論文の概要: Towards a Decentralized IoT Onboarding for Smart Homes Using Consortium Blockchain
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.21480v1
- Date: Fri, 29 Aug 2025 10:05:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-01 19:45:11.003667
- Title: Towards a Decentralized IoT Onboarding for Smart Homes Using Consortium Blockchain
- Title（参考訳）: コンソーシアムブロックチェーンを使用したスマートホームのための分散IoTオンボーディング
- Authors: Narges Dadkhah, Khan Reaz, Gerhard Wunder,
- Abstract要約: 本稿では,スマートホームデバイスのセキュアなオンボード化のための新しいフレームワークを提案する。
コンソーシアムブロックチェーン技術を統合することで、透明性、セキュリティ、監視を強化する分散メカニズムを提案する。
プロトタイプ実装では、スマートホーム設定におけるシステムの生存性を示し、検証は0.34秒で完了する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.992414059774663
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: The increasing adoption of smart home devices and IoT-based security systems presents significant opportunities to enhance convenience, safety, and risk management for homeowners and service providers. However, secure onboarding-provisioning credentials and establishing trust with cloud platforms-remains a considerable challenge. Traditional onboarding methods often rely on centralized Public Key Infrastructure (PKI) models and manufacturer-controlled keys, which introduce security risks and limit the user's digital sovereignty. These limitations hinder the widespread deployment of scalable IoT solutions. This paper presents a novel onboarding framework that builds upon existing network-layer onboarding techniques and extends them to the application layer to address these challenges. By integrating consortium blockchain technology, we propose a decentralized onboarding mechanism that enhances transparency, security, and monitoring for smart home architectures. The architecture supports device registration, key revocation, access control management, and risk detection through event-driven alerts across dedicated blockchain channels and smart contracts. To evaluate the framework, we formally model the protocol using the Tamarin Prover under the Dolev-Yao adversary model. The analysis focuses on authentication, token integrity, key confidentiality, and resilience over public channels. A prototype implementation demonstrates the system's viability in smart home settings, with verification completing in 0.34 seconds, highlighting its scalability and suitability for constrained devices and diverse stakeholders. Additionally, performance evaluation shows that the blockchain-based approach effectively handles varying workloads, maintains high throughput and low latency, and supports near real-time IoT data processing.
- Abstract（参考訳）: スマートホームデバイスやIoTベースのセキュリティシステムの採用の増加は、住宅所有者やサービスプロバイダの利便性、安全性、リスク管理を強化する重要な機会を提供する。
しかし、セキュアなオンボーディングプロビジョンの認証と、クラウドプラットフォームへの信頼を確立することは、大きな課題である。
従来のオンボーディング方法は、セキュリティリスクを導入し、ユーザのデジタル主権を制限する、集中型パブリックキーインフラストラクチャ(PKI)モデルとマニュファクチャコントロールキーに依存していることが多い。
これらの制限は、スケーラブルなIoTソリューションの広範な展開を妨げる。
本稿では,既存のネットワーク層オンボーディング手法を基盤として,これらの課題に対処するためにアプリケーション層に拡張した新しいオンボーディングフレームワークを提案する。
コンソーシアムブロックチェーン技術を統合することで、スマートホームアーキテクチャの透明性、セキュリティ、監視を強化する分散オンボード機構を提案する。
このアーキテクチャは、デバイス登録、キーの取り消し、アクセス制御管理、専用のブロックチェーンチャネルとスマートコントラクトをまたいだイベント駆動アラートによるリスク検出をサポートする。
この枠組みを評価するために,我々は,タマリン・プロバー(Tamarin Prover)を用いて,Dolev-Yao敵モデルの下でプロトコルを形式的にモデル化する。
この分析は、認証、トークンの完全性、鍵の機密性、パブリックチャネルに対するレジリエンスに焦点を当てている。
プロトタイプ実装では、スマートホーム設定におけるシステムの生存性を示し、検証は0.34秒で完了し、制約のあるデバイスや多様な利害関係者に対するスケーラビリティと適合性を強調している。
さらに、パフォーマンス評価は、ブロックチェーンベースのアプローチが、さまざまなワークロードを効果的に処理し、高いスループットと低レイテンシを維持し、ほぼリアルタイムなIoTデータ処理をサポートすることを示している。
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