Blockchain-Based Scalable and Tamper-Evident Solution for Registering Energy Data.

حل قائم على سلسلة الكتل، قابل للتوسع وكاشف للتلاعب، لتسجيل بيانات الطاقة.

Clicks: 168
ID: 42496
2019
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Steady

Ranked #1,561 of 1,694 articles by views in sensors

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 1,694 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
Nowadays, it has been recognized that blockchain can provide the technological infrastructure for developing decentralized, secure, and reliable smart energy grid management systems. However, an open issue that slows the adoption of blockchain technology in the energy sector is the low scalability and high processing overhead when dealing with the real-time energy data collected by smart energy meters. Thus, in this paper, we propose a scalable second tier solution which combines the blockchain ledger with distributed queuing systems and NoSQL (Not Only SQL database) databases to allow the registration of energy transactions less frequently on the chain without losing the tamper-evident benefits brought by the blockchain technology. At the same time, we propose a technique for tamper-evident registration of smart meters' energy data and associated energy transactions using digital fingerprinting which allows the energy transaction to be linked hashed-back on-chain, while the sensors data is stored off-chain. A prototype was implemented using Ethereum and smart contracts for the on-chain components while for the off-chain components we used Cassandra database and RabbitMQ messaging broker. The prototype proved to be effective in managing a settlement of energy imbalances use-case and during the evaluation conducted in simulated environment shows promising results in terms of scalability, throughput, and tampering of energy data sampled by smart energy meters.
في الوقت الحاضر، بات من المسلَّم به أن تقنية سلسلة الكتل (Blockchain) يمكن أن توفر البنية التحتية التكنولوجية لتطوير أنظمة لامركزية وآمنة وموثوقة لإدارة شبكات الطاقة الذكية. ومع ذلك، فإن إحدى القضايا المفتوحة التي تُبطئ تبنّي تقنية سلسلة الكتل في قطاع الطاقة تتمثل في محدودية قابلية التوسع والعبء الكبير لمعالجة البيانات عند التعامل مع بيانات الطاقة اللحظية التي تجمعها عدادات الطاقة الذكية. ومن ثَمَّ، نقترح في هذه الورقة البحثية حلاً قابلاً للتوسع من الطبقة الثانية يجمع بين دفتر أستاذ سلسلة الكتل وأنظمة صفوف الانتظار الموزعة وقواعد بيانات NoSQL (قواعد البيانات غير العلائقية)، لإتاحة تسجيل معاملات الطاقة بمعدل تكرار أقل على السلسلة (On-chain) دون التنازل عن مزايا كشف التلاعب التي تتيحها تقنية سلسلة الكتل. وفي الوقت ذاته، نقترح تقنيةً للتسجيل الكاشف للتلاعب لبيانات طاقة العدادات الذكية ومعاملات الطاقة المقترنة بها باستخدام البصمة الرقمية، مما يتيح ربط معاملة الطاقة عبر دوال التجزئة (Hash) على السلسلة، في حين تُخزَّن بيانات أجهزة الاستشعار خارج السلسلة (Off-chain). وقد جرى تنفيذ نموذج أولي باستخدام منصة إيثيريوم (Ethereum) والعقود الذكية للمكونات الموجودة على السلسلة، في حين استُخدمت قاعدة بيانات كاساندرا (Cassandra) ووسيط الرسائل رابيت إم كيو (RabbitMQ) للمكونات الواقعة خارج السلسلة. وأثبت النموذج الأولي فعاليته في إدارة حالة استخدام لتسوية اختلالات الطاقة، كما أظهر خلال التقييم المُجرى في بيئة محاكاة نتائج واعدة من حيث قابلية التوسع، والإنتاجية، والتصدي للتلاعب في بيانات الطاقة التي تم أخذ عيناتها بواسطة عدادات الطاقة الذكية.
Reference Key
pop2019blockchainbasedsensors Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Claudia Pop, Marcel Antal, Tudor Cioara, Ionut Anghel, David Sera, Ioan Salomie, Giuseppe Raveduto, Denisa Ziu, Vincenzo Croce, Massimo Bertoncini
Are you one of these authors? Claim your profile
Journal sensors
Year 2019
DOI
E3033
URL
Keywords Keywords not found

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.