I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.   14 ,   No .   3 ,  J u n e  2 0 2 5 ,   p p .   2506 ~ 2 5 1 8   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 14 .i 3 . p p 2 5 0 6 - 2 5 1 8          2506       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Ledg er on int erne t  o f  things :  a  bloc kcha in f ra me wo rk f o r  reso urce - co nst ra ined devices       Su re s h J a g a na t ha n 1 ,   K a rt hik a   Vee ra m a ni 2   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   S r i   S i v a s u b r a ma n i y a   N a d a r   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   C h e n n a i ,   I n d i a   2 S c h o o l   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   V e l l o r e   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y ,   C h e n n a i ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   1 1 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Feb   1 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Ma r   1 5 ,   2 0 2 5       Th e   in c re a sin g   u se   o f  re so u rc e - c o n stra in e d   d e v ice s  su c h   a s  t h e   i n tern e t  o f  th in g s   (Io T)  i n   v a ri o u s  a p p li c a ti o n s  h a s  led   t o   t h e   n e e d   fo r  a n   o p ti m ize d   b lo c k c h a in   fra m e wo rk   fo r  t h e se   d e v ice s.  Blo c k c h a in - b a se d   Io T   n e two rk s   a ll o w  b u si n e ss e s  to   a c c e ss   a n d   sh a re   Io T  d a ta  with i n   t h e ir  o r g a n iza ti o n   with o u t  c e n tralize d   a u t h o rit y .   Ho we v e r,   e x isti n g   fra m e wo rk s   a re   n o t  d e sig n e d   fo r  I o T  a p p li c a ti o n s   a n d   lac k   fe a tu re s  li k e   d e c e n traliza ti o n ,   sc a lab il it y ,   a n d   n e two r k   o v e rh e a d .   T o   o v e rc o m e   t h e se   li m it a ti o n s,  a   n e w  b lo c k c h a in   fra m e wo rk   is  p ro p o se d :  led g e r   on  i n tern e t  o f  t h i n g s  (LI o T),   wh ich   h a s  a   n e w  c o n se n su s - b a se d   lea d e r  e lec ti o n   a l g o ri th m   t o   a d d re ss   th e   c h a ll e n g e s  o f  e x ist in g   a lg o rit h m s  with   h ig h   b l o c k   c re a ti o n   ti m e   a n d   c o m m u n ica ti o n   o v e rh e a d .   M o r e o v e r,   a   n o v e l  d a ta  str u c tu re   h a s  b e e n   d e v e lo p e d   to   re d u c e   th e   sto ra g e   siz e   o f  th e   led g e r  e ffe c ti v e ly .   Th e   p ro p o se d   fra m e wo rk   a lso   e m p lo y s  a   d o c k e r  fo r  d e p lo y m e n t,   w h ich   p r o v i d e s  a n   e fficie n t  a n d   e a sy   se tu p   o f  b l o c k c h a in   n o d e s  with o u t  re q u ir in g   th e   i n d i v id u a l  c o n fig u ra ti o n   o f  e a c h   m a c h in e ,   in c re a se s  th e   e fficie n c y   o f  th e   c o n se n su s   p ro c e ss ,   a n d   e n a b les   c o n v e n ie n t  d e p l o y m e n t   a n d   m a n a g e m e n t  o f  th e   b lo c k c h a in   fra m e wo rk   o n   re so u rc e - c o n stra in e d   d e v ice s.  F u rt h e r m o re ,   th e   p e rfo rm a n c e   o f  th e   p r o p o se d   c o n se n su s  m e th o d   is  a n a ly z e d   u si n g   v a ri o u s   p e rfo rm a n c e   p a ra m e ters ,   in c lu d i n g   CP U  u sa g e ,   m e m o ry   u sa g e ,   t ra n sa c ti o n   e x e c u ti o n   ti m e ,   a n d   b l o c k   g e n e ra t io n   t ime .   K ey w o r d s :   B lo ck ch ain   C o n s en s u s   I n ter n et  o f   th in g s   L ea d er   elec tio n   Sk ip   lis t   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Kar th ik a  Vee r am an i   Sch o o l o f   C o m p u ter   Scien ce   a n d   E n g in ee r in g ,   Vello r e  I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y   C h en n ai,   T am iln ad u ,   I n d ia   E m ail:  k ar th ik a. v @ v it.a c. in       1.   I NT RO D UCT I O N   B lo ck ch ain   tech n o lo g y   [ 1 ] ,   [ 2 ]   is   b u ilt  u p o n   th e  f o u n d atio n   o f   d is tr ib u ted   led g er   tech n o lo g y   ( DL T ) ,   wh ich   s er v es  as  a  d ec en tr aliz ed   d atab ase  f o r   s h ar in g   tr an s ac tio n   in f o r m atio n .   T h is   s y s t em   ch r o n o l o g ically   ad d s   o p e r atio n s   to   th e  DL T   a n d   s to r es  th em   as  b lo c k s   with i n   th e  le d g er .   E ac h   b lo c k   in   a  b lo ck ch ain   r ef e r s   to   th e  b lo ck   th at  p r ec ed es  it,  cr e atin g   an   i n ter co n n ec ted   c h ain .   I n   th is   c o n tex t,  tr a n s ac tio n s   a r e  s to r ed   in   b lo c k s   with in   th e  led g er .   T o   en s u r e   d ata  in teg r ity ,   th ese  b l o ck s   ar e  r ep licated   to   p r ev en t  lo s s   d u r in g   tr a n s m is s io n   er r o r s .   Ad d itio n ally ,   th e  d ata   with in   ea ch   b lo ck   is   en cr y p t ed   u s in g   p r i v ate  k ey s ,   m ak i n g   it  in ac ce s s ib le  to   u n au th o r ized   n o d es.  T h ese  r ep licated   an d   en cr y p ted   b lo c k s   ar e  th en   d is tr ib u ted   am o n g   d ec en tr alize d   n o d es   ac r o s s   th e  g lo b e.   B lo ck ch ain   tech n o lo g y   h as  th e  p o ten tial  to   cr ea te  im m en s e  v alu e  ac r o s s   v ar io u s   in d u s tr ies.  Acc o r d in g   to   a  r e p o r t   b y   th e   W o r ld   E co n o m ic  Fo r u m ,   it  is   esti m ated   to   g e n er ate  1 . 5   tr illi o n   in   n ew   v alu e   b y   2 0 3 0 .   W ith   its   ab ilit y   to   p r o v i d e  g r ea ter   tr an s p ar e n cy   an d   s ec u r ity   in   f in an cial  tr an s ac tio n s ,   im p r o v e  s u p p ly   ch ain   m a n ag em en t,   an d   in c r e ase  ef f icien cy   i n   n u m er o u s   in d u s tr ies  [ 3 ] – [ 6 ] ,   b lo c k ch ain   t ec h n o lo g y   is   o n   t h e  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Led g er o n   in tern et  o f th i n g s :   a   b lo ck ch a i n   fr a mewo r k  fo r   r es o u r ce - co n s tr a in ed   …   ( S u r esh   Ja g a n a th a n )   2507   r is e.   Ho wev er ,   as  b lo c k ch ain   tech n o lo g y   co n tin u es  to   e v o lv e ,   s o   d o   th e  ch allen g es  an d   lim itatio n s   o f   ex is tin g   alg o r ith m s   u s ed   to   en s u r e  th e  s ec u r ity   an d   r eliab ilit y   o f   th e  b lo ck ch ain   n etwo r k   [ 7 ] .   Al s o ,   th e  b lo ck ch ain ' s   d ata  s tr u ctu r e  ex h ib its   ch ar ac ter is tics   s im ilar   to   a   lin k ed   lis t ,   r esu ltin g   in   lin ea r   g r o wth   an d   in cr ea s ed   s p ac e  co m p lex ity .   Fu r th er m o r e,   e x is tin g   co n s en s u s   alg o r ith m s   a n d   lead er   elec tio n   p r o ce s s es  o f ten   im p o s e  h ig h e r   tim e  an d   co m m u n icatio n   o v e r h ea d   [ 8 ] ,   [ 9 ] .   T o   ad d r ess   th ese  c h allen g es,  t h is   ar ticle  p r o p o s es  a   n ew   co n s en s u s - b ased   lead er   elec tio n   alg o r ith m   th at  g u ar a n tees  co n s en s u s   att ain m en t  wh ile  s im u ltan eo u s ly   r ed u cin g   th e  n u m b er   o f   m ess ag es  ex ch an g ed .   