فناوری بلاک چین می‌تواند ارتباطات ایمن را برای تیم‌های روبات فراهم کند

5 اکتبر 2021، توسط Adam Zeweadam Zewe، موسسه فناوری ماساچوست

این تصویر تیمی از روبات‌ها را برای جستجو و بازیابی اشیاء گمشده نشان ‌می‌دهد. بر اساس تحقیقات جدید MIT، استفاده از فناوری بلاک چین می‌تواند ارتباط ایمن و بدون دستکاری بین روبات‌ها را هنگام تکمیل وظیفه خود ایجاد کند.

تصور کنید تیمی از هواپیماهای بدون سرنشین مستقل مجهز به تجهیزات سنجش پیشرفته، هنگام پرواز در بالای کوه‌های سیرا نوادا، دود را جستجو می‌کنند. این روبات‌های پیشرو هنگامی که آتش سوزی را مشاهده می‌کنند، به گروهی از هواپیماهای بدون سرنشین آتش نشان می‌دهند که با سرعت خود را به محل آتش سوزی برسانند. اما اگر یک یا چند ربات رهبر توسط یک عامل مخرب هک شود و ارسال دستورات نادرست را آغاز کند، چه اتفاقی می‌افتد؟ از آن‌جا که ربات‌های دنباله رو از فاصله دورتر از آتش هدایت می‌شوند، چگونه می‌فهمند که فریب خورده‌اند؟

بر اساس مطالعه محققان MIT و دانشگاه پلی تکنیک مادرید، که در IEEE Transactions on Robotics منتشر شده است، استفاده از فناوری بلاک چین به عنوان ابزاری برای ارتباط تیمی از روبات‌ها می‌تواند امنیت و حفاظتی در برابر فریب ایجاد کند. این تحقیق همچنین ممکن است در شهرهایی کاربرد داشته باشد که سیستم‌های چند روبات اتومبیل‌های خودران حمل کالا را هدایت می‌کنند.

یک بلاکچین ثبت تمام اطلاعات مربوط به معاملات-در این مورد، پیام‌های ارسال شده توسط رهبران تیم روبات-را ارائه می‌دهد، بنابراین روبات‌های پیرو در نهایت می‌توانند ناسازگاری‌هایی را در دنباله اطلاعات شناسایی کنند.

به گفته ادواردو کاستلو، رهبران از نشانه‌ها برای نشان دادن حرکات و افزودن معاملات به زنجیره استفاده می‌کنند و در صورت گرفتار شدن در دروغ، توکن خود را از دست می‌دهند، بنابراین این سیستم ارتباطی مبتنی بر معامله تعداد دروغ‌هایی را که یک روبات هک شده می‌تواند پخش کند، محدود می‌کند. «دنیای بلاک چین فراتر از گفتمان در مورد ارزهای رمزنگاری شده دارای بسیاری از موارد است که می‌تواند راه‌های جدیدی برای درک پروتکل‌های امنیتی ایجاد کند.»

در حالی که بلاک چین معمولاً به عنوان دفتر کل امن برای ارزهای رمزنگاری شده استفاده می‌شود، در اصل لیستی از ساختارهای داده، معروف به بلوک‌ها است که در یک زنجیره به هم متصل شده‌اند. هر بلوک حاوی اطلاعاتی است که باید ذخیره شود، «هش» اطلاعات موجود در بلوک و «هش» بلوک قبلی در زنجیره. هشینگ فرآیند تبدیل رشته‌ای از متن به مجموعه‌ای از اعداد و حروف منحصر به فرد است.

در این مطالعه مبتنی بر شبیه سازی، اطلاعات ذخیره شده در هر بلوک مجموعه‌ای از مسیرها از یک ربات رهبر به دنبال کنندگان است. اگر یک ربات مخرب سعی کند محتوای یک بلوک را تغییر دهد، هش بلوک را تغییر می‌دهد، بنابراین بلوک تغییر یافته دیگر به زنجیره متصل نمی‌شود. مسیرهای تغییر یافته را می‌توان به راحتی توسط روبات‌های دنبال کننده نادیده گرفت.

