論文の概要: Quantum-Resilient Blockchain for Secure Transactions in UAV-Assisted Smart Agriculture Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.18206v1
- Date: Wed, 21 May 2025 17:12:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-03 14:10:53.806533
- Title: Quantum-Resilient Blockchain for Secure Transactions in UAV-Assisted Smart Agriculture Networks
- Title（参考訳）: UAV支援スマート農業ネットワークにおけるセキュア取引のための量子レジリエントブロックチェーン
- Authors: Taimoor Ahmad,
- Abstract要約: 無人航空機(UAV)をスマート農業に統合することで、リアルタイムモニタリング、データ収集、自動農業活動が可能になった。
本稿では,UAV支援型スマート農業ネットワークにおけるデータおよびリソーストランザクションの確保を目的とした,量子レジリエントなブロックチェーンフレームワークを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: The integration of unmanned aerial vehicles (UAVs) into smart agriculture has enabled real-time monitoring, data collection, and automated farming operations. However, the high mobility, decentralized nature, and low-power communication of UAVs pose significant security challenges, particularly in ensuring transaction integrity and trust. This paper presents a quantum-resilient blockchain framework designed to secure data and resource transactions in UAV-assisted smart agriculture networks. The proposed solution incorporates post-quantum cryptographic primitives-specifically lattice-based digital signatures and key encapsulation mechanisms to achieve tamper-proof, low-latency consensus without relying on traditional computationally intensive proof-of-work schemes. A lightweight consensus protocol tailored for UAV communication constraints is developed, and transaction validation is handled through a trust-ranked, multi-layer ledger maintained by edge nodes. Experimental results from simulations using NS-3 and custom blockchain testbeds show that the framework outperforms existing schemes in terms of transaction throughput, energy efficiency, and resistance to quantum attacks. The proposed system provides a scalable, secure, and sustainable solution for precision agriculture, enabling trusted automation and resilient data sharing in post-quantum eras.
- Abstract（参考訳）: 無人航空機(UAV)をスマート農業に統合することで、リアルタイムモニタリング、データ収集、自動農業活動が可能になった。
しかし、高モビリティ、分散された性質、UAVの低電力通信は、特にトランザクションの整合性と信頼性を確保する上で、重大なセキュリティ上の課題を引き起こしている。
本稿では,UAV支援型スマート農業ネットワークにおけるデータおよびリソーストランザクションの確保を目的とした,量子レジリエントなブロックチェーンフレームワークを提案する。
提案手法は,量子後暗号プリミティブ固有の格子型デジタルシグネチャとキーカプセル化機構を組み込んで,従来の計算集約型証明方式に頼ることなく,タンパー保護,低レイテンシのコンセンサスを実現する。
UAV通信制約に適した軽量コンセンサスプロトコルを開発し、エッジノードが管理する信頼度の高い多層台帳を通じてトランザクションバリデーションを処理する。
NS-3とカスタムブロックチェーンテストベッドを用いたシミュレーションによる実験結果から、このフレームワークはトランザクションスループット、エネルギー効率、量子攻撃に対する耐性という点で、既存のスキームよりも優れていることが示された。
提案システムは,高度農業のためのスケーラブルでセキュアで持続可能なソリューションを提供し,信頼性の高い自動化と,ポスト量子時代のレジリエンスなデータ共有を可能にする。
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