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Securing light clients in blockchain with DLCP

In blockchain, full nodes (FNs) are peers that store and verify entire chains of transactions. In contrast, light clients (LCs) are those with limited resources, and for this reason, they request only block headers from FNs for transaction verification—using protocols like Simple Payment Verification (SPV). In an approach to prevent FN tampering on transaction verification (byzantine fault), LCs request block headers from multiple FNs and compare received responses. One problem with this approach is that an LC must connect to each FN and perform the same cryptographic operations with each one repeatedly, which leads to client-side complexity and slower response. We propose an alternate approach to tackle this issue, in which LCs can encrypt a request for block headers only once, and send that request to a predetermined set of FNs to access, process, and reply back in a single response. Our approach, called Distributed Lightweight Client Protocol (DLCP), enables LCs to verify with little effort if FNs have agreed on a response. From an experimental evaluation, we observed that DLCP provided lower latency and reduced computing and communication overhead in comparison with the existing conventional approach.

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AN EVALUATION OF SECURITY FEATURES BASED ON ISO/IEC 25023 FOR A DISTRIBUTED AUTONOMIC SCIENTIFIC PUBLISHER TOOL ON A PERMISSIONED BLOCKCHAIN

In the development of projects that aim at management and editorial evaluation methods, mechanisms that foster the product’s quality final have great importance. In this scenario, several areas are working together in search of better adequacy and standardization in software development. A basic example is the adequations of evaluation of software engineering and computer networks, which work, so that distributed applications are developed following evaluation criteria and standardized quality standards. In this context, we present the DASP software, an open-source distributed autonomous scientific publisher executed through an allowed blockchain network, automatically organized through intelligent contracts, an alternative to the decentralized management of editorial models. As a form of evaluation, one of the most current standards used by the international organization for standardization (ISO) to perform software quality measurements, ISO/IEC 25023, is adopted. Furthermore, we focused on the security aspect, which is one of the categories of ISO/IEC. This aspect was chosen because it was based on the main features that underpin blockchain technology. The quality measurement was carried out following several steps, such as the definition of ISO/IEC 25023, an adaptation of metrics for DASP software evaluation, calculations of the quality value of each functionality, and determination of recommendations for improvements in the software according to the estimates made.

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Sec-Health: A Blockchain-Based Protocol for Securing Health Records

Storing and sharing health records through electronic systems pose security risks. To address them, several countries’ regulations have established that healthcare information systems must fulfill security properties (confidentiality, access control, integrity, revocation and anonymity) and complementary ones (emergency access and interoperability). Upon tackling these issues, several proposals present security limitations and/or address specific properties only. We propose Sec-Health, a blockchain-based protocol that secures health records, addressing all of the main security and complementary properties defined in current regulations. We show that Sec-Health is a suitable solution by analyzing it under several attack scenarios and describing how it overcomes the problems of existing solutions. Furthermore, we evaluate a Sec-Health Proof of Concept, showing that it can reduce from 26% up to 90% the time to access health records, and reduce up to 50% client-side memory overhead, compared to related work.

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Levantamento das Estruturas Organizacionais em Organizaçoes Autônomas Descentralizadas Baseadas em Blockchain

As Organizações Autônomas Descentralizadas Baseadas em Blockchain (Blockchain-Based Decentralized Autonomous Organizations-BCDAO) são sistemas que realizam tomadas de decisões visando a segurança. A estrutura organizacional é um aspecto que pode contribuir para a eficiência (eg, reduzindo gastos redundantes de recursos, esforços e tempo), no entanto, este aspecto não é explicito no desenvolvimento de BCDAO. Neste estudo é apresentado um levantamento das estruturas organizacionais baseadas na literatura de Sistema Multiagente (Multiagent System-MAS) BCDAO, que incluem hierarquia, holarquia, sociedade e mercados. O estudo descreve cada uma das estruturas organizacionais e como elas são empregadas em BCDAO, com o intuito de facilitar a avaliação comparativa de estilos organizacionais. Com isso, objetiva-se permitir a projetistas conhecer o espectro de possibilidades atual e, então, guiar a seleção de uma estrutura organizacional apropriada para um domínio de aplicação particular.