Mo r eo v er ,   a  n o v el  d ata  s tr u ct u r e  d esig n e d   ex p licitly   f o r   led g er   s to r ag e   to   en h an ce   o v er all   ef f icien cy   h as  also   b ee n   d esig n ed .   I n   ter m s   o f   d ep lo y m en t,   th e  en tire   f r a m ewo r k   is   e m b ed d ed   with in   d o c k er   c o n tain er s .     Do ck er ' s   co n tain er izatio n   tech n o lo g y   [ 1 0 ]   s tr ea m lin es  th e  s etu p   p r o ce s s ,   elim in atin g   th e  n ee d   f o r   in d i v id u al   m ac h in e  co n f ig u r atio n s .   B y   le v er ag in g   d o c k er ,   t h e  d e p lo y m en t  o f   t h e  b lo c k ch ain   f r am ew o r k   b ec o m es  m o r e   ef f icien t a n d   c o n v e n ien t,  f ac ili tatin g   r ap id   s etu p   with o u t c o m p r o m is in g   c o n f ig u r atio n   r eq u i r em en ts .   B y   im p r o v in g   th e  e f f icien cy   a n d   r elia b ilit y   o f   th e   b lo ck ch ai n   n etwo r k ,   th is   p r o p o s ed   f r am ewo r k   h as  th e  p o ten tial  to   co n tr ib u te  s ig n if ican tly   to   th e  wid esp r ea d   ad o p tio n   a n d   s u cc ess   o f   b lo c k ch ain   tech n o lo g y .     A  m o r e  s ec u r e ,   ef f icien t,   an d   r eliab le  b lo ck c h ain   n etwo r k   c o u ld   p o s itiv ely   im p ac t  v ar io u s   in d u s tr ies,  cr ea te   n ew  o p p o r tu n ities   f o r   b u s in ess es  an d   in d iv id u als,  an d   d r iv e  in n o v atio n   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ] .   Mo r e o v er ,   t h e  p r o p o s ed   n o v el  d ata  s tr u ctu r e  is   d esig n ed   to   o p tim ize   th e  s ea r ch   f u n ctio n ality ,   en ab li n g   f aster   an d   m o r e  ef f icien t   q u er y in g   o f   tr an s ac tio n s .   B y   d ep ar tin g   f r o m   th e   co n v en tio n a l  lin k ed   lis t  d ata  s tr u ctu r e,   th e   p r o p o s ed   s o lu tio n   o f f er s   a  m o r e  s tr ea m lin ed   an d   ef f ec tiv e  d ata  s to r ag e  an d   r et r iev al  ap p r o ac h ,   en s u r in g   im p r o v ed   p e r f o r m an ce   an d   r esp o n s iv en ess .   A  p ee r - to - p ee r   n etwo r k   is   co n s tr u cted   to   f ac ilit ate  s ea m less   d ata  s h ar in g   an d   co m m u n icatio n ,   en ab lin g   n o d es  ac r o s s   d if f er en t  b r a n ch e s   to   ex ch an g e  th e  s to r e d   d ata.   As  ea ch   n o d e   p o s s ess es   a  co p y   o f   th e  led g er ,   d ata  b ac k u p s   ar e  co n s is ten tly   m ain tain ed ,   en s u r in g   d at a  av ailab ilit y   an d   r eliab ilit y   ev en   wh en   s p ec if ic  n o d es e x p e r ien ce   d o wn tim e  w ith in   th e  p ee r - to - p ee r   n etwo r k .   T h e  p r im a r y   o b jectiv e  o f   th is   wo r k   is   to   d esig n   a  n ew   b lo c k ch ain   f r am ewo r k   in co r p o r atin g   a  n o v el   co n s en s u s   m eth o d   th at  s ig n if ican tly   r ed u ce s   co m m u n ic atio n   o v er h ea d .   I n tr o d u cin g   a  n ew  co n s en s u s   m ec h an is m   tailo r ed   to   th e  ap p licatio n ' s   s p ec if ic  r eq u ir em en ts   ca n   im p r o v e  tr an s ac tio n   e x ec u tio n   ef f icien c y   an d   o v e r all  s y s tem   p er f o r m an ce .   T h e  r est  o f   t h e  p ap e r   is   o r g an ized   as  f o llo ws:   s ec tio n   2   f o cu s s es   o n   r ec en t   wo r k s   o n   b lo c k ch ain   a r ch itec tu r es  an d   i n ter n et  o f   th i n g s   ( I o T ) .   T h e  p r o p o s ed   wo r k   L e d g er   o n   i n ter n et  o f   th in g s   ( L I o T )   is   d etailed   in   s ec tio n   3 .   T h e  ex p er im en tal  r esu lts   an d   an aly s es  ca n   b e  f o u n d   i n   s ec tio n   4 .   Fin ally ,   s ec tio n   5   co n cl u d es th e  p ap er   with   p o s s ib le  f u tu r e  w o r k .       2.   RE L AT E D  WO RK   T h is   s ec tio n   o v er v iews  ex is tin g   b lo ck ch ai n   ar ch itectu r es,  f u n ctio n alities ,   ap p licati o n s ,   an d   lim itatio n s .   I t  also   s u m m ar izes  th e  k ey   f in d in g s   f r o m   th ese  s y s tem s .   Acc o r d in g   to   B an d ar a  et  a l.  [ 1 3 ] ,   a  n ew   b lo ck ch ain   ar c h itectu r e  ca lled   T ik ir i  is   p r o p o s ed .   T ik ir i  is   d esig n ed   to   b e  s ca lab le,   lig h tweig h t  an d   o p tim ized   f o r   th e  u n iq u e   d em an d s   o f   I o T   d ev ices.  Un lik e  tr ad itio n al  m o n o lith ic  b l o ck ch ain s ,   T i k ir i  is   im p lem en ted   as  a  co llectio n   o f   d is tr ib u ted   m icr o s er v ices.  T h e  ar ch itectu r e  co n s is ts   o f   f o u r   p r im a r y   s er v ice s :  g atew ay   s er v ice,   L o k k a  s er v ice,   s to r a g e  s er v ic e,   an d   Kaf k a  m ess ag e  b r o k er .   T h ese  s er v ices  wo r k   to g eth er   to   en s u r e  ef f icien t   tr an s ac tio n   p r o ce s s in g   a n d   h i g h   s ec u r it y .   T i k ir i  o f f er s   h ig h   s ca lab ilit y ,   co n cu r r e n t  tr a n s ac tio n   ex ec u tio n ,   an d   f ast s ea r ch   ca p ab ilit ies u s in g   a  d is tr ib u ted   d atab ase.     B an d ar a  et  a l.   [ 1 4 ]   a d d r ess   th e  ch allen g es  o f   in teg r atin g   b l o ck ch ain   with   b ig   d ata.   T h ey   p r o p o s e  a   b lo ck ch ain   s to r ag e  s y s tem ,   My s tik o ,   b ased   o n   th e  Ap ac h e  C ass an d r a  d is tr ib u ted   d atab ase.   My s tik o   p r o v id es   h ig h   tr an s ac tio n   t h r o u g h p u t,   b ig   d ata  s to r ag e ,   an d   s ca la b ilit y ,   o v er c o m in g   t h e  lim itatio n s   o f   tr ad itio n al   b lo ck ch ain s .   T h e  s y s tem   c o n s is ts   o f   s to r ag e,   c h ain ,   a n d   m in e r   s er v ices,  wh ic h   co llectiv ely   h an d le   tr an s ac tio n s ,   v er if icatio n ,   an d   b lo ck   cr ea tio n .   B an d ar a  et  a l.   [ 1 5 ]   p r esen t  R ah asak ,   a  n ew  b lo c k ch ain   s y s tem   th at  tack les  s to r ag e ,   ex ec u tio n   o r d er ,   an d   s m ar t  co n tr ac t  s tr u ctu r e  is s u es.  R ah asak   u tili ze s   a  "v alid ate,   ex ec u te,   g r o u p "  b l o ck ch ai n   ar ch itectu r e  with   Ap ac h e  Kaf k a - b ased   co n s en s u s   f o r   r ea l - tim e   tr an s ac tio n   e x ec u tio n .   I t  em p lo y s   f u n ctio n al  p r o g r am m in g   an d   ac to r - b ased   s m ar t  co n tr ac ts   f o r   co n cu r r en t  tr an s ac tio n s .   Dat a  r ep licatio n   is   ac h iev ed   th r o u g h   s h ar d in g   an d   a  m icr o s er v ice - b ased   ar ch itectu r e,   wh ich   en h an ce s   s ca lab ilit y .   R ah asak   also   i n co r p o r ate s   f u ll - tex t  s ea r ch   ca p ab ilit ies  an d   h an d les  h ig h   t r an s ac tio n   th r o u g h p u t u s in g   A p ac h e  Kaf k a   m ess ag e  b r o k er   a n d   r ea ctiv e  s tr ea m   m eth o d o l o g y .   