Editorial Ilmu Komputer & AI
Open AccessOA2026
Meningkatkan Konsensus IoT Berbasis Directed Acyclic Graph melalui Kerangka Hybrid Stake-Weighted Fast Probabilistic Consensus
Protokol hybrid PoS-FPC untuk ledger IoT berbasis DAG, dievaluasi pada 20.000 transaksi dalam kondisi adversarial
Basil Q. Abdulkareem; Suad A. Alasadi· Journal of Trends in Computer Science and Smart Technology· 2026· DOI 10.36548/jtcsst.2026.3.012
Masalah inti
Internet of Things (IoT) telah menciptakan kebutuhan yang terus tumbuh akan protokol konsensus terdistribusi, aman, dan skalabel yang dapat memvalidasi transaksi di lingkungan yang volatil dan terbatas sumber daya. Sistem ledger berbasis Directed Acyclic Graph (DAG), yang dikombinasikan dengan Fast Probabilistic Consensus (FPC), menawarkan throughput tinggi dengan biaya komunikasi minimal untuk resolusi konflik. Namun, FPC tradisional tidak memiliki sarana logis untuk memberikan bobot kepada validator yang berbeda dalam situasi adversarial. Artikel ini menyajikan protokol hybrid Proof-of-Stake dan Fast Probabilistic Consensus (PoS-FPC) untuk sistem IoT berbasis DAG. Kerangka yang diusulkan mengatasi celah tersebut dengan memperkenalkan FPC berbobot stake untuk resolusi konflik, pembobotan validator adaptif, serta mekanisme reward/penalti untuk memastikan partisipasi jujur dan mencegah serangan berbahaya.
Inovasi
Evaluasi eksperimental menghasilkan throughput 5.128 transaksi per detik, akurasi keputusan 99,6%, ketahanan terhadap adversary 97,81%, latensi kuorum 69,782 ms, latensi konflik FPC 690 ms, dan waktu konvergensi rata-rata 3,73 putaran algoritma FPC. Jika dibandingkan dengan kerangka DAG-FPC berbasis mana dalam pengaturan simulasi yang sama, kerangka yang diusulkan mengunggulinya dalam hal akurasi keputusan, latensi konflik, konvergensi yang lebih cepat, dan ketahanan terhadap partisipasi adversarial hingga 40%.
Internet of Things (IoT) telah menciptakan kebutuhan yang terus tumbuh akan protokol konsensus terdistribusi, aman, dan skalabel yang dapat memvalidasi transaksi di lingkungan yang volatil dan terbatas sumber daya. Sistem ledger berbasis Directed Acyclic Graph (DAG), yang dikombinasikan dengan Fast Probabilistic Consensus (FPC), menawarkan throughput tinggi dengan biaya komunikasi minimal untuk resolusi konflik. Namun, FPC tradisional tidak memiliki sarana logis untuk memberikan bobot kepada validator yang berbeda dalam situasi adversarial. Artikel ini menyajikan protokol hybrid Proof-of-Stake dan Fast Probabilistic Consensus (PoS-FPC) untuk sistem IoT berbasis DAG. Kerangka yang diusulkan mengatasi celah tersebut dengan memperkenalkan FPC berbobot stake untuk resolusi konflik, pembobotan validator adaptif, serta mekanisme reward/penalti untuk memastikan partisipasi jujur dan mencegah serangan berbahaya.
Kerangka yang diusulkan terdiri atas attachment transaksi pada graf DAG, tanda tangan Ed25519, hashing BLAKE2b-256, kuorum berbobot untuk transaksi yang tidak berkonflik, dan algoritma FPC berbobot stake untuk menyelesaikan transaksi yang berkonflik. Bobot validator dihitung menggunakan skema pembobotan adaptif yang menggabungkan bobot ternormalisasi dari stake dan mana, menyetel bobot relatif keduanya secara dinamis berdasarkan lalu lintas jaringan, serta menerapkan mekanisme reward dan penalti. Kerangka ini dievaluasi melalui simulasi peristiwa diskret atas 20.000 transaksi dalam berbagai skenario adversarial. Pengaturan simulasi membandingkan PoS-FPC yang diusulkan dengan kerangka DAG-FPC berbasis mana dalam kondisi yang identik.
Mengapa penting
Hasil menunjukkan bahwa penggabungan FPC berbobot stake dan pembobotan adaptif secara signifikan meningkatkan kinerja konsensus pada sistem IoT berbasis DAG. Akurasi keputusan yang tinggi (99,6%) dan ketahanan terhadap adversary (97,81%) menunjukkan bahwa mekanisme reward dan penalti secara efektif mencegah perilaku berbahaya. Latensi kuorum yang rendah (69,782 ms) dan latensi konflik FPC (690 ms) menunjukkan kesesuaian untuk aplikasi IoT yang sensitif terhadap waktu. Konvergensi rata-rata 3,73 putaran menunjukkan resolusi konflik yang efisien. Ketahanan kerangka hingga 40% partisipasi adversarial merupakan peningkatan yang mencolok dibandingkan baseline berbasis mana. Namun, studi ini terbatas pada simulasi; penerapan di dunia nyata dapat memunculkan tantangan tambahan seperti partisi jaringan dan kapabilitas perangkat yang beragam. Pekerjaan selanjutnya dapat mengeksplorasi integrasi dengan primitif kriptografi ringan dan interoperabilitas lintas chain.
Siapa yang sebaiknya membaca
Praktisi dan peneliti ilmu komputer
Membuka konten member…