El Internet de las cosas (IoT) está haciendo realidad constantemente el concepto de un mundo totalmente conectado. Miles de millones de dispositivos físicos, desde pequeños sensores hasta vehículos autónomos y máquinas industriales, ahora recopilan e intercambian datos en línea. Mantener esa información segura e inmutable es importante, razón por la cual los ingenieros exploran cada vez más la tecnología blockchain. Aunque blockchain es más conocido por obtener criptomonedas, su función principal es mucho más amplia. Funciona como un libro de contabilidad digital descentralizado donde los datos se comparten y mantienen entre muchas computadoras en lugar de ser controlados por una sola organización.
A pesar de sus ventajas de seguridad, la mayoría de los sistemas blockchain funcionan demasiado lento para muchas aplicaciones de IoT del mundo real. Los dispositivos inteligentes a menudo necesitan responder en fracciones de segundo, pero las redes blockchain actuales no siempre pueden seguir el ritmo. Los investigadores han descubierto que la principal fuente de estos retrasos no es el software blockchain en sí. Más bien, el problema radica en cómo se comunican los dispositivos dentro de una red peer-to-peer. En particular, estudios anteriores han ignorado en gran medida cómo la estructura general de estas conexiones, conocida como topología de red, afecta el rendimiento de los sistemas blockchain de IoT.
Estudiando el diseño de redes para reducir la latencia
Para abordar este problema, un equipo de investigación dirigido por el profesor asociado Kien Nguyen del Instituto de Investigación Académica Avanzada/Escuela de Graduados en Informática de la Universidad de Chiba de Japón examinó formas de mejorar la eficiencia en las redes blockchain de IoT. Sus hallazgos fueron publicados Transacciones IEEE sobre gestión de redes y servicios el 17 de diciembre de 2025. El estudio analizó cómo las diferentes topologías de red afectan la velocidad e introdujo una nueva estrategia diseñada para mantener el flujo de datos sin problemas. “Nuestro objetivo es cerrar la brecha entre el diseño teórico y la implementación práctica de los sistemas blockchain de IoT identificando las causas fundamentales de su alta latencia y proponiendo una solución descentralizada que sea simple y efectiva”, dijo el Dr. Nguyen. El estudio fue coautor de Koki Koshikawa, Yu Su y Hiroo Sekiya, todos de la Universidad de Chiba.
Para identificar la causa de la desaceleración, el equipo creó simulaciones con clientes blockchain conectados utilizando diferentes estructuras de red. Su análisis encontró que las redes descentralizadas de IoT a menudo transmiten los mismos datos varias veces. Los métodos actuales de compartir transacciones (ingreso de datos individuales) y bloques (grandes colecciones de registros verificados) pueden conducir a un crecimiento explosivo de copias duplicadas. A medida que estos duplicados se propagan a través de rutas de comunicación superpuestas, las redes se congestionan y los datos comienzan a acumularse en cola, lo que aumenta significativamente la latencia.
Dual Perigee permite que las redes se organicen solas
Para solucionar este problema, los investigadores han desarrollado un algoritmo ligero y descentralizado llamado “Dual Perigee”. Este enfoque permite que cada dispositivo de la red tome decisiones inteligentes sobre a qué dispositivos vecinos conectarse. En lugar de depender de conexiones aleatorias, un dispositivo que utiliza doble perigeo evalúa a sus pares en función de la rapidez con la que realizan transacciones y completan bloques. Las conexiones constantemente lentas se eliminan y se reemplazan por otras de mejor rendimiento. Con el tiempo, la red se adapta naturalmente a una configuración más rápida sin depender de una autoridad central.
Cuando se probó en un entorno IoT simulado de 50 nodos, Dual Perigee redujo los retrasos relacionados con los bloques en un 48,54 % en comparación con el enfoque estándar utilizado por la cadena de bloques Ethereum. También superó a los métodos mejorados, incluido el algoritmo Perigee original, en más del 23%. Es importante destacar que estas mejoras no aumentaron la carga de trabajo en los dispositivos IoT. El algoritmo se basa en mediciones pasivas de datos ya recibidos y requiere sólo un procesamiento mínimo.
Habilitación de sistemas en tiempo real y de misión crítica
El impacto de este trabajo abarca muchos sectores tecnológicos. La rápida confirmación e intercambio de datos permite que los sistemas blockchain admitan aplicaciones donde el tiempo es crítico. “El mecanismo descentralizado de selección de pares propuesto puede servir como base para futuras plataformas blockchain que admitan servicios de IoT de misión crítica en tiempo real, permitiendo en última instancia una infraestructura digital más segura, receptiva y confiable”, explica el Dr. Nguyen
Preparándose para la próxima generación de IoT
A medida que las redes de IoT continúen expandiéndose y volviéndose más complejas, aumentará la demanda de métodos de comunicación descentralizados y confiables. Los investigadores creen que el perigeo dual podría desempeñar un papel importante en la próxima tecnología. “Nuestro enfoque se puede aplicar a servicios emergentes basados en IoT que requieren un intercambio de datos rápido y confiable, como ciudades inteligentes, hogares inteligentes, monitoreo industrial, sistemas de atención médica y seguimiento de la cadena de suministro”, afirmó el Dr. Nguyen.
Esta investigación fue apoyada por la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia (JSPS) (número de subvención: 23H03377) y en parte por la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón (JST) mediante el establecimiento de una beca universitaria para la innovación científica y tecnológica (número de subvención: JPMJFS2107).
