A Internet das Coisas (IoT) está transformando gradualmente a ideia de um mundo totalmente conectado em realidade. Bilhões de dispositivos físicos, desde minúsculos sensores até veículos autônomos e máquinas industriais, agora coletam e trocam dados online. Manter essas informações seguras e inalteradas é fundamental, razão pela qual os engenheiros estão cada vez mais explorando a tecnologia blockchain. Embora o blockchain seja mais conhecido por dar suporte a criptomoedas, sua função central é muito mais ampla. Ele atua como um livro-razão digital descentralizado, onde os dados são compartilhados e mantidos em muitos computadores, em vez de serem controlados por uma única organização.
Apesar de suas vantagens de segurança, a maioria dos sistemas blockchain opera muito lentamente para muitas aplicações reais de IoT. Dispositivos inteligentes frequentemente precisam responder em frações de segundo, mas as redes blockchain atuais nem sempre conseguem acompanhar. Pesquisadores descobriram que a principal fonte desses atrasos não é o próprio software blockchain. Em vez disso, o problema reside na forma como os dispositivos se comunicam dentro de redes peer-to-peer. Em particular, estudos anteriores ignoraram em grande parte como a estrutura geral dessas conexões, conhecida como topologia de rede, afeta o desempenho em sistemas blockchain de IoT.
Estudando o Design de Redes para Reduzir Atrasos
Para enfrentar 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, Japão, examinou maneiras de melhorar a eficiência em redes blockchain de IoT. Seus achados foram publicados na IEEE Transactions on Network and Service Management em 17 de dezembro de 2025. O estudo analisa como diferentes topologias de rede influenciam a velocidade e introduz uma nova técnica projetada para manter os dados fluindo sem problemas. “Nosso objetivo era fechar a lacuna entre o design teórico e a implantação prática de sistemas IoT-blockchain, identificando as causas fundamentais de sua alta latência e propondo uma solução descentralizada que seja simples e eficaz”, afirma o Dr. Nguyen. A pesquisa teve a coautoria de Koki Koshikawa, Yue Su e Hiroo Sekiya, todos da Universidade de Chiba.
Para identificar a causa dos lentificadores, a equipe criou simulações com clientes blockchain conectados usando uma variedade de estruturas de rede. Sua análise revelou que redes IoT descentralizadas frequentemente transmitem os mesmos dados várias vezes. Métodos atuais de compartilhamento de transações (as entradas de dados individuais) e blocos (as coleções maiores de registros verificados) podem levar a um aumento explosivo de cópias duplicadas. À medida que essas duplicatas se espalham por caminhos de comunicação sobrepostos, as redes ficam congestionadas e os dados começam a se acumular, aumentando significativamente os atrasos.
Dual Perigee Permite que Redes se Organizem
Para resolver esse problema, os pesquisadores desenvolveram um algoritmo descentralizado e leve chamado “Dual Perigee”. Este método permite que cada dispositivo na rede tome decisões mais inteligentes sobre quais dispositivos vizinhos se conectar. Em vez de depender de conexões aleatórias, um dispositivo que usa Dual Perigee avalia seus pares com base em quão rapidamente eles entregam transações e blocos completos. Conexões consistentemente lentas são descartadas e substituídas por outras de melhor desempenho. Com o tempo, a rede naturalmente se remodela em uma configuração mais rápida, tudo isso sem depender de uma autoridade central.
Quando testado em um ambiente simulado de IoT com 50 nós, o Dual Perigee reduziu os atrasos relacionados a blocos em 48,54% em comparação com o método padrão utilizado pela blockchain Ethereum. Ele também superou o desempenho de abordagens avançadas, incluindo o algoritmo Perigee original, em mais de 23%. Importante notar que essas melhorias não aumentaram a carga de trabalho dos dispositivos IoT. O algoritmo depende de medições passivas de dados que já estão sendo recebidos e requer apenas um processamento mínimo.
Capacitando Sistemas em Tempo Real e Críticos para Missão
As implicações deste trabalho se estendem por vários setores tecnológicos. A confirmação e o compartilhamento de dados mais rápidos permitem que os sistemas blockchain suportem aplicações onde o tempo é crítico. “O mecanismo proposto de seleção de pares ciente da latência descentralizada pode servir como base para futuras plataformas blockchain que suportam serviços de IoT em tempo real e críticos para missão, possibilitando, em última análise, infraestruturas digitais mais seguras, responsivas e confiáveis,” explica o Dr. Nguyen.
Preparando-se para a Próxima Geração de IoT
À medida que redes de IoT continuam a expandir e crescer em complexidade, a demanda por métodos de comunicação descentralizados e confiáveis aumentará. Os pesquisadores acreditam que o Dual Perigee pode desempenhar um papel importante nas tecnologias futuras. “Nossa abordagem pode ser aplicada a serviços emergentes baseados em IoT que requerem compartilhamento de dados rápido e confiável, como cidades inteligentes, casas inteligentes, monitoramento industrial, sistemas de saúde e rastreamento da cadeia de suprimentos,” diz o Dr. Nguyen.
Esta pesquisa foi apoiada pela Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência (JSPS) (Número do Grant: 23H03377) e parcialmente pela Agência de Ciência e Tecnologia do Japão (JST) por meio do estabelecimento de bolsas universitárias voltadas para a criação de inovação em ciência e tecnologia (Número do Grant: JPMJFS2107).
