A Internet das Coisas (IoT) está constantemente tornando o conceito de um mundo totalmente conectado uma realidade. Bilhões de dispositivos físicos, desde pequenos sensores até veículos autônomos e máquinas industriais, agora coletam e trocam dados online. Manter essas informações seguras e imutáveis é importante, e é por isso que os engenheiros estão explorando cada vez mais a tecnologia blockchain. Embora o blockchain seja mais conhecido pela obtenção de criptomoedas, sua função principal é muito mais ampla. Funciona como um livro-razão digital descentralizado onde os dados são compartilhados e mantidos em vários computadores, em vez de serem controlados por uma única organização.
Apesar das vantagens de segurança, a maioria dos sistemas blockchain opera muito lentamente para muitas aplicações IoT do mundo real. Os dispositivos inteligentes muitas vezes precisam responder em frações de segundo, mas as atuais redes blockchain nem sempre conseguem acompanhar. Os pesquisadores descobriram que a principal fonte desses atrasos não é o software blockchain em si. Em vez disso, o problema está na forma como os dispositivos se comunicam em uma rede ponto a ponto. Em particular, estudos anteriores ignoraram em grande parte como a estrutura geral destas conexões, conhecida como topologia de rede, afeta o desempenho dos sistemas blockchain IoT.
Estudando design de rede para reduzir latência
Para resolver esse problema, uma equipe de pesquisa liderada pelo professor associado Kien Nguyen, do Instituto de Pesquisa Acadêmica Avançada/Escola de Pós-Graduação em Informática da Universidade de Chiba, no Japão, examinou maneiras de melhorar a eficiência em redes blockchain IoT. Seus resultados foram publicados Transações IEEE em gerenciamento de redes e serviços em 17 de dezembro de 2025. O estudo analisou como diferentes topologias de rede afetam a velocidade e introduziu uma nova estratégia projetada para manter o fluxo de dados sem problemas. “Nosso objetivo é preencher a lacuna entre o projeto teórico e a implantação prática de sistemas IoT-blockchain, identificando as causas básicas de sua alta latência e propondo uma solução descentralizada que seja simples e eficaz”, disse o Dr. O estudo foi coautor de Koki Koshikawa, Yu Su e Hiroo Sekiya, todos da Universidade de Chiba.
Para identificar a causa da desaceleração, a equipe criou simulações com clientes blockchain conectados usando diferentes estruturas de rede. A análise deles descobriu que as redes IoT descentralizadas geralmente transmitem os mesmos dados várias vezes. Os métodos actuais de partilha de transacções (entrada individual de dados) e bloqueios (grandes colecções de registos verificados) podem levar a um crescimento explosivo de cópias duplicadas. À medida que essas duplicatas se propagam através de caminhos de comunicação sobrepostos, as redes ficam congestionadas e os dados começam a ficar em fila, aumentando significativamente a latência.
Dual Perigee permite que as redes se organizem
Para resolver este problema, os pesquisadores desenvolveram um algoritmo descentralizado e leve chamado “Dual Perigee”. Esta abordagem permite que cada dispositivo na rede tome decisões inteligentes sobre a quais dispositivos vizinhos se conectar. Em vez de depender de conexões aleatórias, um dispositivo que usa perigeu duplo avalia seus pares quanto à rapidez com que eles entregam transações e completam blocos. Conexões constantemente lentas são abandonadas e substituídas por outras de melhor desempenho. Com o tempo, a rede adapta-se naturalmente a uma configuração mais rápida sem depender de uma autoridade central.
Quando testado em um ambiente IoT simulado de 50 nós, o Dual Perigee reduziu os atrasos relacionados a blocos em 48,54% em comparação com a abordagem padrão usada pelo blockchain Ethereum. Ele também superou métodos aprimorados, incluindo o algoritmo Perigee original, em mais de 23%. É importante ressaltar que essas melhorias não aumentaram a carga de trabalho nos dispositivos IoT. O algoritmo depende de medições passivas de dados já recebidos e requer apenas um processamento mínimo.
Habilitando sistemas em tempo real e de missão crítica
O impacto deste trabalho abrange muitos setores de tecnologia. A rápida confirmação e compartilhamento de dados permite que os sistemas blockchain suportem aplicações onde o tempo é crítico. “O mecanismo descentralizado proposto de seleção de pares com reconhecimento de atraso pode servir como base para futuras plataformas de blockchain que suportam serviços de IoT de missão crítica em tempo real, permitindo, em última análise, uma infraestrutura digital mais segura, responsiva e confiável”, explica o Dr.
Preparando-se para a próxima geração de IoT
À medida que as redes IoT continuam a expandir-se e a tornar-se mais complexas, a procura por métodos de comunicação descentralizados e fiáveis aumentará. Os pesquisadores acreditam que o perigeu duplo pode desempenhar um papel importante na tecnologia futura. “Nossa abordagem pode ser aplicada a serviços emergentes baseados em IoT que exigem compartilhamento de dados rápido e confiável, como cidades inteligentes, casas inteligentes, monitoramento industrial, sistemas de saúde e rastreamento da cadeia de suprimentos”, disse o Dr.
Esta pesquisa foi apoiada pela Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência (JSPS) (número de concessão: 23H03377) e em parte pela Agência de Ciência e Tecnologia do Japão (JST) através do estabelecimento de uma Bolsa Universitária para Inovação em Ciência e Tecnologia (número de concessão: JPMJFS2107).
