EN
TR
IOTA Tangle-Based Secure Micropayment Architecture for Autonomous Vehicle Charging in IoT Ecosystem
Abstract
This study presents a secure and scalable micro-payment architecture for wireless charging of autonomous electric vehicles in IoT-enabled smart city infrastructures. Traditional blockchain-based systems face limitations in real-time micro-payment scenarios due to transaction fees, latency, and high energy consumption. In contrast, IOTA’s Directed Acyclic Graph (DAG)-based distributed ledger, Tangle, offers a feeless, highly scalable, and low-computational alternative well-suited for decentralized mobility ecosystems. A simulation environment was developed using Raspberry Pi 4 devices and WebSocket-based APIs to model real-time payment interactions. To ensure secure data transmission and transaction validation on the IOTA testnet, Masked Authenticated Messaging (MAM) channels were integrated. The proposed system enables lightweight, real-time, and tamper-resistant micro-payments without reliance on miners or central authorities. Results demonstrate the feasibility of integrating DAG-based ledgers with IoT devices for autonomous energy transactions. This work contributes to the literature by bridging the gap between theoretical models and practical implementations of secure micro-payment systems in autonomous mobility. Furthermore, it lays the groundwork for future research on decentralized energy markets, vehicle-to-grid (V2G) interactions, and trustless IoT communication protocols.
Keywords
Destekleyen Kurum
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi
Proje Numarası
2023-YL1-0195
Etik Beyan
Bu çalışma, Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Bilgisayar Mühendisliği anabilim dalında "Nesnelerin İnternetinde Otonom Araçlar İçin IOTA Tangle Tabanlı Şarj ve Ödeme Süreci Yönetimi" isimli yüksek lisans tezinden üretilmiştir.
Teşekkür
Yazarlar, çalışmayı 2023-YL1-0195 proje numarası ile desteklemelerinden dolayı Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimine teşekkür ederler.
Kaynakça
- Akhtar M. M., Rizvi D. R., Ahad M. A., Kanhere S. S., Amjad M., Coviello G., Efficient Data Communication Using Distributed Ledger Technology and IOTA-Enabled Internet of Things for a Future Machine-to-Machine Economy. Sensors (Basel) 21(13), 4354, 2021.
- Akkaya S., Özbay H., Otonom Araçların Akıllı Ulaşım Politikaları Üzerindeki Etkileri. Akıllı Ulaşım Sistemleri ve Uygulamaları Dergisi 5(2), 200-210, 2022.
- Ali M., Anjum A., Anjum A., Khan M. A., Efficient and Secure Energy Trading in Internet of Electric Vehicles Using IOTA Blockchain. In 2020 IEEE 17th International Conference on Smart Communities (HONET), 2020.
- Alsaafin A., Qasse I. A., Talib M. A., Nasir Q., Lightweight Blockchain-Based System for Internet of Things Security. 2020 SoutheastCon, 2020.
- Bhandary M., Parmar M., Ambawade D., A Blockchain Solution Based on Directed Acyclic Graph for IoT Data Security Using IOTA Tangle. In 2020 5th International Conference on Communication and Electronics Systems (ICCES), 2020.
- Britannica, Autonomous vehicle | Definition, History, & Facts, Erişim tarihi: 3 Mayıs 2025, https://www.britannica.com/technology/autonomous-vehicle
- Car ADAS Solutions, The Best Self-Driving Cars in 2024 – A Guide -, Erişim tarihi: 3 Mayıs 2025, https://caradas.com/9-best-self-driving-cars-2024/
- Chen J., Tao S., Teng S., Chen Y., Zhang H., Wang F. Y., Toward Sustainable Intelligent Transportation Systems in 2050: Fairness and Eco-Responsibility. IEEE Transactions on Intelligent Vehicles 8(6), 3537-3540, 2023.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Bilgisayar Yazılımı
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yayımlanma Tarihi
26 Aralık 2025
Gönderilme Tarihi
26 Ağustos 2025
Kabul Tarihi
7 Ekim 2025
Yayımlandığı Sayı
Yıl 1970 Cilt: 6 Sayı: 2
APA
Toptaş, F., & Duman, B. (2025). IoT Ekosisteminde Otonom Araç Şarjı için IOTA Tangle Tabanlı Güvenli Mikro Ödeme Mimarisi. Journal of Materials and Mechatronics: A, 6(2), 333-352. https://doi.org/10.55546/jmm.1772239
AMA
1.Toptaş F, Duman B. IoT Ekosisteminde Otonom Araç Şarjı için IOTA Tangle Tabanlı Güvenli Mikro Ödeme Mimarisi. J. Mater. Mechat. A. 2025;6(2):333-352. doi:10.55546/jmm.1772239
Chicago
Toptaş, Furkan, ve Burhan Duman. 2025. “IoT Ekosisteminde Otonom Araç Şarjı için IOTA Tangle Tabanlı Güvenli Mikro Ödeme Mimarisi”. Journal of Materials and Mechatronics: A 6 (2): 333-52. https://doi.org/10.55546/jmm.1772239.
EndNote
Toptaş F, Duman B (01 Aralık 2025) IoT Ekosisteminde Otonom Araç Şarjı için IOTA Tangle Tabanlı Güvenli Mikro Ödeme Mimarisi. Journal of Materials and Mechatronics: A 6 2 333–352.
IEEE
[1]F. Toptaş ve B. Duman, “IoT Ekosisteminde Otonom Araç Şarjı için IOTA Tangle Tabanlı Güvenli Mikro Ödeme Mimarisi”, J. Mater. Mechat. A, c. 6, sy 2, ss. 333–352, Ara. 2025, doi: 10.55546/jmm.1772239.
ISNAD
Toptaş, Furkan - Duman, Burhan. “IoT Ekosisteminde Otonom Araç Şarjı için IOTA Tangle Tabanlı Güvenli Mikro Ödeme Mimarisi”. Journal of Materials and Mechatronics: A 6/2 (01 Aralık 2025): 333-352. https://doi.org/10.55546/jmm.1772239.
JAMA
1.Toptaş F, Duman B. IoT Ekosisteminde Otonom Araç Şarjı için IOTA Tangle Tabanlı Güvenli Mikro Ödeme Mimarisi. J. Mater. Mechat. A. 2025;6:333–352.
MLA
Toptaş, Furkan, ve Burhan Duman. “IoT Ekosisteminde Otonom Araç Şarjı için IOTA Tangle Tabanlı Güvenli Mikro Ödeme Mimarisi”. Journal of Materials and Mechatronics: A, c. 6, sy 2, Aralık 2025, ss. 333-52, doi:10.55546/jmm.1772239.
Vancouver
1.Furkan Toptaş, Burhan Duman. IoT Ekosisteminde Otonom Araç Şarjı için IOTA Tangle Tabanlı Güvenli Mikro Ödeme Mimarisi. J. Mater. Mechat. A. 01 Aralık 2025;6(2):333-52. doi:10.55546/jmm.1772239