I n   an o th e r   r esear ch   [ 1 6 ] – [ 1 9 ]   a  lig h tweig h t  b lo ck ch ai n   s y s tem   ca lled   lig h t  ch ain   is   in tr o d u ce d   f o r   in teg r atio n   with   th e  in d u s tr ial  in ter n et  o f   th in g s   ( I I o T ) .   L ig h t   ch ain   f o cu s es o n   r eso u r ce   ef f icien cy   an d   p o we r - co n s tr ain ed   I I o T   d ev ices.  I t  e m p lo y s   a  g r ee n   co n s en s u s   m e ch an is m   ca lled   s y n er g is tic  m u ltip le  p r o o f   ( SMP) ,   an d   a  lig h tweig h t  d ata  s tr u ctu r e  ca lled   lig h t  b lo ck   to   r ed u c e  co m p u tatio n al  an d   s to r ag e  r eq u ir em en ts .   L ig h t   ch ain   o f f er s   im p r o v ed   p e r f o r m an ce ,   r ed u ce d   s to r ag e  n ee d s ,   an d   s ec u r e  co m m u n icatio n   f o r   I I o T   ap p licatio n s .   Z am an i  et  a l.   [ 2 0 ]   p r o p o s e  r ap id   ch ain ,   a  s h ar d i n g - b ased   b lo ck ch ain   p r o to c o l  to   ad d r e s s   s lo w  tr an s ac tio n   p r o ce s s in g   an d   lim ited   s ca lab ilit y .   R ap id   c h ain   d iv id es  th e  n etwo r k   in to   s m aller   co m m ittees,  allo win g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  14 ,   No .   3 ,  J u n e  2 0 2 5 :  2 5 0 6 - 2 5 1 8   2508   p ar allel  p r o ce s s in g   o f   tr an s ac tio n s   an d   im p r o v in g   th r o u g h p u t.  I ts   s h ar d in g - b ased   c o n s e n s u s   alg o r ith m   ca n   h an d le  B y za n tin e  f au lts   an d   ac h iev es h ig h   tr a n s ac tio n   th r o u g h p u t.    An o th er   s tu d ies   [ 2 1 ] – [ 2 3 ]   p r o p o s e  a  d ec e n tr alize d   b l o ck c h ain - b ased   a r ch itectu r e  f o r   m o b ile  I o T   s y s tem s .   T h e  f r am ewo r k   attem p ts   to   en s u r e  s ec u r ity ,   tr an s p ar en cy ,   a n d   ef f icien cy   wh i le  ad d r ess in g   th e   d r awb ac k s   o f   ce n tr alize d   ar ch itectu r es.  I t  tack les  d ata  co llectio n ,   an al y tics ,   an d   s t o r ag e  c h allen g es  in   r eso u r ce - co n s tr ain ed   I o T   d ev ices.  T h e  s en s o r - c h ain   f r am e wo r k   o f f er s   a   lig h tweig h t   s o lu tio n   with   r ed u ce d   r eso u r ce   c o n s u m p tio n   w h ile  r etain in g   v ital  in f o r m atio n   ab o u t  I o T   s y s tem s .   I t  en a b les  s ec u r e  a n d   s ca lab le   co m m u n icatio n ,   u n lo ck in g   th e   p o ten tial o f   b lo ck c h ain   tech n o lo g y   f o r   m o b ile  I o T .   T h e  s tu d ies  an d   ex p e r im en ts   co n d u cte d   o n   b lo ck ch ai n   ar c h itectu r es  s u ch   as  R ah asak   u tili zin g   th e  Kaf k a  co n s en s u s   alg o r ith m   a n d   My s tik o   b ased   o n   th e  Ap ac h e  C ass an d r a  d is tr ib u ted   d atab ase  h av e  b ee n   o b s er v ed   to   i n cu r   s ig n if ica n t  co m m u n icatio n   o v er h ea d .   T h is   ca n   im p ac t  th e  o v e r all  p er f o r m an ce   an d   ef f icien cy   o f   th e   s y s tem ,   esp e cially   wh en   h a n d lin g   a  lar g e  n u m b er   o f   tr an s ac tio n s .   Ad d itio n ally ,   th e   lin k ed   lis t  d ata  s tr u ctu r e  u s ed   f o r   d at a  s to r ag e  m ay   n o t  b e  o p tim al  f o r   ef f icien t  q u er y in g   o f   tr a n s ac tio n s ,   p o ten tially   lead in g   to   s lo wer   s ea r ch   o p er a tio n s .       3.   M E T H O D   3 . 1 .     L edg er   o f   inte rnet   o f   t hi ng s   L I o T   is   a  b lo ck c h ain   f r am ew o r k   co m p r is in g   th r ee   ess en tial  lay er s :  th e  n etwo r k ,   b lo ck c h ain ,   an d   ap p licatio n   lay er s .   T h e  n etwo r k   lay er   estab lis h es  co n n ec tiv ity   am o n g   m u ltip le  n o d es  th r o u g h   a  p ee r - to - p ee r   n etwo r k   ar c h itectu r e.   E ac h   n o d e  u tili ze s   d o ck e r ,   a  v er s atile  p latf o r m   f o r   d ep lo y in g ,   s h ip p in g ,   an d   r u n n in g   ap p licatio n s   with in   is o lated   co n tain er s .   T h ese  co n tain er s   p r o v id e  lig h tweig h t  an d   p o r tab l e  en v ir o n m en ts   th at   f ac ilit ate  th e  ef f icien t  d ep lo y m en t  o f   ap p licatio n s   ac r o s s   th e  n etwo r k .   I n   th e  b lo c k ch ain   lay er ,   L I o T   im p lem en ts   a  u n iq u e  lead er   e lectio n   alg o r ith m .   T h is   alg o r it h m   s elec ts   a  lead er   am o n g   th e  co n n ec ted   n o d es,   cr ea tes  a  n ew  b lo ck ,   an d   p r o p ag ates  it  to   o th er   n o d es.  T h e  b lo ck c h ain   la y er   also   in co r p o r ates  a  n o v el   d ata   s tr u ctu r e  to   s ec u r ely   o r g an ize   an d   s to r e   d ata,   en s u r in g   its   in t eg r ity   a n d   tam p er - p r o o f   n atu r e.   Fig u r e   1   d ep icts   th e  ar ch itectu r e  o f   L I o T .           Fig u r e  1 .   Ar c h itectu r e  o f   L I o T       I n   th e  ap p licatio n   lay e r   o f   L I o T ,   a  s p ec if ic  u s e  ca s e  is   im p lem en ted :  th e  atten d an ce   led g er .     T h e  atten d a n ce   led g er   lev e r ag es  th e  b lo c k ch ain   i n f r astru ctu r e  p r o v id ed   b y   th e  l o wer   lay e r s   to   cr ea te  a   s ec u r e  an d   d ec e n tr alize d   s y s tem   f o r   tr ac k in g   atten d an ce   r ec o r d s .   W ith   L I o T ,   th e  atten d a n ce   led g er   ap p licatio n   b en ef its   f r o m   th e  in h er e n t  f ea tu r es  o f   b lo ck ch ain   tech n o lo g y ,   s u ch   as  im m u tab ilit y ,   tr an s p ar en cy ,   an d   d ec en tr aliza tio n .   E ac h   atten d a n ce   r ec o r d   ca n   b e  s ec u r ely   s to r ed   in   a  b lo ck   with in   th e  b l o ck ch ain ,   e n s u r in g   th at  th e  d ata  r em ai n s   tam p er - p r o o f   a n d   r esis tan t to   u n au th o r i ze d   m o d if icatio n s .   E m b ed d in g   L I o T   in   d o ck e r   en h an ce s   th e  f r am ewo r k ' s   p o r tab ilit y .   Do ck e r   allo ws  L I o T   to   b e  en ca p s u lated   with in   a  co n tain er ,   in clu d in g   all  n ec es s ar y   d ep en d en cies  an d   c o n f ig u r atio n s .   T h is   co n tain er izatio n   en s u r es  th at  all  th e  co m p o n en ts   a n d   c o n f i g u r atio n s   r e q u ir e d   f o r   r u n n i n g   L I o T   ar e  b u n d led   to g eth er ,   m ak in g   it  ea s y   to   d ep lo y   o n   d if f er e n t  p latf o r m s   an d   en v ir o n m en ts .   W ith   d o c k er ,   d ev el o p er s   ca n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Led g er o n   in tern et  o f th i n g s :   a   b lo ck ch a i n   fr a mewo r k  fo r   r es o u r ce - co n s tr a in ed   …   ( S u r esh   Ja g a n a th a n )   2509   cr ea te  a  d o c k er   im a g e  o n ce   a n d   r u n   it  c o n s is ten tly   ac r o s s   v ar io u s   s y s tem s ,   elim in atin g   t h e  n ee d   f o r   m an u al   s etu p   an d   c o n f ig u r atio n .   