Kerangka Blockchain Sadar Kepercayaan dengan Node Edge Berbasis Deception untuk Sistem Kesehatan IoT yang Aman dan Skalabel

TAB-DEN: Arsitektur Keamanan Tahan Kuantum, Sadar Kepercayaan, dan Berbasis Deception untuk IoT Kesehatan dengan Sumber Daya Terbatas

D. V.; Kalpesh Popat· Discover Internet of Things· 2026· DOI 10.1007/s43926-026-00351-5

Masalah inti

Proliferasi perangkat Internet of Things (IoT) di bidang kesehatan telah memunculkan kerentanan kritis, termasuk akses tidak sah, pemalsuan identitas, dan manipulasi data pada jaringan medis terdistribusi. Model keamanan yang ada bergantung pada autentikasi terpusat, kurang tahan kuantum, dan tidak menawarkan mekanisme proaktif untuk mengisolasi penyerang. Makalah ini mengusulkan TAB-DEN (Trust-Aware Blockchain with Deception-Based Edge Nodes), sebuah kerangka yang dirancang untuk memberikan keamanan yang skalabel, cerdas, dan tahan kuantum bagi sistem kesehatan IoT. TAB-DEN menggabungkan blockchain berizin, komputasi edge hierarkis, dan node honeypot berbasis deception untuk mengatasi celah tersebut. Inovasi intinya terletak pada kemampuannya menilai kepercayaan secara dinamis, mengalihkan lalu lintas mencurigakan ke lingkungan umpan, dan mencatat peristiwa intrusi secara immutable menggunakan skema tanda tangan pascakuantum berbasis lattice. Kerangka ini menyasar perangkat IoT kesehatan dengan sumber daya terbatas, dengan tujuan menyediakan keamanan waktu nyata tanpa mengorbankan kinerja.

Evaluasi eksperimental menunjukkan bahwa TAB-DEN mengungguli skema yang ada dalam efisiensi pencarian, skalabilitas, dan perlindungan privasi. Secara khusus, kerangka ini mengurangi overhead komputasi enkripsi dan dekripsi hampir 40% dibandingkan pendekatan baseline. Pengurangan ini krusial bagi perangkat IoT dengan sumber daya terbatas, sehingga memungkinkan operasi keamanan waktu nyata. Penggunaan kriptografi berbasis lattice memastikan ketahanan terhadap serangan kuantum, sehingga sistem siap menghadapi masa depan. Uji skalabilitas menunjukkan bahwa TAB-DEN mempertahankan kinerja seiring bertambahnya jumlah perangkat, berkat arsitektur edge hierarkis dan konsensus ringannya. Perlindungan privasi ditingkatkan melalui autentikasi terdesentralisasi dan ketidakmampuan memanipulasi peristiwa yang tercatat. Mekanisme deception berhasil mengisolasi penyerang tanpa memengaruhi layanan kesehatan yang sah, sebagaimana dikonfirmasi oleh skenario intrusi simulasi. Secara keseluruhan, TAB-DEN mencapai keseimbangan antara keamanan, kinerja, dan efisiensi sumber daya, sehingga cocok untuk penerapan IoT kesehatan skala besar.

Proliferasi perangkat Internet of Things (IoT) di bidang kesehatan telah memunculkan kerentanan kritis, termasuk akses tidak sah, pemalsuan identitas, dan manipulasi data pada jaringan medis terdistribusi. Model keamanan yang ada bergantung pada autentikasi terpusat, kurang tahan kuantum, dan tidak menawarkan mekanisme proaktif untuk mengisolasi penyerang. Makalah ini mengusulkan TAB-DEN (Trust-Aware Blockchain with Deception-Based Edge Nodes), sebuah kerangka yang dirancang untuk memberikan keamanan yang skalabel, cerdas, dan tahan kuantum bagi sistem kesehatan IoT. TAB-DEN menggabungkan blockchain berizin, komputasi edge hierarkis, dan node honeypot berbasis deception untuk mengatasi celah tersebut. Inovasi intinya terletak pada kemampuannya menilai kepercayaan secara dinamis, mengalihkan lalu lintas mencurigakan ke lingkungan umpan, dan mencatat peristiwa intrusi secara immutable menggunakan skema tanda tangan pascakuantum berbasis lattice. Kerangka ini menyasar perangkat IoT kesehatan dengan sumber daya terbatas, dengan tujuan menyediakan keamanan waktu nyata tanpa mengorbankan kinerja.

TAB-DEN menggunakan blockchain berizin dengan konsensus Proof of Authority (PoA) untuk memungkinkan autentikasi terdesentralisasi yang tahan manipulasi. Arsitekturnya hierarkis, terdiri dari Primary Edge Server (PES) dan beberapa Secondary Edge Server (SES). Skor kepercayaan dihitung secara waktu nyata berdasarkan perilaku perangkat dan konteks jaringan. Permintaan dirutekan menurut tingkat kepercayaan: lalu lintas sah diproses seperti biasa, sedangkan permintaan mencurigakan dialihkan secara diam-diam ke Deception-Based Edge Nodes (DBEN). DBEN adalah lingkungan virtual mirip honeypot yang menarik, mengisolasi, dan memprofilkan penyerang tanpa mengganggu layanan sah. Semua peristiwa intrusi diautentikasi menggunakan Trust-Aware Blockchain-based Signature Scheme (TABS), skema kriptografi pascakuantum berbasis lattice yang memastikan catatan serangan bersifat immutable dan dapat diverifikasi pada ledger terdistribusi. Skor kepercayaan T_{d} untuk perangkat d diperbarui sebagai:

Integrasi perutean sadar kepercayaan, blockchain, dan honeypot berbasis deception merupakan kemajuan signifikan dalam keamanan IoT kesehatan. TAB-DEN mengatasi keterbatasan utama model terpusat dengan mendistribusikan kepercayaan dan autentikasi ke seluruh node edge dan blockchain berizin. Penggunaan konsensus Proof of Authority memastikan transaksi cepat dan hemat energi, yang esensial untuk aplikasi kesehatan waktu nyata. Skema tanda tangan pascakuantum (TABS) tidak hanya mengamankan log intrusi tetapi juga menyiapkan sistem menghadapi ancaman komputasi kuantum. Pengurangan overhead kriptografi sekitar 40% merupakan hasil langsung dari efisiensi skema berbasis lattice dan desain edge hierarkis, yang mengalihkan komputasi berat dari perangkat akhir. Mekanisme deception memberikan pertahanan proaktif dengan mengalihkan penyerang ke node umpan, sehingga memungkinkan profiling berkelanjutan dan pengumpulan intelijen ancaman. Namun, ketergantungan kerangka ini pada server edge memunculkan potensi titik kegagalan tunggal, yang dapat dimitigasi melalui redundansi. Pekerjaan selanjutnya dapat mengeksplorasi model kepercayaan adaptif dan integrasi dengan jaringan 5G/6G. Secara keseluruhan, TAB-DEN menawarkan solusi keamanan yang tangguh, skalabel, dan tahan kuantum untuk IoT kesehatan, dengan peningkatan efisiensi dan privasi yang telah didemonstrasikan.

Praktisi dan peneliti ilmu komputer

Membuka konten member…