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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
INFORMÁTICA (31001017110P8)
PROVCHAIN – UMA ARQUITETURA BASEADA EM BLOCKCHAIN PARA AMPLIAR A CONFIABILIDADE NA PROVENIÊNCIA DOS DADOS DE SOLOS
ELTON CARNEIRO MARINHO
TESE
23/02/2024

A crescente demanda por alimentos está intrinsecamente ligada ao crescimento populacional, à degradação contínua dos recursos naturais e à escassez de mão de obra no setor rural, causada, em parte, pela migração de trabalhadores rurais para áreas urbanas em busca de melhores oportunidades de emprego. Atender apenas às necessidades imediatas revela-se insuficiente; é imperativo comprometer-se com as gerações vindouras. A sinergia entre a expertise em agronomia e as capacidades da ciência da computação não apenas contribui para adaptação aos impactos das mudanças climáticas na segurança alimentar, mas também abre novos horizontes para o desenvolvimento sustentável. Contudo, a tomada de decisões relacionadas ao uso dos recursos naturais e à produção de alimentos é prejudicada substancialmente pela carência de confiabilidade e integridade dos dados de solo na agricultura brasileira, à heterogeneidade e dispersão desses dados, além da falta de padronização nos métodos de coleta e a ausência de transparência quanto à proveniência dos dados. O propósito desta tese é fomentar a criação de uma base de dados de solo por meio de metodologias sólidas e tecnologias avançadas, baseadas em blockchain e com proveniência de dados. Tais abordagens não somente contribuirão para a transparência na cadeia alimentar, mas também para a sustentabilidade em âmbitos ecológicos e econômicos. A proveniência utilizada segue o padrão PROV da W3C, e a blockchain empregada é a Hyperledger Fabric. A metodologia adotada é a Design Science Research (DSR), cujo objetivo é orientar na identificação, proposição, implementação, experimentação e avaliação de uma base de dados de solo inovadora, alinhada com o padrão nacional de gestão de dados de solo. Nesta tese, apresentamos novas perspectivas para a implementação de tecnologias na administração de dados de solo. A utilização de blockchain emerge como uma alternativa promissora, não apenas promovendo a segurança e transparência, mas também potencializando a eficiência e gerando economias significativas de recursos. Aliado à blockchain temos o enriquecimento na qualidade dos dados com a inclusão de metadados de proveniência. Os resultados desta pesquisa culminaram em uma proposta de arquitetura para 13 uma base de dados de solo com proveniência de dados fundamentada em blockchain, ampliando a confiabilidade, segurança e transparência na gestão dessas informações. A prova de conceito validou a viabilidade dessa arquitetura, destacando sua segurança e confiabilidade. A navegabilidade dentro da arquitetura também foi demonstrada na prova de conceito, facilitando o acesso rápido e intuitivo a informações, otimizando a eficiência na pesquisa e recuperação de dados relevantes. Esta tese apresenta contribuições para a gestão de dados de solo, promovendo a transparência, a segurança e a qualidade na cadeia alimentar. Além disso, ressalta a relevância da abordagem multidisciplinar, unindo agronomia e ciência da computação, no contexto da agricultura digital, sobretudo em relação à sustentabilidade e inovação.

Blockchain, Proveniência, e-Ciência, Gestão de dados, Agricultura Digital
The growing demand for food is intrinsically linked to population growth, labor shortages in the rural sector, and the ongoing degradation of natural resources. Meeting only immediate needs proves insufficient; it is imperative to commit to future generations. In this context, the utilization of large volumes of data plays a crucial role in the success of agriculture. The synergy between agronomic expertise and computer science capabilities not only contributes to mitigating the impacts of climate change on food security but also opens horizons for sustainable economic development. However, decision-making related to natural resources and food production is substantially hindered by the lack of reliability and integrity of soil data in Brazilian agriculture, the heterogeneity and dispersion of this data, the lack of standardization in collection methods, and the absence of transparency regarding data provenance. This research aims to foster the creation of an innovative soil data management system through robust methodologies and advanced technologies based on blockchain and data provenance. These approaches will contribute to transparency in the food chain and sustainability in ecological and economic realms. Provenance follows the W3C PROV standard, and the employed blockchain is Hyperledger Fabric. The adopted methodology is Design Science Research (DSR), aiming to identify, propose, implement, experiment, and evaluate an innovative soil data management system aligned with the national soil data management standard. This work presents new perspectives on implementing technologies in soil data management. The use of blockchain emerges as a promising alternative, not only strengthening security and transparency but also enhancing efficiency and generating significant resource savings. Alongside blockchain, there is an enrichment in data quality by including provenance metadata. The results of this research culminated in a proposal for a blockchain-based soil data management architecture, enhancing reliability, security, and transparency in managing this information. The proof of concept validated the feasibility of this solution, highlighting its security and reliability. Navigability within the architecture was also demonstrated in the proof of concept, facilitating quick and intuitive access to 15 information, optimizing efficiency in research, and retrieval of relevant data. This thesis presents substantial contributions to soil data management, promoting transparency, security, and quality in the food chain. Additionally, it emphasizes the relevance of the multidisciplinary approach, uniting agronomy, and computer science in the context of digital agriculture, particularly concerning sustainability and innovation.
Blockchain, Provenance, e-Science, Data Management, Digital Agriculture
305
PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
O trabalho possui divulgação autorizada
PROVChain – Uma arquitetura baseada em blockchain para ampliar a confiabilidade na proveniência dos dados.pdf

Contexto

CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
GESTÃO DE SISTEMAS COMPLEXOS, METODOLOGIA E TÉCNICAS DE COMPUTAÇÃO (MT)
OPENSOILS: USANDO E-CIÊNCIA E CIÊNCIA DE DADOS EM PROJETOS DE SEGURANÇA DE SOLOS DO BRASIL

Banca Examinadora

SERGIO MANUEL SERRA DA CRUZ
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
SERGIO MANUEL SERRA DA CRUZ Docente - PERMANENTE
CLAUDIO MICELI DE FARIAS Docente - PERMANENTE
DEBORA PIGNATARI DRUCKER Participante Externo
GUSTAVO BASTOS LYRA Participante Externo

Vínculo

Servidor Público
Empresa Pública ou Estatal
Ensino e Pesquisa
Não
Plataforma Sucupira
Capes UFRN RNP
  • Compatibilidade
  • . . .
  • Versão do sistema: 3.86.8
  • Copyright 2022 Capes. Todos os direitos reservados.

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