T h i s   s tr ea m lin ed   d ep lo y m en t  p r o ce s s   im p r o v es  p o r tab ilit y   a n d   ac ce ler ates  th e  d ep lo y m e n t  o f   L I o T   ap p licatio n s .   B y   lev er ag in g   d o c k er ' s   c ap ab ilit ies  [ 2 4 ] ,   in clu d in g   o v e r lay   n etwo r k s ,   u s er s   ca n   ef f icien tly   m an ag e  co n tain er s   an d   en jo y   s ev er al  b en e f its .   On e  s ig n if ican t  ad v an tag e  o f   d o ck e r   is   th e  s ea m less   co m m u n icatio n   b e twee n   co n tain er s ,   w h ich   s i g n if ican tly   e n h an ce s   t h e  s y s tem 's  s ca lab ilit y .   C o n tain er s   ca n   b e   ea s ily   s ca led   u p   o r   d o wn   to   ac co m m o d at e  ch an g in g   d em a n d s ,   e n ab lin g   L I o T   ap p licatio n s   to   h an d le  in cr ea s ed   wo r k lo a d s   with o u t  d is r u p tio n s .   An o t h er   cr itical  b en ef it  is   d o ck er ' s   b u ilt - in   s ec u r ity   m ec h an is m s ,   en s u r in g   co n tai n er   co m m u n icatio n   is   s ec u r e  an d   is o lated .   C o n tain er s   ar e   e n ca p s u lated   with in   th eir   en v ir o n m en t,  m in im izin g   th e  r is k   o f   u n a u th o r ize d   ac ce s s   o r   in ter f er en ce .   T h is   h ei g h ten ed   s ec u r ity   is   cr u cial  f o r   p r o tectin g   s en s itiv e  d ata  an d   m ain tain in g   t h e  s y s tem ' s   in teg r ity .     3 . 2 .     Desig n o f   c o ns ens u s - ba s ed  lea der  elec t io n a lg o rit hm   f o r  ledg er   o f   inte rnet   o f   t hin g s   T h e  d esig n   o f   a  c o n s en s u s - b ased   lead er   elec tio n   alg o r ith m   f o r   L I o T   a d d r ess es  th e  n ee d   f o r   a  r eliab le   an d   d ec e n tr alize d   p r o ce s s   to   s elec t  a  lead er   n o d e   in   a  L I o T   n etwo r k .   T h e  lead e r   n o d e  i s   cr u cial  in   v ar io u s   d is tr ib u ted   ap p licatio n s ,   in clu d in g   th e  atten d an ce   led g er   s y s tem   d is cu s s ed   la ter .   I n   a  L I o T   n etwo r k ,   wh er e   r eso u r ce s   an d   co m p u tin g   p o w er   ar e   lim ited ,   it  is   ess en tial  to   d ev is e  an   ef f icien t  an d   lig h tweig h t  alg o r ith m   f o r   lead er   elec tio n .   T h e  co n s en s u s - b ased   ap p r o a ch   en s u r es  th at  th e  s elec tio n   p r o ce s s   is   f a ir ,   tr an s p ar en t,  an d   r esis tan t  to   m an ip u latio n   o r   m alicio u s   attac k s   [ 2 5 ] ,   [ 2 6 ] .   T h e  lead er   elec tio n   p r o ce s s   b eg i n s   b y   g en er ati n g   1 0   r an d o m   p a n d ig ital  n u m b er s   with   u n iq u e  d ig its .   T h ese  n u m b er s   ar e  th en   ev alu ated   a g ain s t  s ix   s p ec if ic   co n d itio n s   to   d eter m in e  if   t h ey   m ee t c er tain   r eq u ir em en ts .   T h e  co n d itio n s   ar e   as f o llo ws:   ‒   C o n d itio n   1 :  c h ec k   if   th e   2 nd ,   3 rd ,   an d   4 th   d ig its   to g eth e r   is   d i v is ib le  b y   2 .   ‒   C o n d itio n   2 :  c h ec k   if   th e   3 rd , 4 th ,   an d   5 th   d ig its   to g eth er   is   d i v is ib le  b y   3 .   ‒   C o n d itio n   3 :  c h ec k   if   th e   4 th , 5 th ,   an d   6 th   d ig its   to g eth er   is   d i v is ib le  b y   5 .   ‒   C o n d itio n   4 :  c h ec k   if   th e   5 th , 6 th ,   an d   7 th   d ig its   to g eth er   is   d i v is ib le  b y   7 .   ‒   C o n d itio n   5 :  c h ec k   if   th e   6 th , 7 th ,   an d   8 th   d ig its   to g eth er   is   d i v is ib le  b y   1 1 .   ‒   C o n d itio n   6 :  c h ec k   if   th e   7 th , 8 th ,   an d   9 th   d ig its   to g eth er   is   d i v is ib le  b y   1 3 .   E ac h   co n d itio n   r ep r esen ts   a  d iv is ib ilit y   test   th at  th e  g en er ated   n u m b er s   m u s t  s atis f y .   T h e   alg o r ith m   iter ates  th r o u g h   th e  g e n er ated   n u m b er s   an d   co u n ts   th e  n u m b er   o f   co n d itio n s   ea ch   n u m b er   m ee ts .   T h e  n u m b er   th at  s atis f ies  th e  h ig h est  co n d itio n s   with   th e  m in im u m   n u m b er   o f   iter atio n s   is   elec ted   as  th e  lead er .   On ce   elec ted ,   th e  lead er   n o d e  tak es r esp o n s ib ilit y   f o r   cr ea tin g   a  n e w  b lo ck   in   th e  b l o ck ch ai n .   T h is   co n s en s u s - b ased   lead er   elec tio n   alg o r ith m   en s u r es  th at  th e  lead er   is   s elec ted   r elativ ely   an d   th at  th e  s u b s eq u en t  b lo ck - c r ea tio n   p r o ce s s   p r o ce ed s   d ec en tr alize d .   Alg o r ith m   1   d etails th e  s tep s   in v o lv ed   in   th e  l ea d er   elec tio n .     Alg o r ith m   1 .   L ea d er   elec tio n   Function leader election   Pan_digital   ←Empty list;   Max_conditions_satisfied ← 0;   primes ←[2, 3, 5, 7, 11, 13];   min_iterations ← ∞;   pan_number ←None;   for i in range(1, 11) do   random_number ←generate_pandigital();   conditions_satisfied ← check conditions(random_number, primes);   num_conditions_satisfied ← length(conditions_satisfied);   if num_conditions_satisfied > max_conditions_satisfied then   max_conditions_satisfied ← num_conditions_satisfied;   pan_number ←random number;   min_iterations ← i;   end   end   if max_conditions_satisfied > 0 then   output ← “PAN DIGITAL NUMBER” + pan_number + “  -   Maximum Conditions Satisfied: ” +         max_conditions_satisfied + “  -   Min Iterations: ” + min_iterations;   pan_digital.append([self.id, pan_number, max_conditions_satisfied, min_iterations]);   else   print(“None of the generated numbers satisfied any condition.”);   end   return pan_digital     3. 3 .   S k ip lis t :   a   da t a   s t ruct u re   f o r  ledg er   o f   inte rnet   o f   t hin g s   T h e  n ee d   f o r   a   m o r e  ef f icien t d ata  s tr u ctu r e   ar is es  d u e   to   th e   s ca le  an d   co m p le x ity   o f   m a n a g in g   d ata.   As  th e  n u m b er   o f   d ata  g r o ws,  tr ad itio n al  d ata  s tr u ctu r e s   lik e  lin k ed   lis ts   s tr u g g le  to   m ain tain   o p tim al   p er f o r m an ce .   T h e   in tr o d u ctio n   o f   a   n o v el  d ata   s tr u ctu r e   k n o wn   as  " s k ip   lis t "  ef f icien tly   s to r es  an d   r etr iev es   d ata  in   th e  b lo ck c h ain   [ 2 7 ] ,   [ 2 8 ] .   A  s k ip   lis t  is   in itially   a  s o r ted   lin k ed   lis t,  wh ich   ca n n o t  b e  b in ar y   s ea r ch e d   d u e  to   its   n atu r e.   Ho wev er ,   ad d itio n al  lay er s   ar e  ad d ed   at  th e  to p   o f   th e  b o tto m   lis t.  E ac h   n ew  lay er   in clu d es  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  14 ,   No .   3 ,  J u n e  2 0 2 5 :  2 5 0 6 - 2 5 1 8   2510   elem en ts   f r o m   th e  p r ev i o u s   lay er   with   a  ce r tain   p r o b ab il ity ,   o f ten   1 2 ⁄ .   