One of the most important new technologies, which is rapidly developing and attracting more and more interest, is Blockchain technology. Following the steps taken in 2008, the ever growing Blockchain networks aim to completely overhaul the way online transactions are completed. Beyond the economic sector, the aim is also to change web applications into modern decentralized applications that offer numerous advantages over conventional ones. These applications (decentralized Applications) offer absolute security and data immutability making them ideal for use in most areas of everyday life. The continued growth and expansion of the Internet of Things is causing problems in the way data from these devices are managed. The emerging technology of Edge Computing is coming to replace traditional Cloud systems to address these problems. Processing data close to the edges of the network provides solutions to the issues of processing speed and security of personal data. The lack of storage space and computing power of IoT devices cease to be a problem and their use for performing complex calculations is made possible by having an edge node that manages them. Of course, there are many hurdles to overcome and many solutions to be found to replace Cloud Computing systems with their Edge counterparts. This thesis deals with the collaboration of the two technologies and more specifically the application of Blockchain technologies for the creation of a decentralized power market from Edge devices. By studying Blockchain technology, a decentralized application was created that allows users to leverage their IoT devices to execute another user's code. This decentralized power market aims to leverage Edge nodes to provide faster and more efficient service to users who request the execution of their own code. An ERC-20 cryptocurrency was created to service transactions between users which was deployed on one of the Ethereum Blockchain testnets. A detailed description of the application's use cases is given, and its mode of operation is presented in detail. Finally, the numerous tools used for its completion are presented, making it evident that the development of decentralized applications is still at an early stage.

1. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης
Πολυτεχνική Σχολή
Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Τομέας Ηλεκτρονικής καιΥπολογιστών
Εφαρμογή τεχνολογιών Blockchain για τη δημιουργία
αποκεντρωμένης αγοράς ισχύος από Edge συσκευές
Διπλωματική εργασία
Εκπόνηση: Ταβάγιος Συνοδινός (ΑΕΜ: 8915)
Επίβλεψη: Καθ. Συμεωνίδης Ανδρέας
Συνεπίβλεψη:Υπ. Δρ. Παναγιώτου Κωνσταντίνος
8 Δεκεμβρίου 2022

2. ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Διατύπωση του σκοπού της εργασίας
Ανασκόπηση της ερευνητικής περιοχής
Θεωρητική ανάλυση των τεχνολογιών που εξετάζονται
Παρουσίαση των εργαλείων ανάπτυξης
αποκεντρωμένων εφαρμογών που χρησιμοποιήθηκαν
Περιγραφή της αρχιτεκτονικής της εφαρμογής που
υλοποιήθηκε
Ανάπτυξη των σεναρίων χρήσης της εφαρμογής
Επίδειξη demo χρήσης της εφαρμογής
Παρουσίαση των πιθανών μελλοντικών επεκτάσεων
2

3. Σκοπός της διπλωματικής
Blockchain
Edge Computing
Αποκεντρωμένες εφαρμογές (dApps) και εργαλεία ανάπτυξής τους
dApp που εξυπηρετεί την αποκεντρωμένη αγορά ισχύος
3

4. Ανασκόπηση Ερευνητικής περιοχής
Πολλαπλά Blockchains
IoTeX network
Cortex & Aeternity
Ethereum, Avalanche & Cardano
IBM Blockchain & Amazon Managed Blockchain
4

5. Θεωρητική ανάλυση των τεχνολογιών
Blockchain
Κατανεμημένο ledger
Bitcoin
Ethereum
Hyperledger Fabric
Πολλαπλοί αλγόριθμοι
συναίνεσης
 Proof ofWork
 Proof of Stake
5

6. Θεωρητική ανάλυση των τεχνολογιών
Blockchain
Μπλοκ
Κρυπτογραφικές συναρτήσεις κατακερματισμού
Συναλλαγές
6