بلاک چین همچنین ثبت دائمی کلیه معاملات را ارائه می‌دهد. از آن‌جا که همه پیروان می‌توانند در نهایت تمام دستورالعمل‌های صادر شده توسط روبات‌های رهبر را ببینند، می‌توانند ببینند که آیا آن‌ها گمراه شده‌اند.

به عنوان مثال، اگر پنج رهبر پیامی را ارسال کنند که به پیروان خود بگوید به سمت شمال حرکت کنند، و یک رهبر پیامی به پیروان خود ارسال کند که به غرب حرکت کنند، پیروان می‌توانند این جهت ناهماهنگ را نادیده بگیرند. حتی اگر یک روبات پیرو به اشتباه به سمت غرب حرکت کند، روبات گمراه شده در نهایت وقتی این حرکت را با تراکنش‌های ذخیره شده در بلاک چین مقایسه می‌کند متوجه خطا می‌شود.

ارتباطات مبتنی بر معامله

در سیستمی که محققان طراحی کرده‌اند، هر رهبر تعداد ثابتی از توکن‌ها را دریافت می‌کند که برای افزودن معاملات به زنجیره استفاده می‌شود – برای اضافه کردن یک تراکنش یک نشانه لازم است. اگر پیروان تشخیص دهند که اطلاعات موجود در یک بلوک نادرست است، با بررسی آنچه اکثر روبات‌های رهبر در آن مرحله مشخص کرده‌اند، رهبر توکن را از دست می‌دهد. هنگامی که یک ربات از توکن خارج شد، دیگر نمی‌تواند پیام ارسال کند.

کاستلو می‌گوید: «ما سیستمی را تصور کردیم که در آن دروغ هزینه دارد. وقتی ربات‌های مخرب تمام می‌شوند، دیگر نمی‌توانند دروغ را پخش کنند. بنابراین، شما می‌توانید دروغ‌هایی را که سیستم می‌تواند ربات‌ها را در معرض آن قرار دهد محدود یا محدود کنید.»

محققان سیستم خود را با شبیه سازی چندین موقعیت تحت رهبری که تعداد روبات‌های مخرب مشخص یا ناشناخته بود، آزمایش کردند. با استفاده از زنجیره بلوکی، رهبران دستورالعمل‌هایی را برای روبات‌های دنبال کننده ارسال کردند.

محققان دریافتند که حتی زمانی که روبات‌های پیرو توسط رهبران مخرب گمراه می‌شدند، سیستم مبتنی بر تراکنش همه پیروان را قادر می‌ساخت تا در نهایت به مقصد خود برسند. و از آن‌جا که هر رهبر دارای تعداد برابر و تعداد توکن است، محققان الگوریتم‌هایی را برای تعیین حداکثر تعداد دروغ‌هایی که یک روبات مخرب می‌تواند بگوید، توسعه دادند.

الگوریتم‌ها علاوه بر اینکه به طراح سیستم اجازه می‌دهد عمر باتری روبات‌ها را برای انجام وظیفه خود تخمین بزند، همچنین کاربر را قادر می‌سازد تا میزان حافظه مورد نیاز برای ذخیره بلاک چین، تعداد روبات‌های مورد نیاز و طول آن‌ها را تعیین کند. مسیری را که می‌توانند طی کنند، حتی اگر درصد خاصی از ربات‌های رهبر هک شده و مخرب شوند.

وی امیدوار است در آینده، این کار را برای ایجاد سیستم‌های امنیتی جدید برای روبات‌ها با استفاده از تعاملات مبتنی بر معامله، تقویت کند. او آن را راهی برای ایجاد اعتماد بین انسان‌ها و گروه‌های روبات می‌داند.