T h ese  n ew  lay er s   m ain tain   th e  o r d er in g .   So m e   elem en ts   ar e  k ep t  wh ile  o th er s   ar e   d is ca r d ed   p r o b ab ilis tically ,   r esu ltin g   in   a   s k ip   lis t  with   m u ltip le  o r d er ed   la y er s .   T h e   s k ip   lis t  h as  th r ee   s ig n if ican t   p r o p er ties :  h eig h t  ( h ) ,   wh ich   is   th e  n u m b er   o f   lin k ed   lis ts   in   it;  th e  n u m b er   o f   d is tin ct  elem en ts   ( n ) ;  an d   p r o b ab ilit y   ( p ) ,   wh ich   is   n o r m ally   1 2 ⁄ .   T h e  h ig h est   elem en t  ap p ea r s   in   l og 1 p ⁄ ( n )   lis ts   o n   a v er ag e.   I f   p = 1 2 ⁄ ,   th e r e  ar e   l og 2 ( n )   lis ts   o n   av er ag e.   E v er y   elem en t   in   th e  s k ip   lis t  h as  f o u r   p o in te r s :  lef t,  r ig h t,  to p ,   an d   b o tto m .   T h ese  p o in ter s   en ab le  ef f icie n t  s ea r ch   o p er atio n s   in   th e  s k ip   lis t.   T h e  tim e  co m p le x ity   o f   o p er atio n s   in   a  s k ip   lis t  is   ty p ically   Ο ( l og n ) ,   wh er e  n   is   th e  n u m b e r   o f   elem en ts   in   th e  s k ip   lis t.  T h is   co m p lex ity   h o ld s   f o r   in s er tio n   an d   s ea r ch   o p e r atio n s .   T h e s e  ar e  ex p ec ted   o r   av er ag e - ca s e  b o u n d s   b ec au s e  s k ip   lis ts   u s e  r an d o m is atio n   i n   th eir   d ata  s tr u ctu r e.   T h e  w o r s t - ca s e  b o u n d s   f o r   th e  s k ip   lis t a r e  Ο ( n ) ,   b u t th ese  ar e   less   co m m o n ly   an aly s ed   d u e  t o   th e  p r o b ab ilis tic  n atu r e  o f   th e  s k ip   lis t.   T h e  s p ac e  co m p lex ity   o f   a  s k ip   lis t  is   Ο ( n ) ,   wh er e  n   is   th e  n u m b er   o f   elem en ts   in   th e   s k ip   lis t.     T h is   m ea n s   th at  th e  s p ac e  th e   s k ip   lis t  u tili s e s   g r o ws  lin ea r ly   with   th e  n u m b er   o f   elem en t s .   T o   r ea s o n   ab o u t   th e  s p ac e  co m p lex ity ,   let  u s   co n s id er   th e  n u m b er   o f   p o s itio n s   in   th e  s k ip   li s t.  I t  ca n   b e  r ep r esen ted   b y   n ∑ 1 2 i h i = 0   wh ich   is   eq u al  t o   n ( 1 + 1 2 + 1 4 + 1 8 + ⋯ ) = n × 2 .   T h er ef o r e,   ex p ec ted   s p ac e  u tili s atio n   i s   s im p ly   Ο ( n ) .   Alg o r ith m   2   d etails th e  wo r k in g   o f   t h e  in s er tio n   p r o ce s s   in   th e  s k ip   lis t:     Alg o r ith m   2 .   Sk ip   lis t in s er tio n   Function Insert(key):   p ← Search(key);   q ← null;   i ← 0;   h ← 0;   n ←1;   repeat   i ← i + 1 ; // height of tower for new element   if i ≥ h then;   h ← h + 1;   createNewLevel(); // creates a new linked list  level   end   while p.above = null do   p ← p.prev ; //scan backwards   end   p ← p.above;   q ← insertAfter(key, p) ; // insert key after position p   n ← n + 1;   until (n == 10);   return q     Alg o r ith m   3   d etails th e  s tep s   f o r   th e  s ea r ch in g   p r o ce s s   in   a  s k ip   lis t,  an d   th is   f u n ctio n   in p u ts   a  s ea r ch   k ey   ( k e y ) .   T h is   f u n ctio n   r etu r n s   a  p o s itio n   ( p ) ,   wh e r e  th e  v alu e  at  th is   p o s itio n   is   th e  lar g est  th at  is   les s   th an   o r   eq u al  to   th e  k e y .   T h e  f u n cti o n   p er f o r m s   a  d o wn war d   s ca n   in   th e  s k ip   lis t a n d   th en   s ca n s   f o r war d   to   f i n d   th e  ap p r o p r iate  p o s itio n .     Alg o r ith m   3 .   Sk ip   lis t sear ch   Function Search(key):   p ← top - left node;   while p.below ≠ null do   p ← p.below    while key ≥ p.next do   p ← p.next   end   end   return p     T h e  s k ip   lis t  is   in itialized   with   p ar am eter s   s u ch   as  th e  m ax im u m   le v el  an d   th e  p r o b ab ilit y   f o r   d eter m in in g   th e  lev el  o f   ea c h   n o d e.   T h ese  p ar am eter s   ar e  s et  d u r in g   th e  in itializatio n   p r o c ess   an d   g o v er n   th e   s tr u ctu r e  an d   b eh a v io r   o f   th e  s k ip   lis t .   T h e  s k ip   l is t  s tar ts   with   a  h ea d er   n o d e,   wh ich   s e r v es  as  th e  s tar t in g   p o in t  f o r   t r av er s al  an d   p r o v i d es  a  r ef er en ce   to   th e  f ir s t  n o d e   at  ea ch   lev el.   E ac h   n o d e  in   th e  s k ip   lis t  co n tain s   two   m ain   co m p o n en ts :  th e  d ata  its elf   an d   a  lis t  o f   f o r war d   p o in ter s .   T h e  f o r wa r d   p o i n ter s   en ab le  ef f icien t   n av ig atio n   th r o u g h   th e  s k ip   lis t,   allo win g   f aster   s ea r ch   an d   i n s er tio n   o p e r atio n s .   Du r in g   t h e  in s er tio n   p r o ce s s ,   th e  lev el  o f   ea ch   n o d e  is   d ete r m in ed   r a n d o m l y   b ased   o n   th e  g iv en   p r o b ab ilit y   p ar am eter .   T h is   p r o b a b ilis tic   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Led g er o n   in tern et  o f th i n g s :   a   b lo ck ch a i n   fr a mewo r k  fo r   r es o u r ce - co n s tr a in ed   …   ( S u r esh   Ja g a n a th a n )   2511   ap p r o ac h   allo ws  f o r   a  b alan c ed   d is tr ib u tio n   o f   n o d es  ac r o s s   d if f er en t  lev els,  p r o m o tin g   ef f icien t  s ea r ch   an d   tr av er s al.   Hig h er - lev el  n o d es a ct  as sh o r tcu ts ,   allo win g   f aster   m o v em e n t th r o u g h   t h e  s k ip   li s t .       4.   E XP E R I M E N T S AN D  RE S UL T   A NAL YSI S   A  m esh   n etwo r k   is   a  d ec en tr alize d   ar ch itectu r e  wh er e  m u ltip le  d ev ices  estab lis h   d ir ec t  p e er - to - p ee r   co n n ec tio n s .   I m p lem en tin g   a   m esh   n etwo r k   allo ws  two   o r   m o r e  d ev ices  to   co n n ec t  an d   ex ch an g e  m ess ag es  d ir ec tly ,   elim in atin g   th e   r elian ce   o n   a  ce n tr alize d   s er v e r .   T h e  d e v ices  ca n   estab lis h   d ir ec t  co m m u n icatio n   ch an n els  b y   ass u m in g   d u al  r o les  as  cl ien ts   an d   s er v er s .   T o   s et  u p   a  m esh   n etwo r k ,   th e  co d e  in itializes  th e   n etwo r k   b y   s p ec if y i n g   th e  I P  ad d r ess es  o f   th e  d e v ices  in v o l v ed .   T h ese  I P  ad d r ess es  ar e  t y p ically   s to r ed   i n   a  co n f ig u r atio n   f ile.   E ac h   d ev ic e  is   r ep r esen ted   b y   a  n o d e  o b ject,   cr ea ted   with   its   r esp ec tiv e  I P  ad d r ess   an d   a  d esig n ated   p o r t  n u m b e r .   T h e  n etwo r k   is   th en   in itiated   b y   s tar tin g   ea ch   n o d e ,   allo win g   tim e  f o r   th e  co n n ec tio n s   to   b e  estab lis h ed .   T h e  d ev ices  with in   th e  m esh   n etwo r k   estab lis h   co n n ec tio n s   b y   co n n ec tin g   to   th e  I P  ad d r ess es  l is ted   in   th e  n etwo r k   co n f i g u r atio n .   