Hoy en día, con el rápido desarrollo del Internet de las cosas, una gran cantidad de terminales inteligentes, como sensores, vehículos autónomos y equipos industriales, cargan datos continuamente a la red. Cómo lograr un procesamiento rápido y al mismo tiempo garantizar que los datos no puedan ser manipulados se ha convertido en un problema clave al que se enfrenta la comunidad de ingenieros. Blockchain se considera una solución importante debido a sus características de seguridad de libros contables descentralizados. Sin embargo, en escenarios reales de IoT, la velocidad de respuesta del sistema blockchain a menudo es difícil de satisfacer la demanda "casi en tiempo real".
Un equipo de investigación en informática de la Universidad de Chiba en Japón señaló que el cuello de botella fundamental que restringe la velocidad no es el protocolo blockchain en sí, sino el método de comunicación punto a punto entre nodos y la ineficiencia de la transmisión de datos causada por un diseño inadecuado de la topología de la red. Descubrieron que pocos estudios previos habían examinado sistemáticamente el impacto de la topología superpuesta y las estrategias de selección de nodos en los retrasos de la cadena de bloques de IoT, lo que hace que la red sea propensa a la congestión y a las colas al expandirse.
Para descubrir la fuente real del retraso, el equipo de investigación construyó una variedad de estructuras de conexión de clientes blockchain mediante simulación y realizó un análisis comparativo del rendimiento bajo diferentes topologías de red. Los resultados muestran que en un entorno de IoT descentralizado, la misma transacción o bloque se reenvía repetidamente a través de múltiples enlaces y la cantidad de copias de datos se expande rápidamente, lo cual es uno de los factores clave que causan la congestión de la red. Cuando las rutas de comunicación se superponen significativamente, las transacciones y los bloques se ponen en cola entre los nodos esperando ser reenviados, y el tiempo general de confirmación se prolonga significativamente.
En respuesta a este problema, el equipo propuso un nuevo algoritmo ligero y descentralizado, "Dual Perigee", para optimizar la relación de conexión de los nodos blockchain en la red IoT. En lugar de depender de conexiones aleatorias, los dispositivos que utilizan Dual Perigee evalúan las conexiones existentes en función de la rapidez con la que los nodos vecinos pueden reenviar transacciones y completar bloques. Si una conexión funciona mal durante mucho tiempo, el dispositivo se desconectará activamente y encontrará vecinos más eficientes, lo que permitirá que toda la red evolucione espontáneamente hacia una topología más propicia para la transmisión de alta velocidad sin la necesidad de un control central.
El equipo de investigación probó Dual Perigee en una red de simulación blockchain de IoT que contiene 50 nodos. Los resultados muestran que el algoritmo reduce la latencia relacionada con los bloques en un 48,54% en comparación con el método estándar utilizado en la cadena de bloques Ethereum, al tiempo que logra una mejora del rendimiento de más del 23% en comparación con las tecnologías avanzadas propuestas anteriormente, como Perigee. Vale la pena señalar que estas mejoras se logran casi sin aumentar la carga informática de los terminales IoT, porque Dual Perigee solo se basa en mediciones pasivas generadas incidentalmente cuando el nodo recibe datos, y la carga de procesamiento del algoritmo en sí es mínima.
Kien Nguyen, profesor asociado de la Escuela de Graduados de Estudios Avanzados/Escuela de Graduados en Informática de la Universidad de Chiba, dijo que esta investigación intenta construir un puente entre el diseño teórico y el despliegue real de la cadena de bloques de IoT. Al aclarar las causas fundamentales de la alta latencia, propone una solución descentralizada que es simple e implementable. El artículo fue completado conjuntamente por Koki Koshikawa, Yue Su, Hiroo Sekiya y otros de la Universidad de Chiba, y se publicó en "IEEE Transactions on Network and Service Management" el 17 de diciembre de 2025.
Los investigadores creen que este mecanismo de selección de nodos descentralizado consciente de la latencia sienta las bases para una nueva generación de plataformas blockchain que admitan servicios de IoT de misión crítica en tiempo real en el futuro. Con la reducción significativa en el tiempo de confirmación y distribución de datos de blockchain, se espera que el sistema satisfaga las necesidades de aplicaciones extremadamente urgentes. Ruan Jian señaló que Dual Perigee puede soportar una infraestructura digital más segura, receptiva y confiable.
A medida que la escala de Internet de las cosas continúa expandiéndose y la complejidad del sistema aumenta, los mecanismos de comunicación confiables y descentralizados serán cada vez más importantes. El equipo de investigación cree que se espera que Dual Perigee se utilice en una serie de servicios de IoT emergentes que requieren un intercambio de datos rápido y confiable, incluidas ciudades inteligentes, hogares inteligentes, monitoreo industrial, sistemas médicos y de salud y seguimiento de la cadena de suministro. Esta investigación recibió financiación del proyecto de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia (JSPS) y la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología (JST), lo que refleja aún más la importancia que las instituciones relevantes otorgan a la tecnología de integración de Internet de las cosas y blockchain.
Compilado de /ScitechDaily