Разработка прототипа системы децентрализованного управления на основе блокчейн-технологии с интеграцией данных среды "Интернета вещей"

Объектом разработки являлся прототип системы децентрализованного управления бизнес-процессами на основе блокчейн-технологии с интеграцией потоков данных устройств "Интернета вещей" для инициирования событий смарт-контрактов. Разработанный прототип предназначен для широкого круга устройств (клиентского и серверного типа реализации) в области децентрализованного организационного управления для автоматизации бизнеса на базе смарт-контрактов в процессе постановки задач, принятия решений путем блокчейн-голосования, автоматического арбитража и исполнения обязательств. Целью первого этапа НИОКР являлась разработка серверной части прототипа программного на основе блокчейн-технологии для возможности интеграции потоков данных IoT-устройств с последующим отображением клиентского веб-интерфейса. Задачи НИОКР включали в себя разработку прототипа программного модуля подготовки и стандартизации данных для импорта в систему распределенного реестра, разработку прототипа серверной части для интеграции потока данных устройств "Интернета вещей" в среду исполнения смарт-контрактов, а также разработку прототипа клиентского веб-интерфейса для управления производственными смарт-контрактами. В ходе работ были определены основные принципы эффективной обработки потока данных устройств "Интернета вещей" с помощью ориентированного ациклического графа с использованием линейного одновременного шифрования. Показан процесс импорта, нормирования и передачи данных для последующего хранения в переменных производственных смарт-контрактов, обеспечена совместимость программного модуля стандартизации данных с логикой формы ввода данных для постановки задач, голосования и арбитража, а также реализован алгоритм интеграции потока данных устройств "Интернета вещей" в децентрализованную блокчейн-среду. В исследовании показаны основные достоинства и свойства древовидного хранения криптографических записей, а также наиболее производительные протоколы вещания данных, совместимые с криптографическим стандартом ERC-20для обеспечения взаимодействий между участниками одноранговой сети. Серверная часть системы разработана с использованием Meteor, MongoDB и Ethereum на базе языков HTML5, CSS и JavaScript. Клиентский интерфейс оптимизирован для графического представления в браузере безотносительно операционной системы или типа устройства. Хранение реестра децентрализованных данных обеспечивается на независимых узлах вычислительной машины Ethereum. В рамках программирования кода приложения была определена документо-объектная модель для отображения в виде графического представления элементов управления клиентской части системы. Сформирована конфигурация смарт-контракта для обработки формы ввода данных при постановке задач, голосовании и арбитраже, обеспечивающая информационную целостность системы. В результате выполнения НИОКР создан научно-технический продукт в виде программы для ЭВМ, которая позволяет создавать обрабатывать потоки данных IoT-датчиков в форматах XML, CSV, JSON, содержащих GPS-координаты, измеряемые сенсорами величины и состояния, проводить сессии голосования с закрытыми ключами пользователей, а также проверять достоверность процессов в режиме реального времени. Вычисления в программном обеспечении осуществляются децентрализовано в виртуальных машинах на узлах распределенной одноранговой сети. Клиентская часть программы доступна посредством браузерного взаимодействия без необходимости регистрации кошельков или иных компонентов при наличии Интернет-соединения. Серверная часть системы построена для работы с системой управления базой данных (СУБД) в виде noSQL (нереляционной) базы данных, обработки и хранения программного обеспечения платформы и визуализации данных в процессе голосования. Функциональные возможности программного комплекса реализованы для устройств на мобильных и настольных операционных системах (iOS, Android, MacOSX, Windows). Технически программа представлена в виде веб-интерфейса с функциями авторизации, администрирования задач, панелью вывода записей сессии голосования и визуализацией хода голосования по задачам на графике для обеспечения сетевого консенсуса по факту выполнения задач и бизнес-процессов. Импорт данных от датчиков GPS и СКУД для передачи в обработку смарт-контрактами происходит в режиме реального времени в децентрализованной среде с использованием socket-технологий. Основные технические параметры созданного прототипа системы децентрализованного управления на основе блокчейн-технологии с интеграцией данных среды "Интернета вещей": • Поддержка объема функций для указанного количества пользователей - не менее 30000 пользователей в месяц. • Поддержка одновременной работы - не менее 500 пользователей в системе. • Пиковая нагрузка на клиентский функционал - до 500 запросов/сек. • Пиковая нагрузка на специализированный функционал - 15 запросов/сек. • 256-битный ключ шифрования токена. • Скорость записи - не менее 10 транзакций в секунду. Языки разработки – JavaScript, Solidity, PHP, Python, HTML5.