Dela y s   ar e  in tr o d u ce d   b etwe en   co n n ec tio n   attem p ts   to   en s u r e  p r o p er   c o n n ec tio n   estab lis h m en t  as sh o wn   in   Fig u r e   2 .   T h e  im p lem en tatio n   o f   d o c k er   co n tain er   co m m u n icatio n   i n v o lv es  u tili zin g   d o ck er ' s   o v er la y   n etwo r k   f ea tu r e.   Ov er la y   n etwo r k s   in   d o ck er   en a b le  s ea m less   co m m u n icatio n   b etwe en   co n tain er s   r u n n in g   o n   d if f er e n t  h o s ts ,   p r o v id in g   a  v ir t u al  n e two r k   th at  allo ws  s ec u r e  in t er ac tio n   r eg ar d less   o f   th e  co n tain er ' s   p h y s ical   lo ca tio n s .   Fo u r   s tep s   ar e  n ee d ed   to   estab lis h   d o ck e r   co n tain er   co m m u n icatio n :   i)   cr ea te   a n   o v e r lay   n etwo r k ,   ii)  d ep lo y   d o ck e r   co n tain e r s ,   iii)  co n n ec t  co n tai n er s   to   th e  o v er lay   n etwo r k ,   a n d   iv )   u tili ze   co n tain er   DNS   r eso lu tio n .           Fig u r e  2 .   I m p lem en tatio n   o f   I o T       4 . 1 .     E m bedd ing   ledg er   o f   in t er net   o f   t hin g s   in do ck er   A  v ital  s tep   in   em b ed d in g   a  L I o T   in   d o ck e r   is   cr ea tin g   a  tex t  f ile,   " d o ck er f ile",   wh ic h   co n tain s   in s tr u ctio n s   f o r   b u ild in g   th e  d o ck er   im ag e .   W ith in   th e  d o ck er f ile ,   th e  b ase  im ag e  is   d ef in ed ,   n ec ess ar y   d ep en d e n cies  ar e  in s talled ,   an d   th e  L I o T   is   co n f ig u r ed   t o   en s u r e  its   p r o p er   f u n cti o n in g   with in   th e  d o c k er   en v ir o n m en t.  On ce   th e  d o ck e r f ile  is   r ea d y ,   th e  n ex t  s tep   in v o lv es  b u ild in g   th e   d o c k er   im a g e  u s in g   th e  d o ck er   b u ild   co m m an d   s u d o   d o ck er   b u ild   - t  m y im ag e.   D u r in g   t h is   p r o ce s s ,   a  tag   is   s p ec if ied   to   id en tify   th e   im ag e   u n iq u ely .   Do ck e r   c o m p iles   th e  co n tain er   b ased   o n   th e  i n s tr u ctio n s   p r o v id e d   in   th e  d o ck e r f ile,   r esu ltin g   in   a   co m p lete  d o ck er   im ag e   o f   th e   L I o T .   W ith   th e   d o ck er   im ag e   s u cc ess f u lly   b u ilt,  th e   L I o T   c an   r u n   b y   cr ea tin g   co n tain er s   f r o m   th e  im a g e  u s in g   th e   d o ck er   r u n   c o m m an d .   B y   ex ec u tin g   th is   co m m an d ,   i n s tan ce s   o f   t h e  L I o T   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  14 ,   No .   3 ,  J u n e  2 0 2 5 :  2 5 0 6 - 2 5 1 8   2512   ar e  s tar ted   with in   s ep ar ate  co n tain er s .   T h is   allo ws  f o r   is o lated   ex ec u tio n   a n d   m an a g e m en t  o f   th e  L I o T ,   en s u r in g   its   av ailab ilit y   an d   f u n ctio n ality .     4 . 2 .     L ea der  elec t io n a l g o rit h m   f o r  ledg er   o f   inte rnet   o f   t h ing s   T h e  alg o r ith m   em p lo y s   th e  co n ce p t  o f   p a n d ig ital  n u m b er s ,   wh ich   ar e  n u m b er s   th at  co n tai n   all  d ig its   f r o m   0   to   9   with o u t  r ep etitio n .   B y   g en e r atin g   1 0   r a n d o m   p a n d ig ital  n u m b er s ,   ea c h   n o d e  p ar ticip atin g   in   th e   elec tio n   h as  an   eq u al  ch an ce   o f   b ec o m in g   th e  lead er .   T h e  co n d itio n s   im p o s ed   o n   th ese  p an d ig ital  n u m b er s   en s u r e  th e  elec ted   lead er   ca n   s atis f y   s p ec if ic  d iv is ib ilit y   t ests .   T h ese  test s   h elp   m ain tain   th e  in teg r ity   a n d   s ec u r ity   o f   th e   lead er   elec tio n   p r o ce s s .   B y   m ee tin g   m o r e   co n d itio n s ,   a   n u m b er   d em o n s tr a tes  its   ca p ab ilit y   to   s er v e  as  a  r eliab le  lead er .   On ce   elec ted ,   th e  lead er   n o d e  tak es  r esp o n s ib ilit y   f o r   cr ea tin g   a  n ew  b lo ck   in   th e   b lo ck ch ain .   T h is   b lo ck   co n ta in s   b o th   a   h ea d er   a n d   a   b o d y .   T h e   b lo c k ' s   h ea d er   in clu d es  th e  I D  an d   th e   tim estam p   in d icatin g   th e  ex ac t  tim e  th e  b lo ck   was  cr ea ted ,   as  well  a s   th e  cu r r en t,  p r ev i o u s ,   an d   d ata  h ash .   T h is   in f o r m atio n   is   v ital  f o r   t r ac k in g   an d   v e r if y in g   th e   b l o ck ' s   au th en ticity   with in   t h e  b lo ck ch ain .   T h e   b o d y   s ec tio n   o f   th e  b lo ck   c o n tain s   a  co llectio n   o f   d ata  en tr ies  o r   tr an s ac tio n s   b ein g   ad d e d   to   th e  b lo ck ch ain .   T h ese   d ata  en tr ies  ar e  r e p r esen ted   b y   a  lis t  o f   im a g e  h ash es  o b tain ed   b y   iter atin g   o v er   th e  f il es  in   th e  s p ec if ied   f o ld er   p ath   an d   ca lcu latin g   th e   SHA2 5 6   h ash   f o r   ea ch   im ag e  f ile.   Af ter   th e  b lo c k   is   cr ea ted ,   it  is   ap p en d ed   to   th e  g e n esis   b lo ck ,   wh ich   s er v es  as  th e  i n itial  b lo ck   in   th e   b lo ck ch ain .   T h e  g en esis   b lo c k   co n tain s   th e  f u n d a m en tal  in f o r m atio n   th at  estab lis h es  th e  f o u n d atio n   o f   th e   b lo ck ch ain .   T h en ,   th e  lead er   n o d e  p r o p ag ates  it  to   o th er   co n n ec ted   n o d es  in   th e  n etwo r k ,   as  s h o wn   in     Fig u r e  3 .   T h ese  n o d es  p la y   a  c r u cial  r o le  in   v alid atin g   th e   r e ce iv ed   b lo c k .   T h e y   v er if y   th e  b lo ck ' s   in teg r ity   b y   ca lcu latin g   its   h ash   an d   co m p ar in g   it  with   th e  p r o v id e d   c u r r en t  h ash .   I f   th e  ca lcu late d   h ash   m atch es  th e   cu r r en t  h ash ,   it  in d icate s   th at   th e  b lo ck   h as  n o t  b ee n   tam p er ed   with   d u r in g   tr a n s m is s io n .   Up o n   s u cc ess f u l   v alid atio n ,   th e  n o d es a p p en d   th e  r ec eiv ed   b lo ck   t o   th eir   lo ca l c o p y   o f   th e  b lo ck ch ai n .           Fig u r e  3 .   B lo ck   c r ea tio n   an d   f o r war d in g       4 . 3 .   Da t a   s t ruct ure  f o r   ledg er   o f   inte rnet   o f   t hin g s   T h e  L I o T   u tili s ed   " s k ip   lis t "  as  its   u n d er ly in g   d ata  s tr u ctu r e.   T h e  s k ip   lis t  i s   a  p r o b ab ilis tic  d at a   s tr u ctu r e  th at  p r o v id es  an   alt er n ativ e  to   a  tr ad itio n al  lin k e d   lis t  with   im p r o v ed   s ea r ch   a n d   in s er tio n   tim es.    I t  allo ws  f o r   f ast  an d   ef f icien t  tr av er s al  o f   elem en ts ,   m ak in g   it  s u itab le  f o r   m an ag in g   lar g e  am o u n ts   o f   d ata.   T h e  s k ip   lis t  d ata  s tr u ctu r e  co n s is ts   o f   m u ltip le  lev els,  ea ch   r ep r esen tin g   a  s u b s et  o f   th e  e lem en ts   in   th e  lis t.   