Mención Internacional en el título de doctorNowadays, regardless of the use case, most IoT data is processed using
workflows that are executed on different infrastructures (edge-fog-cloud),
which produces dataflows from the IoT through the edge to the fog/cloud.
In many cases, they also involve several actors (organizations and users),
which poses a challenge for organizations to establish verification of the
transactions performed by the participants in the dataflows built by the
workflow engines and pipeline frameworks. It is essential for organizations,
not only to verify that the execution of applications is performed in the
strict sequence previously established in a DAG by authenticated participants,
but also to verify that the incoming and outgoing IoT data of each
stage of a workflow/pipeline have not been altered by third parties or by the
users associated to the organizations participating in a workflow/pipeline.
Blockchain technology and its mechanism for recording immutable transactions
in a distributed and decentralized manner, characterize it as an
ideal technology to support the aforementioned challenges and challenges since it allows the verification of the records generated in a secure manner.
However, the integration of blockchain technology with workflows for IoT
data processing is not trivial considering that it is a challenge not to lose
the generalization of workflows and/or pipeline engines, which must be
modified to include the embedded blockchain module. The main objective
of this doctoral research was to create new techniques to use blockchain
in the Internet of Things (IoT). Thus, we defined the main goal of this thesis
is to develop new techniques to integrate blockchain in Internet of
Things scenarios for massive data management in edge-fog-cloud environments.
To fulfill this general objective, we have designed a content
delivery model for processing big IoT data in Edge-Fog-Cloud computing
by using micro/nanoservice composition, a continuous verification model
based on blockchain to register significant events from the continuous delivery
model, selecting techniques to integrate blockchain in quasi-real systems
that allow ensuring traceability and non-repudiation of data obtained
from devices and sensors. The evaluation proposed has been thoroughly
evaluated, showing its feasibility and good performance.Hoy en día, independientemente del caso de uso, la mayoría de los datos
de IoT se procesan utilizando flujos de trabajo que se ejecutan en diferentes
infraestructuras (edge-fog-cloud) desde IoT a través del edge hasta la
fog/cloud. En muchos casos, también involucran a varios actores (organizaciones
y usuarios), lo que plantea un desafío para las organizaciones a la
hora de verificar las transacciones realizadas por los participantes en los
flujos de datos. Es fundamental para las organizaciones, no solo para verificar
que la ejecución de aplicaciones se realiza en la secuencia previamente
establecida en un DAG y por participantes autenticados, sino también para
verificar que los datos IoT entrantes y salientes de cada etapa de un flujo
de trabajo no han sido alterados por terceros o por usuarios asociados a
las organizaciones que participan en el mismo. La tecnología Blockchain,
gracias a su mecanismo para registrar transacciones de manera distribuida
y descentralizada, es un tecnología ideal para soportar los retos y desafíos
antes mencionados ya que permite la verificación de los registros generados de manera segura. Sin embargo, la integración de la tecnología blockchain
con flujos de trabajo para IoT no es baladí considerando que es un desafío
proporcionar el rendimiento necesario sin perder la generalización de los
motores de flujos de trabajo, que deben ser modificados para incluir el
módulo blockchain integrado. El objetivo principal de esta investigación
doctoral es desarrollar nuevas técnicas para integrar blockchain en Internet
de las Cosas (IoT) para la gestión masiva de datos en un entorno
edge-fog-cloud. Para cumplir con este objetivo general, se ha diseñado
un modelo de flujos para procesar grandes datos de IoT en computación
Edge-Fog-Cloud mediante el uso de la composición de micro/nanoservicio,
un modelo de verificación continua basado en blockchain para registrar
eventos significativos de la modelo de entrega continua de datos, seleccionando
técnicas para integrar blockchain en sistemas cuasi-reales que
permiten asegurar la trazabilidad y el no repudio de datos obtenidos de
dispositivos y sensores, La evaluación propuesta ha sido minuciosamente
evaluada, mostrando su factibilidad y buen rendimiento.This work has been partially supported by the project "CABAHLA-CM: Convergencia
Big data-Hpc: de los sensores a las Aplicaciones" S2018/TCS-4423
from Madrid Regional Government.Programa de Doctorado en Ciencia y Tecnología Informática por la Universidad Carlos III de MadridPresidente: Paolo Trunfio.- Secretario: David Exposito Singh.- Vocal: Rafael Mayo Garcí
