Blockchain Protegendo Comunicação de Robôs
Entenda como a tecnologia do blockchain pode proteger a comunicação de uma frota de robôs
Por Paulo Victor Oliveira | 11 de Outubro de 2021
Imagine uma equipe de drones autônomos equipados com equipamentos avançados de sensoriamento, procurando fumaça enquanto voam alto. Uma vez que eles percebem um incêndio, esses robôs líderes retransmitem direções para um enxame de drones de combate a incêndios que vão até o local das chamas.
Mas o que aconteceria se um ou mais robôs líderes fossem hackeados por um agente malicioso e começassem a enviar direções incorretas? Sendo os robôs seguidores levados para mais longe do fogo, como eles saberiam que tinham sido enganados?
Sumário
Como Funcionaria o Sistema
O uso da tecnologia blockchain como ferramenta de comunicação para uma equipe de robôs poderia fornecer segurança e proteção contra isso, de acordo com um estudo realizado por pesquisadores do MIT e da Universidade Politécnica de Madrid. A pesquisa também pode ter aplicações em cidades onde sistemas multi-robôs de carros autônomos estão entregando mercadorias e movendo pessoas através da cidade.
O blockchain oferece um registro à prova de adulteração de todas as transações, neste caso as mensagens emitidas pelos líderes da equipe robô, para que os robôs seguidores possam eventualmente identificar inconsistências no rastro das informações.
Os líderes usam tokens para sinalizar movimentos e adicionar transações à cadeia, e perdem seus tokens quando são pegos em um engano, de modo que este sistema de comunicações baseado em transações limita o número de erros que um robô hackeado poderia espalhar, de acordo com Eduardo Castelló, principal autor do estudo.
Entendendo o Blockchain
Embora a tecnologia seja normalmente usada como um livro-razão seguro para criptomoedas, em sua essência é uma lista de estruturas de dados, conhecidas como blocos, que estão conectadas em uma cadeia. Cada bloco contém informações que se destina a armazenar, o “hash” das informações no bloco e o “hash” do bloco anterior na cadeia. Hashing é o processo de converter uma sequência de texto em uma série de números e letras únicos.
Neste estudo baseado em simulação, as informações armazenadas em cada bloco são um conjunto de instruções de um robô líder para seguidores. Se um robô mal-intencionado tentar alterar o conteúdo de um bloco, ele mudará o hash do bloco, de modo que o bloco alterado não será mais conectado à cadeia. As direções alteradas poderiam ser facilmente ignoradas por robôs seguidores.
O blockchain também fornece um registro permanente de todas as transações. Uma vez que todos os seguidores podem eventualmente ver todas as direções emitidas por robôs líderes, eles podem verificar se foram enganados.
Por exemplo, se cinco líderes enviarem mensagens dizendo aos seguidores para se moverem para o sul, e um líder enviar uma mensagem dizendo aos seguidores para se moverem para o norte, os seguidores poderiam ignorar essa direção inconsistente. Mesmo que um robô seguidor se movesse para o norte por engano, o robô enganado acabaria percebendo o erro quando for comparar seus movimentos com as transações armazenadas no blockchain.
Comunicação Baseada em Transações
No sistema que os pesquisadores projetaram, cada líder recebe um número fixo de tokens que são usados para adicionar transações à cadeia (sendo um token necessário para adicionar uma transação). Se os seguidores determinarem que a informação em um bloco é falsa, verificando o que a maioria dos robôs líderes sinalizou nesse passo em particular, o líder perde o token. Uma vez que um robô está sem tokens, ele não pode mais enviar mensagens.
Os pesquisadores testaram seu sistema simulando várias situações de seguimento do líder onde o número de robôs maliciosos era conhecido ou desconhecido. Usando um blockchain, os líderes enviaram instruções para robôs seguidores que se moviam através de um avião cartesiano, enquanto líderes maliciosos transmitiam direções incorretas ou tentavam bloquear o caminho dos robôs seguidores.
Eles descobriram que, mesmo quando os robôs seguidores foram inicialmente enganados por líderes maliciosos, o sistema baseado em transações permitiu que todos os seguidores eventualmente chegassem ao seu destino. E como cada líder tem um número igual e finito de tokens, os pesquisadores desenvolveram algoritmos para determinar o número máximo de mentiras que um robô mal-intencionado pode dizer.
“Como sabemos como as mentiras podem impactar o sistema, e o máximo dano que um robô mal-intencionado pode causar no sistema, podemos calcular o limite máximo de quão enganado o enxame pode ser. Então, podemos dizer que, se você tiver robôs com uma certa duração de bateria, não importa quem hackeia o sistema, os robôs terão bateria suficiente para atingir seu objetivo”, diz Castelló.
Além de permitir que um designer de sistema estime a vida útil da bateria que os robôs precisam para completar sua tarefa, os algoritmos também permitem que o usuário determine a quantidade de memória necessária para armazenar o blockchain, o número de robôs que serão necessários e o comprimento do caminho que podem percorrer, mesmo que uma certa porcentagem de robôs líderes sejam hackeados e se tornem maliciosos.
Eles esperam construir futuramente esse trabalho para desenvolver novos sistemas de segurança para robôs usando interações baseadas em transações. Isso pode ser visto como uma maneira de construir confiança entre humanos e grupos de robôs.
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