E ac h   lev el  c o n tain s   a  lin k ed   lis t  o f   n o d es,  wh er e   ea ch   n o d e  s to r es  a  v alu e  a n d   a   s et  o f   f o r war d   p o i n ter s .   T h e   f o r war d   p o i n ter s   allo w  q u ick   n av ig atio n   th r o u g h   th e   lev els,  ef f ec tiv ely   s k ip p in g   o v er   ele m en ts   an d   r ed u ci n g   th e  n u m b er   o f   co m p ar is o n s   r e q u ir ed   d u r in g   s ea r ch   o p er atio n s .   T h e  "led g e r . js o n "  f ile  d ata   is   in s er ted   in to   th e   s k ip   lis t ,   wh ich   o r g an izes   an d   in d ex es  th e  b lo ck c h ain   d ata  f o r   ea s y   r etr iev al  an d   m an ip u latio n .   Ad d itio n ally ,   th e  p r im ar y   f u n ctio n   p er f o r m s   s ea r ch   o p er atio n s   o n   th e  s k ip   lis t,   allo win g   f o r   ef f icien t   q u er y in g   b ased   o n   g iv en   cr iter ia  o r   co n d itio n s .   L I o T   o p tim izes   th e  b lo c k ch ai n ' s   s to r ag e,   r etr iev al,   an d   s ea r ch   o p er atio n s   b y   u tili zin g   t h e  s k ip   lis t   d ata  s tr u ctu r e.   T h e  s k ip   lis t' s   e f f icien t  tr av er s al  an d   b ala n ce d   s tr u ctu r e  m ak e  it  well - s u ited   f o r   m an a g in g   lar g e  am o u n ts   o f   d ata  wh ile  m ain tai n in g   f ast ac ce s s   tim es a n d   p r e s er v in g   th e  in teg r ity   o f   th e  b lo ck ch ain .   C o m p a r ed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Led g er o n   in tern et  o f th i n g s :   a   b lo ck ch a i n   fr a mewo r k  fo r   r es o u r ce - co n s tr a in ed   …   ( S u r esh   Ja g a n a th a n )   2513   to   a  tr a d itio n al  lin k e d   lis t,  s k ip   lis t  o f f er s   s ev er al   ad v a n tag es.  First,  s k ip   lis t  p r o v id es  a   lo g ar ith m ic  s ea r ch   tim e  co m p lex ity ,   m ea n in g   t h at   s ea r ch in g   f o r   an   elem e n t in cr ea s es sl o wly   as th e  n u m b er   o f   elem en ts   g r o ws.  I n   co n tr ast,  a  lin k ed   lis t  h as  a   lin ea r   s ea r ch   tim e   co m p le x ity ,   r e s u ltin g   in   s lo wer   s ea r c h   o p er at io n s   f o r   lar g er   d ata  s ets.  Seco n d ly ,   w h en   in s er tin g   a   n ew  elem e n t,  t h e  s k ip   lis t  d y n am ically   a d ju s ts   its   s tr u ctu r e  to   m ain tain   th e   d esire d   b alan ce ,   en s u r in g   o p tim al  s ea r ch   tim e.   I n   lin k e d   lis ts ,   in s er tio n s   r eq u i r e  m o d if icatio n s   to   th e   n eig h b o r in g   n o d es,  p o ten tially   lead in g   to   s lo wer   p er f o r m an c e  f o r   f r eq u e n t u p d ates.   Ad d itio n ally ,   s k ip   lis t  is   s el f - b alan cin g ,   m ea n in g   it  m ai n tain s   a  r elativ ely   ev en   d is tr ib u tio n   o f   elem en ts   ac r o s s   th e  lev el s .   T h is   s elf - b alan cin g   p r o p er ty   e n s u r es  th at  th e  p er f o r m an ce   o f   th e  s k ip   lis t  r em ain s   co n s is ten t  o v er   tim e,   r e g ar d l ess   o f   th e  o r d e r   in   wh ich   el em en ts   ar e  in s er ted .   T h e  s k i p   lis t  c o n s is ten tly   o u tp er f o r m s   th e  lin k ed   lis t  in   ter m s   o f   tim e  tak en   f o r   v ar io u s   n u m b er s   o f   r ec o r d s .   T h is   p er f o r m a n ce   im p r o v em e n t  is   p ar ticu la r ly   s i g n if ican t  as  th e   n u m b er   o f   r ec o r d s   in cr ea s es.  T h e   s k ip   lis t' s   lo g ar ith m ic  s ea r ch   an d   in s er tio n   co m p le x ity   allo w  it  to   s ca le  m o r e  ef f icien tly ,   m ak in g   it  a  s u itab le  ch o ice  f o r   m a n ag in g   th e   atten d an ce   led g e r   in   L I o T .     4 . 4 .   Resul t s   a na ly s is   a nd   dis cus s io n   4 . 4 . 1 .   CP U  us a g e   C PU  u s ag e  s tati s tics   ar e  o b tain ed   u s in g   t h e  co m m an d   d o ck er   s tats ,   wh ich   p r o v id es   r ea l - tim e  r eso u r ce   u s ag e  s tatis tics .   Fig u r e  4   s h o ws  th e  r ec o r d e d   C PU  co n s u m p tio n   f o r   L I o T   an d   T ik ir i  as  a  s h ar e  o f   th e  o v er all  C PU.  T h ese   m ea s u r e m en ts   wer e  ta k en   d u r i n g   th e  t esti n g   p h ase  o f   th e   lig h tweig h t  im p lem en tatio n   o f   L I o T .   T h e  p r im ar y   r ea s o n   f o r   th e   lo wer   C PU  u s ag e  in   L I o T   ca n   b e  attr ib u ted   to   i ts   lig h t  b lo ck c h ain   ar ch itectu r e,   wh ich   in co r p o r at es  th e  p an   d ig ital le ad e r   elec tio n   co n s en s u s   m ec h an is m .           Fig u r e  4 .   C PU  u s ag e       T ik ir i  h as  h i g h er   C PU  u s ag e  th an   L I o T   b ec au s e  o f   th e   co m m u n icatio n   b etwe en   t h e  L o k k a   s er v ice  an d   th e   Kaf k a   m ess ag e  b r o k er .   T h e   in ter ac tio n   b etwe en   th ese  co m p o n en ts   in tr o d u ce s   a d d itio n al   co m p u tatio n al  o v er h ea d ,   in c r ea s in g   C PU  u tili za tio n .   W h e n   T ik ir i  co m m u n icate s   with   th e  L o k k a   s er v ice,     it  m u s t  s en d   an d   r ec eiv e   m ess ag es  th r o u g h   th e   Kaf k a   m ess ag e  b r o k er .   T h is   co m m u n icatio n   in v o l v es  v ar io u s   o p er atio n s ,   in clu d in g   m ess ag e  en co d in g ,   d ec o d in g ,   r o u tin g ,   an d   n etwo r k   tr an s m is s io n .   T h ese  task s   r e q u ir e   C PU r eso u r ce s   to   h an d le  th e  d ata  tr an s f o r m atio n   an d   tr a n s m is s io n   p r o ce s s es.   T h e  Kaf k a   m ess ag e  b r o k er   also   r eq u ir es  c o m p u tatio n a l  r eso u r ce s   to   m an ag e   th e  m ess ag in g   in f r astru ctu r e.   I t  h a n d les  m ess ag e  s to r ag e,   r e p licatio n ,   an d   d is tr ib u tio n   ac r o s s   m u ltip le  n o d es,  wh ich   ca n   s ig n if ican tly   lo ad   th e  C PU.  On   th e  o th er   h an d ,   L I o T ' s   lig h tweig h t  b lo ck c h ain   a r ch itectu r e,   co m b i n ed   with   th e   p an   d ig ital  lead e r   elec tio n ,   a llo ws  f o r   o p tim ized   r eso u r ce   u s ag e  an d   r ed u ce d   C PU  o v er h ea d .   T h e  lead er   elec tio n   p r o ce s s   in   L I o T   is   d esig n ed   to   m in im ize   co m p u ta tio n al  r eq u ir em e n ts   wh ile  m ain tain in g   ef f icien t   co n s en s u s   with in   th e  n etwo r k .     4 . 4 . 2 .   M em o ry   us a g e   Me m o r y   u s a g e  ca n   b e  r e co r d e d   p e r i o d ic all y   t o   ev al u at e  t h e   r es o u r ce   u ti liz ati o n   a n d   ef f i cie n c y   o f   t h e   b l o c k c h ai n   f r am ew o r k .   I n   F ig u r e  5 ,   t h e  co m p a r is o n   o f   m e m o r y   u s ag e  b et wee n   L I o T   an d   T i k ir i  is   ill u s t r a te d ,   cle ar l y   d e m o n s tr ati n g   L I o T ' s   l o we r   m e m o r y   u s a g e   i n   c o n t r as t  t o   T i k i r i.   