Mpango wa Kuweka Seva za Mwisho kwa Blockchain katika Mtandao wa Magari

Jedwali la Yaliyomo

• Utangulizi
• Usuli na Kazi Zinazohusiana
  • 2.1 Blockchain katika IoVs
  • 2.2 Uhakiki wa Edge Computing
• 3. Mbinu
  • 3.1 Muundo wa Mfumo
  • 3.2 Problem Formulation
  • 3.3 Randomized Algorithm
• 4. Experimental Results
• 5. Uchambuzi wa Kiufundi
• 6. Utekelezaji wa Msimbo
• 7. Matumizi ya Baadaye
• 8. References

Utangulizi

With the development of intelligent vehicles, security and reliability communication between vehicles has become a key problem in Internet of Vehicles (IoVs). Blockchain is considered a feasible solution due to its decentralization, unforgeability, and collective maintenance. However, the limited computing power of vehicle nodes poses challenges for blockchain implementation. This paper proposes employing edge computing with roadside units (RSUs) as edge servers to address these limitations.

Usuli na Kazi Zinazohusiana

2.1 Blockchain katika IoVs

Teknolojia ya Blockchain inatoa usambazaji salama wa data kupitia usanisi wake usio na kituo kimoja. Mchakato wa uchimbaji unahitaji rasilimali kubwa za kompyuta, jambo changamoto kwa nodi za magari zilizo na uhaba wa rasilimali. Kulingana na karatasi asili ya Bitcoin ya Nakamoto, makubaliano ya uthibitisho-wa-kazi yanahitaji nguvu kubwa ya kompyuta ambayo vifaa vya rununu haviwezi kutoa.

2.2 Uhakiki wa Edge Computing

Edge Computing inapanua uwezo wa wingu kufikia ukingo wa mtandao, ikitoa huduma za wakati halisi zenye ucheleweshaji mdogo. RSU hutumikia kama seva bora za ukingo kutokana na topolojia yao thabiti ya mtandao, njia za mawasiliano zinazoaminika, na uwezo bora wa kompyuta/uhifadhi ikilinganishwa na nodi za gari.

3. Mbinu

3.1 Muundo wa Mfumo

Mfumo unajumuisha nodi za magari, RSU zinazofanya kazi kama seva za ukingo, na mtandao wa blockchain. Seva za ukingo hufanya shughuli za uchimbaji na kusimamia data ya blockchain, huku magari yakiondoa kazi za hesabu kwa seva hizi.

3.2 Problem Formulation

Tatizo la usambazaji linaundwa kama kuongeza idadi ya nodi za magari zinazofunikwa na seva za ukingo zilizowekwa. Kazi lengo inaweza kuonyeshwa kama: $\max \sum_{i=1}^{n} x_i$ chini ya kikwazo $\sum_{j \in N(i)} y_j \geq x_i$ kwa kila $i$, ambapo $x_i$ inaonyesha kama gari $i$ imefunikwa na $y_j$ inaonyesha kama seva ya ukingo $j$ imewekwa.

3.3 Randomized Algorithm

Algorithm iliyochaguliwa nasibu inapendekezwa inakokotoa suluhisho za makadirio kwa ajili ya uwekaji seva za makali ili kuongeza ufunikaji wa gari. Algorithm inatoa dhamana ya kinadharia juu ya ubora wa suluhisho kwa ugumu wa wakati wa polynomial.

4. Experimental Results

Uchanganuzi wa kuigwa ulilinganisha mpango uliopendekezwa na mikakati mingine ya utekelezaji. Algorithm iliyobuniwa ilifikia takriban 15-20% bora ya ufunuo ikilinganishwa na mbinu za ukopaji na 25-30% uboreshaji zaidi ya utekelezaji wa nasibu. Utendaji ulihasibiwa chini ya msongamano tofauti wa magari na mifumo ya uhamiaji, ukionyesha ubora thabiti katika vipimo vya ufunuo.

5. Uchambuzi wa Kiufundi

Mtazamo wa Mchambuzi wa Sekta: Utafiti huu unashughulikia kikwazo muhimu katika mitandao ya magari kwa kuchanganya kwa vitendo teknolojia ya blockchain na edge computing. Mbinu hiyo ni ya kiufundi imara lakini inakabiliwa na changamoto za uwezo wa kupanuka katika mazingira ya mijini yenye msongamano. Algorithm iliyochaguliwa kwa nasibu inatoa mipaka mizuri ya kinadharia lakini inaweza kukosa nguvu katika uwekaji maamuzi ya haraka. Ikilinganishwa na kazi kama CycleGAN ya tafsiri picha, suluhisho hili linashughulikia tatizo la ukamilifu lenye vikwazo zaidi na mahitaji madhubuti ya ucheleweshaji. Ujumuishaji wa RSU kama wachimbaji ni wa uvumbuzi lakini unategemea sana uwekezaji wa miundombinu.

6. Utekelezaji wa Msimbo

Msimbo wa uwongo wa algoriti ya upangaji bila mpangilio:

function RandomizedDeployment(vehicles, potentialSites):
    deployedServers = []
    uncovered = vehicles.copy()
    
    while uncovered not empty:
        candidate = randomSelect(potentialSites)
        coverage = calculateCoverage(candidate, uncovered)
        if coverage > threshold:
            deployedServers.append(candidate)
            uncovered = removeCovered(uncovered, candidate)
        potentialSites.remove(candidate)
    
    return deployedServers

7. Matumizi ya Baadaye

Mwelekeo wa baadaye unajumuisha kuunganisha ujifunzaji wa mashine kwa ajili ya kuweka utabiri, kuunda mbinu za makubaliano mseto zinazochanganya uthibitisho-wa-kazi na uthibitisho-wa-hisa, na kupanua kwa mitandao ya magari ya 5G/6G. Matumizi yanaenea kwa miundombinu ya mji mwenye akili, uratibu wa gari zinazojitegemea, na mifumo ya usimamizi wa trafiki iliyosambazwa.

8. References

1. Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.
2. Shi, W., et al. (2016). Edge Computing: Vision and Challenges.
3. Zhu, L., et al. (2020). Usambazaji Salama wa Data kwa Misingi ya Blockchain katika IoV.
4. IEEE Transactions on Vehicular Technology, Toleo Maalum la Blockchain katika IoV.
5. Isola, P., et al. (2017). Image-to-Image Translation with Conditional Adversarial Networks (CycleGAN).