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Padroes de Projetos para Organizaçoes de Contratos Inteligentes

Atualmente diferentes campos estão utilizando blockchain e contratos inteligentes para prover segurança aos sistemas. Esses sistemas podem utilizar múltiplos contratos inteligentes que se coordenam e cooperam entre si para alcançar seus objetivos, ou seja, formam uma organização de contratos inteligentes (Smart Contracts Organization-SCO). Portanto, esse estudo apresenta padrões de projetos de diferentes estruturas organizacionais baseadas na literatura de Sistema Multiagente (Multiagent System-MAS) e na de SCO, que incluem hierarquia, holarquia, sociedade e mercado. Os padrões de projetos são descritos, os sistemas que os apresentam são expostos e uma forma de avaliação e validação é proposta.

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Soluçao de Nodos de Baixo Armazenamento para o Futuro da Internet

Em blockchain, os nodos completos (NCs) armazenam todas as transações existentes e são responsáveis por validar novos blocos. A quantidade de dados armazenados por NCs vem aumentando significativamente nas principais blockchains, como a do Bitcoin. O excesso de dados de blockchains aumenta a sobrecarga de armazenamento e processamento nos NCs, podendo causar a redução de validadores e armazenadores dos dados e colocando em risco o princípio de descentralização em blockchain. Este artigo propõe um mecanismo de armazenamento dos dados menos custoso para NCs de blockchain. O mecanismo visa diminuir a sobrecarga de armazenamento e processamento nos NCs, e garantir a característica de descentralização da rede.

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DLCP: Um Protocolo para a Operação Segura de Clientes Leves em Blockchains

Em blockchains, nodos completos (NCs) são pares que armazenam e verificam todas as transações contidas nos blocos, enquanto clientes leves (CLs) são aqueles que solicitam apenas os cabeçalhos dos blocosá um NC, realizando verificações mais simples. Para lidar com comportamentos maliciosos, a abordagem convencional para garantir o recebimento dos cabeçalhos originais é solicitá-losá múltiplos NCs e comparar as respostas recebidas. Essa abordagem, contudo, requer que um CL estabeleça conexões seguras com cada NC, o que resulta em maior sobrecarga e tempo de resposta. Nesse contexto, esse trabalho propõe o Distributed Lightweight Client Protocol (DLCP), que demanda criptografar uma requisição de cabeçalhos apenas uma vez para um conjunto de NCs, que, por sua vez, retornam umaúnica resposta para o CL. Avaliações preliminares mostraram que o DLCP provê menor latência que a abordagem convencional e reduz a sobrecarga nos CLs.

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DLCP: A protocol for securing light client operation in blockchains

In blockchain, full nodes (FNs) are peers that store and verify entire chains of transactions, and light clients (LCs) are those which outsource chain verification to FNs (as they lack computing resources required to do so). In general, LCs perform simpler verification protocols, e.g. Simple Payment Verification (SPV), by offloading the execution of blockchain operations to FNs. To cope with byzantine faults (like malicious behavior), a current approach for blockchain transaction verification is requiring that LCs outsource their requests to multiple FNs, and compare received results. This approach, however, requires that LCs establish secure connections to each FN, which leads to client-side complexity and slower verification. To tackle this issue, we propose Distributed Lightweight Client Protocol (DLCP), a protocol for secure verification in blockchain. In summary, DLCP requires LCs to encrypt a request once, allowing a pre-determined set of FNs to access and process it. Through DLCP, LCs become able to verify whether FNs have agreed on the operation outcome. From some preliminary evaluation, we observed that DLCP decreased computing and communication overhead in LCs, while providing lower latency.

