Dual Perigee: l’algoritmo che raddoppia la velocità delle blockchain per l’Internet of Things
Un algoritmo chiamato Dual Perigee consente alle reti blockchain IoT di dimezzare i ritardi, migliorando le connessioni tra dispositivi e rendendo più realistici scenari di smart city, monitoraggio industriale e sanità in tempo reale.
Blockchain e IoT: efficienza contro il collo di bottiglia delle connessioni
Il paradigma dell’Internet of Things (IoT) prevede miliardi di dispositivi fisici interconnessi, dai sensori industriali ai veicoli autonomi. Garantire che i dati generati da questi sistemi siano sicuri, verificabili e non alterabili è essenziale per qualsiasi architettura digitale affidabile. È in questo scenario che la blockchain, con il suo registro distribuito e decentralizzato, può offrire una soluzione tecnicamente robusta.
Nonostante i vantaggi in termini di sicurezza e integrità dei dati, le blockchain tradizionali faticano a soddisfare i requisiti di bassa latenza richiesti dalle applicazioni IoT in tempo reale. Il problema non risiede nel software blockchain in sé, ma nella struttura delle reti peer-to-peer che collegano i dispositivi. È proprio su questo aspetto che si è concentrato il gruppo di ricerca dell’Università di Chiba, guidato dal professor Kien Nguyen.
Un’analisi topologica per ridurre la latenza nelle blockchain IoT
Lo studio, pubblicato sulla rivista IEEE Transactions on Network and Service Management, ha indagato in dettaglio come le topologie di rete influenzino le prestazioni delle blockchain in ambienti IoT. Utilizzando simulazioni con diversi modelli di connessione tra nodi, i ricercatori hanno osservato che uno dei principali fattori di rallentamento è la ridondanza dei dati trasmessi.
Le reti decentralizzate tendono a inoltrare ripetutamente le stesse transazioni e blocchi a causa dei percorsi sovrapposti tra i dispositivi. Questo comportamento genera congestione, occupa inutilmente la banda disponibile e provoca un accumulo dei dati in attesa di essere elaborati.
Dual Perigee: un algoritmo decentralizzato per scegliere connessioni più veloci
Per risolvere il problema, il team ha progettato un nuovo algoritmo di selezione dei peer chiamato Dual Perigee. A differenza dei sistemi attuali che si basano su connessioni casuali, questo approccio consente a ogni nodo della rete di valutare le prestazioni dei vicini in base a parametri passivi come il tempo impiegato per ricevere transazioni e blocchi completi.
Le connessioni più lente vengono gradualmente scartate e sostituite con nodi più performanti, portando la rete a riorganizzarsi dinamicamente verso una configurazione più efficiente. Il tutto senza intervento centralizzato e con un carico computazionale minimo per i dispositivi IoT.
Nei test condotti su una simulazione di rete con 50 nodi, Dual Perigee ha ridotto i ritardi legati alla propagazione dei blocchi del 48,54% rispetto al metodo standard usato da Ethereum, superando anche versioni avanzate come l’algoritmo Perigee originale di oltre il 23%.
Un’infrastruttura reattiva per sistemi mission-critical
La riduzione dei tempi di latenza apre scenari concreti per l’adozione di blockchain in ambiti dove la tempestività è vitale. Dai sistemi di emergenza sanitaria ai veicoli autonomi, ogni millisecondo può fare la differenza. La capacità di Dual Perigee di adattarsi autonomamente alle condizioni della rete consente di costruire infrastrutture digitali più affidabili e resilienti.
Secondo il professor Nguyen, il meccanismo latency-aware decentralizzato proposto dallo studio rappresenta una base promettente per futuri protocolli blockchain che dovranno supportare servizi IoT real-time su larga scala.
Applicabilità e scalabilità nei sistemi IoT emergenti
L’architettura Dual Perigee è stata concepita per essere scalabile e generalizzabile a una varietà di scenari IoT. Tra le applicazioni previste ci sono:
- Smart cities: gestione efficiente del traffico, illuminazione intelligente, videosorveglianza decentralizzata.
- Sanità connessa: monitoraggio remoto di parametri vitali, gestione automatica dei farmaci, trasmissione sicura di cartelle cliniche.
- Industria 4.0: supervisione di macchine e impianti, manutenzione predittiva basata su blockchain, supply chain tracciabile.
- Domotica avanzata: comunicazione sicura tra dispositivi smart all’interno di abitazioni e uffici.
La semplicità dell’algoritmo, combinata con la sua capacità di adattamento, lo rende adatto anche a dispositivi con risorse limitate, senza richiedere hardware specifico o infrastrutture dedicate.
Un contributo alla decentralizzazione intelligente
Dual Perigee dimostra che la prestazione di una blockchain non dipende solo dal codice, ma dalla qualità della rete che la sostiene. Intervenire sul modo in cui i nodi selezionano i loro peer consente di ottimizzare la velocità di propagazione delle informazioni senza modificare il protocollo di consenso né compromettere la sicurezza o la decentralizzazione.
Il progetto ha ricevuto il supporto della Japan Society for the Promotion of Science (Grant 23H03377) e della Japan Science and Technology Agency (Grant JPMJFS2107), confermando l’interesse strategico delle istituzioni giapponesi per le tecnologie emergenti nel campo delle reti distribuite.
Blockchain real-time: una possibilità sempre più concreta
L’approccio Dual Perigee fornisce una soluzione elegante a un problema strutturale spesso sottovalutato nelle reti blockchain per l’IoT. L’ottimizzazione decentralizzata delle connessioni tra dispositivi può trasformare blockchain da tecnologia sicura ma lenta a infrastruttura chiave per l’automazione in tempo reale.
Mentre le reti di oggetti intelligenti continuano a espandersi, la necessità di soluzioni affidabili e scalabili per la trasmissione di dati aumenta. Dual Perigee si propone come strumento abilitante per rendere la blockchain compatibile con i requisiti di velocità, efficienza e decentralizzazione richiesti dai sistemi IoT del futuro.