7. Θεωρητική ανάλυση των τεχνολογιών
Blockchain
Κατηγοριοποίηση ανά μοντέλο άδειας
ή τρόπο διοίκησης
Smart contracts
Εφαρμογές
Πλεονεκτήματα
Πιθανές επιθέσεις
7

8. Θεωρητική ανάλυση των τεχνολογιών
Directed Acyclic Graph
Δίκτυο κόμβων - συναλλαγών
Εφαρμογές στο IoT
Πλεονεκτήματα σε επεκτασιμότητα
και ταχύτητα συναλλαγών
8

9. Θεωρητική ανάλυση των τεχνολογιών
Edge computing
Αντικατάσταση του cloud
Αρχιτεκτονική 3 επιπέδων
Εξυπηρέτηση του ΙοΤ
Πλεονεκτήματα
 Επεξεργασία σε πραγματικό χρόνο
Μειονεκτήματα
9

10. Θεωρητική ανάλυση των τεχνολογιών
Αποκεντρωμένες εφαρμογές
Ασφάλεια και
αμεταβλητότητα
Διάφορες αρχιτεκτονικές
Εκμετάλλευση του
Blockchain
Πολλαπλές εφαρμογές
Πλεονεκτήματα -
Μειονεκτήματα
10

11. Εργαλεία ανάπτυξης αποκεντρωμένων
εφαρμογών
Truffle suite
Infura
Metamask
Flask
InterPlanetary File
System
11

12. Αρχιτεκτονική της
εφαρμογής SinoCoin
Ethereum Blockchain (Görli
Testnet)
Πρότυπο ERC-20
Smart contract 18 μεθόδων
Provider: Infura
Front end: Flask & Bootstrap
Signer: Metamask
Database: Sqlite3 & IPFS
12

13. Σενάρια χρήσης της εφαρμογής
 Σύνδεση Metamask
 Εγγραφή συσκευής
 Εισαγωγή χαρακτηριστικών συσκευής
 Εισαγωγή MAC συσκευής
 Submit
 Εκτέλεση κώδικα
 Εισαγωγή ελάχιστων απαιτήσεων
 Υπολογισμός κόστους εκτέλεσης
 Upload αρχείου
 Submit 13

14. Επίδειξη demo χρήσης της εφαρμογής
14

15. Πιθανές μελλοντικές επεκτάσεις
Μεταφορά στο Ethereum mainnet
On-chain λειτουργίες
Δεύτερο smart contract
Decentralized database
Λήψη και μεταφορά αρχείων
15

16. Ενδεικτική βιβλιογραφία
Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System. bitcoin.org. Retrieved 2022, from
https://bitcoin.org/bitcoin.pdf
Buterin, V. (n.d.). Ethereum whitepaper. ethereum.org. Retrieved March 15, 2022, from
https://ethereum.org/en/whitepaper/
Ali Syed, T., Alzahrani, A., Jan, S., Siddiqui, M. S., Nadeem, A., & Alghamdi, T. (2019). A comparative analysis of
blockchain architecture and its applications: Problems and recommendations. IEEE Access, 7, 176838–176869.
https://doi.org/10.1109/access.2019.2957660
Yaga, D., Mell, P., Roby, N., & Scarfone, K. (2019, June 26). Blockchain Technology Overview. arXiv.org. Retrieved
April 20, 2022, from https://arxiv.org/abs/1906.11078
Popov, S. (2018). The Tangle.
Cao, K., Liu, Y., Meng, G., & Sun, Q. (2020). An overview on Edge computing research. IEEE Access, 8, 85714–
85728. https://doi.org/10.1109/access.2020.2991734
Shi, W., Cao, J., Zhang, Q., Li, Y., & Xu, L. (2016). Edge computing: Vision and challenges. IEEE Internet of Things
Journal, 3(5), 637–646. https://doi.org/10.1109/jiot.2016.2579198
16

17. Σας ευχαριστώ για
την προσοχή σας
17