors used and modifying the smart contract code. The application examples and the designed end-to-end system solution emphasize the importance of Blockchain for reliable and decentralized IoT systems.

Keywords

Internet of Things, Blockchain, Smart contract

Nesnelerin İnterneti Alanında Blokzincir Teknolojisinin Uygulamaları

Abstract

Blokzincir teknolojisinin Nesnelerin İnterneti (IoT) alanında kullanımı, çok sayıda kullanıcının ve cihazın birlikte yer aldığı sistemlerde güveni, güvenliği ve verimliliği artırmak için umut verici bir fikir olarak ortaya çıkmıştır. Bu çalışma, merkezi olmayan yapısı ve değiştirilemez kayıt tutma yeteneği sayesinde Blokzincir'in veri bütünlüğü, kimlik doğrulama ve ölçeklenebilirlik de dahil olmak üzere IoT sistemlerinin karşılaştığı temel zorluklara nasıl çözüm sağladığını ortaya koymaktadır. Bu çalışmada, Blokzincir teknolojisinin ve IoT'nin temel ilkeleri incelenmekte ve bu teknolojilerin birlikte kullanılması ile ortaya çıkan başarılı uygulamalara yer verilmektedir. Bu uygulamalarda Blokzincirin IoT cihazları arasında güvenli ve şeffaf veri alışverişini nasıl kolaylaştırdığı, güvensiz ortamlarda bilgi bütünlüğünü nasıl sağladığı incelenmektedir. Çalışmada aynı zamanda IoT süreçlerinin otomatikleştirilmesinde, aracıların azaltılmasında ve güvene dayalı işlemlerin gerçekleştirilmesinde akıllı sözleşmelerin rolü de incelenmektedir. Çalışma, var olan örnek olayları inceleyerek tedarik zincirleri, akıllı evler, sigortacılık ve enerji yönetimi gibi IoT kullanım alanlarında Blokzincirin uygulamalarına örnekler vermektedir. Ayrıca, Blokzincirin IoT çözümlerinde kullanımına örnek bir sistem çözümü oluşturmak amacıyla, gıda ürünlerinin ve sağlık malzemelerinin taşınması sırasındaki ortam verisini toplayarak bir veritabanına kaydeden ve akıllı sözleşme üzerinde tanımlanan durumlar gerçekleştiğinde belirlenen olayları tetikleyen bir sistemin tasarımı yapılmıştır. Sistemin donanım ve yazılım bileşenleri tasarlanmış, Blokzincir üzerinde yer alan bir akıllı sözleşme ve bu akıllı sözleşmenin kullanıcı arayüzü geliştirimiştir. Tasarlanan sistem, kullanılan sensörlerin farklılaştırılması ve akıllı sözleşme kodunun uyumlandırılmasıyla farklı sektörlerde ve kullanım alanında Blokzincir tabanlı IoT uygulamalarının geliştirilmesine ölçeklenebilir bir örnek oluşturmaktadır. Sunulan uygulama örnekleri ve tasarımı yapılan uçtan uca sistem çözümü, Blokzincirin güvenilir ve merkeziyetsiz IoT sistemleri için önemini vurgulamaktadır.

Keywords

Nesnelerin İnterneti, Blokzincir, Akıllı sözleşme

References

• Abbas QE., Sung-Bong J. A survey of blockchain and its applications. International Conference on Artificial Intelligence in Information and Communication. 11-13 Şubat 2019, Sayfa no: 1-3, Japonya.
• Ahmad S., Saxena C. Internet of things and blockchain technologies in the insurance sector. International Conference on Computing, Analytics and Networks, 18-19 Kasım 2022, Sayfa no: 1-6, Hindistan.
• AlHammadi A., AlZaabi A., AlMazrooqi B. Survey of IoT-based smart home approaches. IEEE Advances in Science and Engineering Technology International Conferences. 26 Mart-10 Nisan 2019, Sayfa no: 1-6, Birleşik Arap Emirlikleri.
• Ambrosus. URL: https://ambrosus.com, Erişim Tarihi: 1 Ekim 2023.
• Bai P., Kumar S., Kumar K. Use of blockchain enabled IoT in insurance: A case study of calamity based crop insurance. Third International Conference on Intelligent Computing Instrumentation and Control Technologies (ICICICT), 11-12 Ağustos 2022, Sayfa no: 1135-1141, Hindistan.
• Bajaj R., Rao M., Agrawal H. Internet of things (IoT) in the smart automotive sector: A review. IOSR Journal of Computer Engineering 2018; 36-44.
• Balamurugan SA., Ayyasamy A., Joseph KS. IoT-blockchain driven traceability techniques for improved safety measures in food supply chain. International Journal of Information Technology 2021; 14: 1087-1098.
• BlockMesh. URL: https://www.blockmesh.io, Erişim Tarihi: 1 Ekim 2023.
• Brooklyn Energy. URL: https://www.brooklyn.energy, Erişim Tarihi: 1 Ekim 2023.
• Chauhan RR., Chirputkar AV., Pathak P. Blockchain and IoT in developing fintech ecosystem - an assistance to insurance industry. 2022 International Conference on Decision Aid Sciences and Applications (DASA), 23-25 Mart 2022, Sayfa no: 431-437, Tayland.
• Crosby M., Nachiappan N., Pattanayak P., Verma S. Kalyanaraman V. BlockChain technology: Beyond bitcoin. Applied Innovation Review 2016; 2: 6-10.
• Deloitte. Deloitte’s global blockchain survey. URL: https://www2.deloitte.com/content/dam/ insights/us/articles/6608_2020-global-blockchain-survey/di-cir-2020-global-blockchain-survey. pdf, Erişim Tarihi: 1 Ekim 2023.
• Ethereum. URL: http://ethereum.org, Erişim Tarihi: 1 Ekim 2023.