Σχεδιασμός και διαχείριση συστημάτων ασφαλών κατανεμημένων ροών δεδομένων με στόχο την αξιοποίησή τους σε βιομηχανικά και άλλα περιβάλλοντα

Abstract

In the modern digital era, the management and utilization of data are critical for optimizing operations and decision-making processes across industrial and other environments. This thesis focuses on the design and management of secure distributed data flows, emphasizing their applications in industrial contexts and their potential for critical sectors such as energy, supply chain management, and military operations. Initially, the study explores the principles and design frameworks for ensuring data security, utilizing encryption, access control mechanisms, and advanced authentication protocols, such as OAuth and OpenID standards. The contribution of blockchain technology and smart contracts is also highlighted, as they enhance security, reliability, and transparency in data flows. Furthermore, the thesis investigates the role of distributed technologies, underscoring their importance for process automation, energy efficiency, and secure cloud data storage. Special attention is given to blockchain applications in the military sector, where they significantly contribute to the management of supply chains and the secure communication and exchange of critical data. The research methodology is based on a systematic literature review and the design of frameworks that integrate modern technologies and security protocols. The results indicate that the adoption of distributed technology offers multiple advantages, including increased resilience in data systems, transparency in information flows, and reduced risk of security breaches. Finally, the thesis proposes an innovative framework for secure data storage and processing, leveraging Ethereum Blockchain technology and the RSA algorithm. In conclusion, this study demonstrates that secure distributed data flow systems are fundamental for the optimal utilization and integrity of data in demanding and critical environments.

Στη σύγχρονη ψηφιακή εποχή, η διαχείριση και η αξιοποίηση των δεδομένων αποτελούν κρίσιμο ζήτημα για την αποδοτική λειτουργία και τη λήψη αποφάσεων σε βιομηχανικά και άλλα περιβάλλοντα. Η παρούσα διατριβή εστιάζει στη σχεδίαση και διαχείριση ασφαλών κατανεμημένων ροών δεδομένων, με έμφαση στην αξιοποίησή τους σε βιομηχανικά πλαίσια, καθώς και στη δυνατότητα εφαρμογής τους σε κρίσιμους τομείς, όπως η ενέργεια, η αλυσίδα εφοδιασμού και οι στρατιωτικές επιχειρήσεις. Αρχικά, εξετάζονται οι αρχές και τα πλαίσια σχεδιασμού για τη διασφάλιση των δεδομένων, με τη χρήση κρυπτογράφησης, ελέγχου πρόσβασης και προηγμένων μηχανισμών αυθεντικοποίησης, όπως τα πρότυπα OAuth και OpenID. Παρουσιάζεται επίσης η συμβολή του blockchain και των έξυπνων συμβολαίων, τα οποία ενισχύουν την ασφάλεια, την αξιοπιστία και τη διαφάνεια στις ροές δεδομένων. Επιπλέον, η διατριβή εξετάζει τη χρήση των κατανεμημένων τεχνολογιών, αναδεικνύοντας τη σημασία τους για την αυτοματοποίηση διαδικασιών, την ενεργειακή αποδοτικότητα και την ασφαλή αποθήκευση δεδομένων στο cloud. Ιδιαίτερη αναφορά γίνεται σε εξειδικευμένες εφαρμογές της τεχνολογίας blockchain στον στρατιωτικό τομέα, όπου συμβάλλει στη διαχείριση εφοδιαστικών αλυσίδων και στην ενίσχυση των δυνατοτήτων ασφαλούς επικοινωνίας και ανταλλαγής δεδομένων. Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε βασίζεται σε συστηματική ανασκόπηση της βιβλιογραφίας και σε σχεδιασμό πλαισίων που συνδυάζουν σύγχρονες τεχνολογίες και πρωτόκολλα ασφάλειας. Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι η ενσωμάτωση της κατανεμημένης τεχνολογίας προσφέρει πολλαπλά πλεονεκτήματα, όπως αυξημένη ανθεκτικότητα στα συστήματα δεδομένων, διαφάνεια στις ροές πληροφοριών και μείωση του κινδύνου παραβιάσεων ασφαλείας. Τέλος, η διατριβή προτείνει ένα καινοτόμο framework ασφαλούς αποθήκευσης και επεξεργασίας δεδομένων, βασισμένο στην τεχνολογία Ethereum Blockchain και στον αλγόριθμο RSA. Συμπερασματικά, η παρούσα μελέτη αποδεικνύει ότι τα ασφαλή κατανεμημένα συστήματα ροών δεδομένων αποτελούν το θεμέλιο για τη βέλτιστη αξιοποίηση των δεδομένων και τη διασφάλιση της ακεραιότητάς τους σε απαιτητικά και κρίσιμα περιβάλλοντα.