CoopEdge+: Habilitando Computação de Borda Multi-Acesso Descentralizada, Segura e Cooperativa Baseada em Blockchain

A Computação de Borda Multi-Acesso (MEC) surgiu como um novo paradigma de computação distribuída devido à sua capacidade de oferecer serviços de baixa latência aos usuários. Sofrendo com recursos computacionais limitados devido a seus tamanhos físicos restritos, os servidores de borda geralmente não conseguem lidar com todas as tarefas de computação recebidas a tempo quando operam de forma independente. Assim, eles precisam cooperar por meio do descarregamento entre pares. Incentivo e confiança são os dois principais desafios para a computação cooperativa entre servidores de borda que operam em um ambiente desconfiado. Outro desafio específico no ambiente MEC é facilitar o incentivo e a confiança de maneira descentralizada. Este artigo propõe o CoopEdge+, uma nova plataforma descentralizada baseada em blockchain, para impulsionar e apoiar a computação cooperativa de borda multi-acesso para enfrentar esses desafios de maneira sistemática. No CoopEdge+, um servidor de borda pode publicar uma tarefa de computação para que outros servidores de borda concorram. Um vencedor é selecionado entre os servidores de borda candidatos como o executor da tarefa com base em sua reputação para realizar a tarefa de computação. Depois disso, o CoopEdge+ emprega um esquema de eleição aleatória de líder para eleger um registrador de tarefas sem revelar sua liderança até seu ciclo de consenso. O registrador de tarefas coordenará um consenso entre os servidores de borda para registrar o desempenho do executor da tarefa na blockchain. Implementamos o CoopEdge+ com base no Hyperledger fabric e o avaliamos experimentalmente em relação a uma implementação de referência e três implementações de última geração em um ambiente MEC simulado. Os resultados validam a utilidade do CoopEdge+ e demonstram seu desempenho.