РОЛЬ БЛОКЧЕЙНА В 5G: ПРОБЛЕМЫ И ВОЗМОЖНОСТИ

АННОТАЦИЯ

В 2020 году ожидается переход в эру интеллектуальной информации. Ключевые сферы, связанные с человеческой жизнью, такие как здравоохранение, транспорт, развлечения и умные города, как ожидается, повысят качество обслуживания пользователей. Поэтому телекоммуникационная инфраструктура должна отвечать беспрецедентным требованиям к уровню обслуживания для подключения будущих систем, таких как высокая скорость передачи данных и объем для выдающихся будущих областей, таких как виртуальная реальность (ВР) [1, c. 5], массовый ввод-массовый вывод (MIMO) [2, c. 5] и т. п. В коммуникационном контексте существуют значительные проблемы, связанные с соответствием будущим бумам спроса. Технологии блокчейна [3, c. 5] и распределенного реестра [4, c. 5] являются одними из самых разрушительных технологий, позволяющих устранить большинство текущих ограничений и облегчить функциональные стандарты 5G [5, c. 5]. В этой работе мы исследуем роль блокчейна для решения значительных проблем в 5G, будущие возможности применения и направления исследований.

Ключевые слова: 5G Networks, блокчейн, Distributed Ledger, Интернет вещей (IoT).

1. Введение

Предполагается, что мобильные сети 5G будут способствовать развитию будущего интеллектуального общества с интенсивным обменом данными, оснащенного полной автоматизацией за счет бесшовной интеграции всех видов беспроводных сетей, расположенных на земле, под водой, в воздухе и космосе. Кроме того, 5G также предполагает удовлетворить взрывной футуристический рост мобильного трафика. По большому счету, следующее поколение мобильных сетей, как ожидается, будет преимущественно софтверизированными, виртуализированными и облачными сетями с мотивацией к беспрепятственному соединению ошеломляющего числа гетерогенных устройств, включая массивные устройства IoT/IoE [6, c. 5], для удовлетворения ожидаемого взрывного роста трафика данных на сверхвысоких скоростях передачи данных наряду со сверхнизкой задержкой, для создания невероятного спектра новых вертикальных сетевых услуг и для поддержки развития совершенно нового парка приложений реального времени и интенсивных данных. Несомненно, софтверизация, виртуализация и облачность мобильных сетей следующего поколения приносят огромные преимущества, такие как микрооператорские бизнес-модели, гибкое и эффективное управление и сетевая оркестровка (MANO), создание на лету вертикальных сервисов, дифференцированных сервисов с сетевым разрезанием и т. д. Однако они, как правило, усугубляют такие проблемы, как надежность сети, уязвимость безопасности, конфиденциальность и неизменность данных, мягкое распределение спектра, управление множественным доступом, виртуализацией сетевых функций (VNFs) [7, с. 5], законное использование ресурсов, дифференциальная безопасность для дифференцированных услуг, предлагаемых различными виртуальными сетями и т. д. В последнее время технология блокчейн и в целом технология распределенного реестра набрали обороты и были приняты отраслевыми и исследовательскими сообществами по всему миру. Некоторыми из возможностей технологии блокчейн являются:

• децентрализация путем устранения необходимости центральных доверенных третьих сторон и посредников,
• прозрачность с анонимностью,
• устранение одиночных точек отказа (повышение устойчивости и устойчивости к атакам, таким как DoS или DDoS),

2. Общие проблемы в 5G

1. Массовая связность будущих систем. Требует масштабируемости, связи в реальном времени с минимальной задержкой, более высокой пропускной способности, синхронизации.
2. Требования безопасности в будущих вычислительных экосистемах: конфиденциальность, целостность, доступность, аутентификация и контроль доступа, аудит.
3. Более высокое потребление данных в сложных решениях. Более высокая скорость передачи данных является одним из наиболее значимых ожиданий в экосистемах сети 6G. Такие приложения, как AR, VR, HD и 3D ultra video, требуют более высокой скорости передачи данных и потребления данных.
4. Ограничения ресурсов устройства. В будущих вычислительных экосистемах ожидаются ограничения на вычислительные ресурсы и хранение. Ограничения ограничивают возможности криптографических алгоритмов и в конечном итоге отклоняются от стандартных механизмов. Стандартное принятие безопасности сложнее с ограничениями ресурсов устройства.

3. Что блокчейн может принести в 5G

Блокчейн-это одна из самых известных технологий для раскрытия потенциала систем 5G. Возможности и сильные стороны смарт-контрактов на основе блокчейна для решения проблем, рассмотренных ранее, упоминаются в этом разделе.

1. Интеллектуальное управление ресурсами. Управление сетевыми ресурсами и совместное использование ресурсов является важным в 5G. Особенно, с экспоненциальным расширением будущего арендаторов, операции управления ресурсами, такие как совместное использование спектра, оркестровка и децентрализованные вычисления, должны быть совместимы с массивными объемами инфраструктуры;
2. Повышенные характеристики безопасности: конфиденциальность, аутентификация и контроль доступа, целостность, доступность, масштабируемость.

4. Возможности применения и обслуживания через блокчейн в системах 5G

Как указано в разделе 1, 5G включает в себя множество приложений, которые могут быть включены или улучшены с помощью использования блокчейнов. Предпосылка блокчейнов для обеспечения / улучшения таких приложений в 6G вытекает из возможностей, перечисленных в разделе 3, которые обеспечиваются его основными атрибутами, т. е. децентрализацией, прозрачностью, неизменяемостью, доступностью и безопасностью.

1. Промышленное применение. Ключевые характеристики блокчейнов и проблемы, рассмотренные в разделе 2, особенно применимы к промышленным средам. Например, голографические коммуникации для промышленного использования требуют децентрализованных архитектур, которые в то же время заслуживают доверия. Блокчейны могут обеспечить эти возможности, когда они интегрированы в эти приложения или варианты использования.
2. Непрерывный мониторинг и охрана окружающей среды. Блокчейны позволяют децентрализовать совместные приложения экологического зондирования, которые могут быть реализованы в глобальном масштабе с помощью 5G.

Заключение

Дизайн беспроводных сетей 5G, движимый огромными и разнородными требованиями гиперсвязанного существования всего, действительно даст начало новым бизнес-направлениям. В статье были выделены основные проблемы и рассмотрена ключевая роль блокчейна для смягчения некоторых из них.

Список литературы:

1. Материал из Википедии — свободной энциклопедии, Виртуальная реальность, URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Виртуальная_реальность (дата обращения: 02.02.2020)
2. Материал из Википедии — свободной энциклопедии, MIMO, URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/MIMO (дата обращения: 02.02.2020)
3. Материал из Википедии — свободной энциклопедии, Блокчейн, URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Блокчейн (дата обращения: 02.02.2020)
4. Материал из Википедии — свободной энциклопедии, Distributed ledger, URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Distributed_ledger (дата обращения: 02.02.2020)
5. Материал из Википедии — свободной энциклопедии, 5G, URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/5G (дата обращения: 02.02.2020)
6. Материал из Википедии — свободной энциклопедии, Интернет вещей, URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Интернет_вещей (дата обращения: 02.02.2020)
7. Материал из Википедии — свободной энциклопедии, Виртуализация сетевых функций, URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Виртуализация_сетевых_функций (дата обращения: 02.02.2020)