Title: Edge Blockchain Provisioning for Mobile Edge Computing Applications
Language: English
Authors: Rydzi, Filip 
Qualification level: Diploma
Keywords: Blockchain; distributed ledger; Mobile Edge Computing; Internet of Things; IoT
Blockchain; distributed ledger; Mobile Edge Computing; Internet of Things; IoT
Advisor: Truong, Hong-Linh 
Issue Date: 2019
Number of Pages: 101
Qualification level: Diploma
Abstract: 
Die Blockchain in Mobile Edge Computing (MEC) hat in letzter Zeit die Aufmerksamkeit der Forscher gewonnen. Die Entwickler stehen vor neuen Herausforderungen, wenn sie blockchain-basierte Anwendungen in MEC implementieren. Sie müssen Designentscheidungen hinsichtlich der Auswahl einer geeigneten Bereitstellung der Funktionen der Blockchain für die MEC-Komponente treffen. Die ressourcenbeschränkten Geräte des Internets der Dinge (engl. Internet of Things-IoT) gehören zu jenen Komponenten. Durch die Ausführung der Funktionen der Blockchain müssen die MEC-Komponenten komplexe Operationen der Blockchain ausführen. Die komplexen Operationen verursachen einen erheblichen Rechnenaufwand für die IoT-Geräte. Um den Entwicklern bei der Bewältigung dieser Herausforderungen zu helfen, entwickeln wir in dieser Arbeit ein Blockchain-Benchmarking-Framework. Unser Framework kann verschiedene Muster von Blockchain-Interaktionen zwischen den MEC-Komponenten auswerten. Während einer Auswertung werden verschiedene Bereitstellungen der Funktionen der Blockchain für die MEC-Komponenten evaluiert. Um die Funktionen der Blockchain in den MEC-Komponenten ausführen zu können, ordnen wir den Funktionen ausführbare Blockchain-Artefakte zu. Darüber hinaus kann das Framework bewerten wie gut die Interaktionen unter Verwendung von verschiedenen Konfigurationen der zugrunde liegenden Infrastruktur abschneiden. Unser Framework misst die Leistung und die Zuverlässigkeit einer Auswertung anhand folgender Qualitätskennzahlen: die Transaktionsakzeptanzrate und -zeit, die Skalierbarkeit und die Hardware-Auslastung der Infrastrukturressourcen. Außerdem schlagen wir ein Experiment-Wissens-Service vor. Das Service verwaltet die Daten der Auswertungen. Zweck des Services besteht darin, den Entwicklern das Wissen, das durch die Auswertungen gesammelt wurde, zur Verfügung zu stellen. Die Entwickler können dieses Wissen wiederverwenden, wenn sie ihre eigenen blockchain-basierte Anwendungen in MEC-Umgebungen entwerfen. Im Rahmen dieser Arbeit haben wir Prototypen des Frameworks und des Service imple mentiert. Eine Menge von Vehicle-to-Everything (V2X)-Kommunikationsszenarien wurde verwendet um verschiedene Muster von Interaktionen zwischen den MEC-Komponenten zu identifizieren. Um die Flexibilität unseres Frameworks zu demonstrieren haben wir 324 Experimente, basierend auf den identifizierten Interaktionen, erstellt und ausgewertet. Wir haben erklärt was die Ergebnisse der Auswertungen für die Entwickler bieten. Weiters haben wir konkrete Beispiele gezeigt wie die Entwickler von dem Service profitieren können.

Blockchain in Mobile Edge Computing (MEC) environments has gained attention of researchers recently. Developers face new challenges when implementing blockchain-based applications in MEC. They have to make design decisions regarding choosing a suitable deployment of blockchain features to MEC components, which include resource-restricted Internet of Things (IoT) devices. By running the blockchain features, MEC components have to carry out complex blockchain operations, which cause a lot of computational overhead for the IoT devices. To help the developers to address the challenges, we propose a blockchain benchmarking framework in this thesis. The framework is able to evaluate different patterns of blockchain interactions among MEC components. Various deployments of blockchain features to MEC components, involved in the interactions, are also benchmarked. To be able to deploy and execute the blockchain features in the MEC components, we map the features into executable blockchain artefacts. Beside that, the framework can evaluate how well the interactions perform when utilizing diverse configurations of the underlying infrastructure. Our framework measures performance and reliability of a benchmark via following quality metrics: transaction acceptance rate and time, scalability and hardware utilization of infrastructures resources. Furthermore, we propose an experiment knowledge service, which manages data related to benchmarks. The purpose of the service is to provide knowledge gathered by the benchmarks to developers. The developers can reuse the knowledge when designing their own blockchain-based applications in MEC environments. We have implemented prototypes of the framework and the experiment knowledge service within the scope of this thesis. A set of Vehicle-to-Everything (V2X) communication scenarios have been utilized to identify various interaction patterns among MEC components. To demonstrate the flexibility of our framework we have generated and benchmarked 324 experiments based on the identified interactions. We have explained what find outs do the benchmarks provide to the developers. Furthermore, we have shown examples of how the developers can benefit from the experiments knowledge service.
URI: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-125183
http://hdl.handle.net/20.500.12708/13777
Library ID: AC15376309
Organisation: E194 - Institut für Information Systems Engineering 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
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