Lightweight Blockchain for Data Integrity and Traceability in IoT Networks
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Date
2026-05-07
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Publisher
Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.
Abstract
Data integrity and traceability are important challenges to provide security in the Internet of Things (IoT) networks, which are often vulnerable to data manipulation attacks due to their use of low-resource devices and wireless communication technologies. In this regard, blockchain is a promising solution to enhance IoT security, but the implementation of a conventional blockchain requires high computational and network connectivity resources that are not compatible with IoT networks. In this paper, we propose a lightweight blockchain for data integrity and traceability in IoT networks that adapts the Distributed Ledger Technology (DLT) feature of blockchain to the LoRaWAN wireless communication protocol. Our proposal offers data integrity without the need for complex consensus algorithms or cryptographic operations. We also have designed and implemented a logical LoRaWAN P2P topology that enables communication between the IoT nodes which comprise LoRaWAN’s characteristic star topology. Finally, we evaluate our proposal and demonstrate its feasibility and performance in terms of data traceability, and network overhead.
Description
La integridad y la trazabilidad de los datos son desafíos importantes para proporcionar seguridad en las redes del Internet de las cosas (IoT), que a menudo son vulnerables a los ataques de manipulación de datos debido al uso de dispositivos de bajos recursos y tecnologías de comunicación inalámbrica. En este sentido, blockchain es una solución prometedora para mejorar la seguridad de IoT, pero la implementación de una cadena de bloques convencional requiere altos recursos computacionales y de conectividad de red que no son compatibles con las redes de IoT. En este artículo, proponemos una cadena de bloques ligera para la integridad y trazabilidad de los datos en redes IoT que adapta la característica de la tecnología de contabilidad distribuida (DLT) de la cadena de bloques al protocolo de comunicación inalámbrica LoRaWAN. Nuestra propuesta ofrece integridad de datos sin necesidad de complejos algoritmos de consenso u operaciones criptográficas. También hemos diseñado e implementado una topología lógica P2P de LoRaWAN que permite la comunicación entre los nodos de IoT que componen la topología de estrella característica de LoRaWAN. Finalmente, evaluamos nuestra propuesta y demostramos su viabilidad y rendimiento en términos de trazabilidad de datos y sobrecarga de red.
Keywords
Blockchain, distributed ledger technology, Internet of Things, LoRaWAN
Citation
García, L., Cancimance, C., Asorey-Cacheda, R., Zúñiga-Cañón, C. L., Garcia-Sanchez, A. J., & Garcia-Haro, J. (2025). Lightweight Blockchain for Data Integrity and Traceability in IoT Networks. IEEE Access, 13(March), 81105–81117. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2025.3567773