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Securing light clients in blockchain with DLCP

In blockchain, full nodes (FNs) are peers that store and verify entire chains of transactions. In contrast, light clients (LCs) are those with limited resources, and for this reason, they request only block headers from FNs for transac- tion verification—using protocols like Simple Payment Verification (SPV). In an approach to prevent FN tampering on transaction verification (byzantine fault), LCs request block headers from multiple FNs and compare received responses. One problem with this approach is that an LC must connect to each FN and per- form the same cryptographic operations with each one repeatedly, which leads to client-side complexity and slower response. We propose an alternate approach to tackle this issue, in which LCs can encrypt a request for block headers only once, and send that request to a predetermined set of FNs to access, process, and reply back in a single response. Our approach, called Distributed Lightweight Client Protocol (DLCP), enables LCs to verify with little effort if FNs have agreed on a response. From an experimental evaluation, we observed that DLCP pro- vided lower latency and reduced computing and communication overhead in comparison with the existing conventional approach.

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Soluções de Monitoramento de Redes Blockchain: Uma Revisão Sistemática da Literatura

Diante do aumento do uso de tecnologias blockchain por partes verticais da indústrias, surge a necessidade do monitoramento eficiente destas redes, para preservação da qualidade deste serviço. Este trabalho tem como objetivo investigar e documentar as informações sobre os sistemas de monitoramento presentes na literatura. Os resultados revelam a predominância de sistemas de monitoramento centralizados, apresentando oito módulos distintos e variadas métricas monitoradas. Desta forma, este estudo apresenta as alternativas de sistemas de monitoramento blockchain presentes na literatura, fornecendo insights valiosos para o desenvolvimento de estratégias mais eficientes e abrangentes para a área.

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A Blockchain-based Approach for Continuous Auditing in IT Change Management

Information Technology (IT) changes are a critical part of the day-to-day operations of most modern organizations, and poor change delivery can pose severe risks to business continuity. In this context, frameworks like COBIT seek to provide guidance for best practices and procedures for proper IT change management, and shareholders often resort to auditing to ensure change delivery following defined procedures. To this end, third-party audit companies perform periodic inspections of the target IT system, log of changes deployed, etc. However, the sheer volume of changes, ever-increasing change complexity, and automation make it challenging to deliver change auditing between inspection events. To tackle this issue, we propose in this paper a blockchain-based approach for continued IT change auditing. In summary, we instrumented a change orchestration framework with a solution for certifying each change deployed in the target system through blockchain. The chain of IT changes in between inspection events is then used to ensure that only certified changes were deployed in the infrastructure.

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OTTx: Transações de Uso Único para Serviços Blockchain

Em redes de negócios empresariais, a troca segura de informações entre organizações com objetivos diversos é comum. Usuários, identificados de forma única, acessam recursos por meio de aplicativos confiáveis. A integração de aplicativos de organizações externas introduz elementos não confiáveis e requer mecanismos para garantir privacidade, integridade e não repúdio. Este trabalho propõe um protocolo de Transações Únicas (OTTx) em Blockchains. Ele aborda a necessidade de autenticação segura de transações, revisa o estado da arte e avalia o OTTx em uma Blockchain permissionada. Os resultados mostram que o OTTx garante segurança, privacidade, integridade e não repúdio para transações envolvendo identidades externas, com desempenho satisfatório e baixa sobrecarga de rede. Esta contribuição avança o conhecimento em Blockchains, fornecendo uma solução eficaz para transações envolvendo participantes de rede não confiáveis.

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Soluções de Monitoramento de Redes Blockchain

Diante do aumento do uso de tecnologias blockchain por partes verticais da indústrias, surge a necessidade do monitoramento eficiente destas redes, para preservação da qualidade deste serviço. Este trabalho tem como objetivo investigar e documentar as informações sobre os sistemas de monitoramento presentes na literatura. Os resultados revelam a predominância de sistemas de monitoramento centralizados, compostos por até oito módulos distintos e variadas métricas monitoradas. Desta forma, este estudo apresenta as alternativas de sistemas de monitoramento blockchain presentes na literatura, fornecendo insights valiosos para o desenvolvimento de estratégias mais eficientes e abrangentes para a área.

