Uma Avaliação de Desempenho de Cadeias de Blocos Privadas Permissionadas através de Cargas de Trabalho Realísticas

  • Marcela T. Oliveira UFF
  • Gabriel R. Carrara UFF
  • Natalia C. Fernandes UFF
  • Célio V. N. Albuquerque UFF
  • Ricardo C. Carrano UFF
  • Dianne S. V. Medeiros UFF
  • Diogo M. F. Mattos UFF

Resumo


As cadeias de blocos vêm sendo utilizadas para agregar segurança a aplicações privadas em diversas áreas do conhecimento. Esta diversidade resulta no desenvolvimento de múltiplas plataformas para atender às especificidades de cada aplicação. Assim, um desafio fundamental é assegurar que essas plataformas proveem segurança, controle de permissionamento e alto desempenho às aplicações de cadeias de blocos. Este artigo avalia duas plataformas de desenvolvimento de cadeia de blocos, Parity e Multichain. A avaliação consiste na comparação entre as plataformas, analisando a vazão das transações, aceitação de blocos e a latência de acesso à cadeia. Para tanto, utiliza-se uma topologia de rede par a par privada permissionada de cadeia de blocos, na qual são aplicadas cargas de trabalho realísticas. As cargas de trabalho são geradas aleatoriamente, seguindo a distribuição de probabilidades da chegada de transações na cadeia de blocos do Bitcoin. Os resultados mostram que cada plataforma se destaca em critérios específicos. As decisões de projeto de cada plataforma resultam em restrições de funcionalidades que devem ser tratadas por desenvolvedores para a criação de cadeias mais seguras e eficientes.

Referências

Alvarenga, I. D., Rebello, G. A. F. e Duarte, O. C. M. B. (2018). Securing configuration management and migration of virtual network functions using blockchain. Em Proc. of IEEE/IFIP Network Operations and Management Symposium (NOMS), p. 1–9.

Armknecht, F., Karame, G. O., Mandal, A., Youssef, F. e Zenner, E. (2015). Ripple: Overview and outlook. Em Proc. of International Conference on Trust and Trustworthy Computing, p. 163–180.

Bach, L. M., Mihaljevic, B. e Zagar, M. (2018). Comparative analysis of blockchain consensus algorithms. Em Proc. of International Convention on Information and Communication Technology, Electronics and Microelectronics (MIPRO), p. 1545–1550.

Bessani, A., Sousa, J. e Alchieri, E. E. P. (2014). State machine replication for the masses with BFT-SMART. Em Proc. of IEEE/IFIP International Conference on Dependable Systems and Networks, p. 355–362.

Castro, M. e Liskov, B. (2002). Practical byzantine fault tolerance and proactive recovery. ACM Transactions on Computer Systems (TOCS), 20(4):398–461.

Christidis, K. e Devetsikiotis, M. (2016). Blockchains and smart contracts for the internet of things. IEEE Access, 4:2292–2303.

Dai, M., Zhang, S., Wang, H. e Jin, S. (2018). A low storage room requirement framework for distributed ledger in blockchain. IEEE Access.

Dinh, T. T. A., Wang, J., Chen, G., Liu, R., Ooi, B. C. e Tan, K.-L. (2017). Blockbench: A framework for analyzing private blockchains. Em Proc. of the ACM International Conference on Management of Data, p. 1085–1100.

Greenspan, G. (2015). Multichain private blockchain – white paper. Relatório técnico.

Guo, R., Shi, H., Zhao, Q. e Zheng, D. (2018). Secure attribute-based signature scheme with multiple authorities for blockchain in electronic health records systems. IEEE Access, 776(99):1–12.

Gupta, S. e Sadoghi, M. (2018). Blockchain Transaction Processing, p. 1–11. Springer International Publishing.

Han, R., Gramoli, V. e Xu, X. (2018). Evaluating blockchains for iot. Em Proc. of IFIP International Conference on New Technologies, Mobility and Security (NTMS), p. 1–5.

Jesus, E. F., Chicarino, V. R. L., de Albuquerque, C. V. N. e Rocha, A. A. A. (2018). A survey of how to use blockchain to secure Internet of Things and the stalker attack. Security and Communication Networks, 2018:1–28.

King, S. e Nadal, S. (2012). PPCoin: peer-to-peer crypto-currency with proof-of-stake. Relatório técnico.

Macdonald, M., Liu-Thorrold, L. e Julien, R. (2017). The blockchain: A comparison of platforms and their uses beyond bitcoin. Relatório técnico.

Mengelkamp, E., Notheisen, B., Beer, C., Dauer, D. e Weinhardt, C. (2018). A blockchain-based smart grid: towards sustainable local energy markets. Computer Science-Research and Development, 33(1-2):207–214.

Mettler, M. (2016). Blockchain technology in healthcare: The revolution starts here. Em Proc. of International Conference on e-Health Networking, Applications and Services (Health-com), p. 1–3.

Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system. Relatório técnico.

Pahl, C., Ioini, N. E. e Helmer, S. (2018). A decision framework for blockchain platforms for iot and edge computing. Em Proc. of International Conference on Internet of Things, Big Data and Security - Volume 1: IoTBDS, p. 105–113.

Pilkington, M. (2016). Blockchain technology: principles and applications, p. 225–251. Edward Elgar Publishing.

Rebello, G. A. F., Alvarenga, I. D., Sanz, I. J. e Duarte, O. C. M. B. (2018). Sinfonia: Gerenciamento seguro de funções virtualizadas de rede através de corrente de blocos. Em Anais do WBlockchain - SBRC, volume 1.

Schwartz, D., Youngs, N. e Britto, A. (2014). The Ripple protocol consensus algorithm. Relatório técnico, Ripple Labs Inc.

Wood, G. (2014). Ethereum: A secure decentralised generalised transaction ledger. Relatório técnico.

Zheng, Z., Xie, S., Dai, H., Chen, X. e Wang, H. (2017). An overview of blockchain technology: Architecture, consensus, and future trends. Em Proc. of International Congress on Big Data, p. 557–564.

Zyskind, G., Nathan, O. et al. (2015). Decentralizing privacy: Using blockchain to protect personal data. Em Proc. of Security and Privacy Workshops (SPW), p. 180–184.
Publicado
25/10/2018
OLIVEIRA, Marcela T.; CARRARA, Gabriel R.; FERNANDES, Natalia C.; ALBUQUERQUE, Célio V. N.; CARRANO, Ricardo C.; MEDEIROS, Dianne S. V.; MATTOS, Diogo M. F.. Uma Avaliação de Desempenho de Cadeias de Blocos Privadas Permissionadas através de Cargas de Trabalho Realísticas. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO E DE SISTEMAS COMPUTACIONAIS (SBSEG), 18. , 2018, Natal. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2018 . p. 309-322. DOI: https://doi.org/10.5753/sbseg.2018.4261.