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Solução de Monitoramento e Conformidade de SLA Baseada em Blockchain para Fatiamento de Recursos

Este trabalho propõe um modelo de auditoria e conformidade de acordos de nível de serviço (SLA) baseado em blockchain para fatiamento de recursos de rede, a fim de oferecer um monitoramento transparente e distribuído. O modelo busca minimizar problemas de violação entre as entidades envolvidas no processo, visando construir uma relação de confiança entre provedores de recursos de rede em mercados distribuídos. Embora haja um custo computacional para executar o monitoramento de SLA, a adição dessa camada de conformidade pode trazer transparência ao negócio e evitar o consumo indevido de recursos, multas onerosas e danos à reputação.

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Transações Autenticadas para Aplicativos Não Confiáveis em Blockchains Permissionadas

A utilização de aplicativos externos as organizações, ou seja, não confiáveis, tornou-se uma prática comum com o avanço da internet. No entanto, permitir o registro de dados através de terceiros não confiáveis e garantir o não repúdio, pode ser uma tarefa difícil. Para superar esses desafios, propomos uma solução por meio do desenvolvimento de uma arquitetura que garante a autenticação e o não repúdio dos registros em blockchain, mesmo quando inseridos por outras identidades. A arquitetura é composta por um serviço responsável pela comunicação entre terceiros e a blockchain (Auth Service), métodos para geração de tokens únicos de transações e protocolos para autenticação em contrato inteligente. A arquitetura proposta fornece um processo seguro e eficiente para o envio de transações por meio de aplicativos não confiáveis, reduzindo a dependência da Autoridade Certificadora (CA) da rede e garantindo o não repúdio dos dados. Com a nossa solução, os usuários podem acessar diversos serviços da rede com confiança.

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Identidade descentralizada e Blockchain: Um estudo exploratório sobre as oportunidades e desafios das soluções existentes

O objetivo deste estudo é fornecer um levantamento das principais soluções atualmente utilizadas em redes de plataformas DID. Os resultados obtidos através da revisão sistemática da literatura cinzenta indicam que, embora soluções consagradas como Ethereum e Hyperledger Indy sejam amplamente utilizadas, novos modelos de soluções estão surgindo, com transações mais rápidas e menor consumo de recursos computacionais.

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Relatos de experiências do processo de implantação do testbed de aplicações blockchain brasileiro

This paper presents reports of experiences of IT teams in the creation of the Brazilian Blockchain Application Testbed (TABB). The TABB is an initiative project of the Technical Committee on Blockchain (CT-Blockchain), coordinated by the National Education and Research Network (RNP). Currently, this project comprises two blockchains from the Hyperledger project, Fabric and Indy, the former for general purpose and the latter for identity management. Questionnaires were designate and applied to collect the experiences of the IT teams doing the deployment. This survey identified that the methods currently used are not the most adequate for this process. It is hoped with this article a more assertive development will be made, through a new method or by improving the currently used ones.

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Solução Autônoma de Auditoria de Acordos de Nível de Serviço para Fatiamento de Recursos em Multi-Mercados Baseada em Blockchain

The Slice as a Service (SlaaS) paradigm offers promising opportunities to support various enterprises and institutions that have been using cloud computing to reduce costs and connect their network across different administrative domains. The Novel Enablers for Cloud Slicing (NECOS) platform presents a distributed market model that dynamically creates network slices in the cloud involving different slice resource providers. Proper selection, negotiation, and monitoring of service level agreement applications across multiple administrative and technology domains are among the key challenges for realizing a distributed marketplace of large network resource providers. This paper proposes an SLA compliance auditing model for blockchain-based network resource slicing for transparent and distributed monitoring using smart contracts.

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DASP: Distributed and Autonomic Scientific Publisher Proposal for Editorial Process Management on Permissioned Blockchain

This paper presents an open-source Distributed Autonomic Scientific Publisher, which works on a permissioned blockchain network, automatically organized through a smart contract that organizes the whole business logic of the tool, allowing the auditing of the whole process, ensuring the copyrights for the students involved in the publication of each article, besides reducing the implementation costs and the complexity of the editorial mechanisms. The proof of concept was developed as an editorial management tool with the basic processes of submission, review, and evaluation.