L I o T   a d o p ts   a   m i n i m al is t   a p p r o ac h   b y   u ti lizi n g   m i n i m a l  s er v i ce s .   O n l y   ess e n ti al   s e r v ic es  a r e  e m p l o y e d ,   r es u lti n g   in   a   r e d u ce d   m e m o r y   f o o t p r in t.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  14 ,   No .   3 ,  J u n e  2 0 2 5 :  2 5 0 6 - 2 5 1 8   2514   L I o T   o p ti m i ze s   m e m o r y   u s a g e  a n d   all o c at es  r eso u r c es   m o r e   e f f ic ie n tl y   b y   a v o id in g   u n n ec ess ar y   o r   r ed u n d a n t   s er v i ce s .   A d d iti o n a ll y ,   L I o T   m ain tai n s   t h e  le d g e r   i n   a  J S ON  f o r m a t,   a   li g h twe ig h t   d at a - in te r ch an g e  f o r m at   t h at   is   ea s y   to   p a r s e  a n d   c o n s u m e s   less   m e m o r y   th a n   o t h e r   f o r m ats   s u ch   as   XM L .   L I o T   m i n i m iz es   t h e   m em o r y   r e q u i r e m e n ts   f o r   s t o r i n g   an d   p r o ce s s i n g   t h e   le d g e r   in f o r m ati o n   b y   s t o r i n g   t h e  l e d g er   d at a  i n   J S ON  f o r m at.   On   th e  o th er   h a n d ,   T ik ir i  r u n s   m u ltip le  m icr o s er v ices,  in clu d in g   g atew ay ,   L o k k a,   s to r ag e,   an d   Kaf k a.   E ac h   m icr o s er v ice   c o n tr ib u tes  to   th e  s y s tem ' s   o v er all  m em o r y   u s ag e.   T h e   g atew ay   h an d les  th e   co m m u n icatio n   b etwe en   ex te r n al  en titi es  an d   t h e  T ik ir i   n etwo r k ,   wh ile  th e   L o k k a  s er v ice  f ac ilit ates  th e  in ter ac tio n   with   th e   Kaf k a   m e s s ag e  b r o k er .   T h e   Sto r ag e   s er v ice  m an ag es  t h e  d ata   s to r ag e   an d   r etr iev al,   a n d   Kaf k a  ac ts   as  a   m ess ag e  b r o k er   f o r   e x ch an g in g   d ata  b e twee n   d if f er en t  co m p o n en ts .   R u n n in g   m u ltip le   m icr o s er v ices  s im u ltan eo u s ly   in cr ea s es  th e  m em o r y   o v e r h ea d .   E ac h   s er v ice  r eq u ir es  m em o r y   allo ca tio n   f o r   ex ec u tin g   task s   an d   s to r in g   d a ta,   r esu ltin g   in   h i g h er   m e m o r y   u s ag e  th an   L I o T ' s   m in im alis t  ap p r o ac h .           Fig u r e  5 .   Me m o r y   u s ag e  co m p ar is o n : L I o T   v s   T ik ir i       4 . 4 . 3 .  T ra ns a ct io n  a nd   blo ck   g ener a t io n t im e   I n   th is   ev al u atio n ,   th e  c o m p ar is o n   o f   tr a n s ac tio n   ex ec u tio n   tim e  b etwe en   L I o T   a n d   T ik ir i  is   co n d u cte d ,   as  s h o w n   in   Fig u r e  6 .   T r an s ac tio n   ex ec u tio n   ti m e  is   wh en   a  tr a n s ac tio n   is   a d d ed   to   a   b lo c k   f r o m   th e  d ata   p o o l  u n til  all  n o d es  h av e  c o n f ir m e d   it.   L I o T   tak e s   less   tim e  th an   T i k ir i.  T h er e   ar e  s ev e r al  f ac t o r s   co n tr ib u tin g   to   th is   d if f e r en c e.   On e  o f   th e   cr itical  f ac to r s   is   th e  ef f icien c y   o f   th e   co n s en s u s   m ec h an is m   em p lo y ed   b y   L I o T   in   elec tin g   th e  lead er   an d   g en er atin g   b lo ck s   th at  co n tain   th e  tr an s ac tio n s .   L I o T   u tili ze s   a  co n s en s u s   alg o r ith m   t h at  en ab les a  f aster   co n s en s u s   am o n g   t h e  p ar ticip atin g   n o d es in   th e  n etwo r k .   Data   h ash   g en er atio n   tim e,   b lo ck   h ash   g en er atio n   tim e,   th e  tim e  n ec ess ar y   f o r   tr an s ac tio n   v alid atio n   b y   th e  lead e r   n o d e,   an d   b lo c k   b r o ad ca s t  tim e  b etwe en   p ee r s   co n tr ib u te  to   b lo ck   g en er atio n   tim e.   I n   Fig u r e   7 ,   th e  b lo c k   g en er atio n   tim e   is   co m p ar ed   with   t h e  n u m b e r   o f   tr an s ac tio n s   i n   th e   b lo c k   f o r   L I o T   a n d   T ik ir i.    I t is ev id en t th at  as th e  n u m b e r   o f   tr a n s ac tio n s   in cr ea s es,  th e  b lo ck   g en er atio n   tim e  also   in cr ea s es.             Fig u r e  6 .   T r an s ac tio n   ex ec u tio n   tim e  with   d if f er e n t  tr an s ac tio n   s ets:   L I o T   v s   T ik ir i     Fig u r e  7 .   C o m p a r is o n   o f   b lo c k   g en er atio n   tim e :    L I o T   v s   T ik ir i   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Led g er o n   in tern et  o f th i n g s :   a   b lo ck ch a i n   fr a mewo r k  fo r   r es o u r ce - co n s tr a in ed   …   ( S u r esh   Ja g a n a th a n )   2515   Ho wev er ,   wh e n   co m p ar in g   L I o T   with   T ik ir i,   it  ca n   b e  o b s er v ed   th at  L I o T   d em o n s tr ates  b etter   b lo ck   g en er atio n   tim e.   T h is   ca n   b e  attr ib u ted   to   th e  two   b lo ck c h a in ' s   ar ch itectu r al  d if f er en ce s   an d   d esig n   ch o ices.  I n   T ik ir i,  b lo ck   g e n er atio n   in v o lv es  co m m u n icatio n   with   th e  Kaf k a  s er v ice  to   o b tain   tr an s ac tio n s .     T h is   co m m u n icatio n   a d d s   ad d itio n al  o v er h ea d   an d   laten cy   to   th e  b lo ck   g en e r atio n   tim e.   On   th e  o th er   h an d ,   L I o T   s to r es  tr an s ac tio n s   d ir ec tly   in   th e  n o d e' s   d ata  p o o l,   el im in atin g   th e  n ee d   f o r   e x ter n al  co m m u n icatio n .   T h is   s tr ea m lin ed   ap p r o ac h   r e d u ce s   th e  b lo ck   g en er atio n   tim e   in   L I o T .     4 . 4 . 4 .  Co m pa riso n o f   da t a   s t ruct ures ( lin k ed  lis t   v s   s k ip l is t )   T h e  co m p ar is o n   b etwe en   th e   lin k ed   lis t  an d   s k i p   lis t  d ata  s tr u ctu r es  r ev ea ls   th e  n ee d   f o r   m o r e   ef f icien t  d ata  s tr u ctu r es  s u ch   as  s k ip   lis t  wh en   h an d lin g   lar g e - s ca le  an d   co m p lex   d ata.   As  th e  v o lu m e  o f   d at a   g r o ws,  tr ad itio n al   s tr u ctu r es   lik e  th e  lin k ed   lis t  f ac e  c h allen g es  in   m ain tai n in g   o p tim al  p er f o r m an ce .     T o   ad d r ess   th ese  lim itatio n s ,   th e  s k ip   lis t  d ata  s tr u ctu r e  h as  em er g ed   as  a   v iab le  s o lu ti o n   f o r   s to r in g   an d   r etr iev in g   d ata  in   b lo c k ch ain   s y s tem s ,   s u ch   as L I o T .   C o m p ar ed   to   th e  lin ea r   s ea r ch   tim e  co m p lex ity   o f   th e  lin k ed   lis t,  th e  s k ip   li s t  p r o v id es  a  lo g ar ith m ic   s ea r ch   tim e  co m p lex ity .   As  th e  n u m b er   o f   elem en ts   g r o ws,  t h e  tim e  to   s ea r ch   f o r   a  s p ec if i c  elem en t  in cr ea s es   s lo wly .   C o n s eq u en tly ,   s k ip   lis t  s ig n if ican tly   o u tp e r f o r m s   th e  lin k ed   lis t  in   s ea r ch   o p er ati o n s ,   p ar ticu lar ly   f o r   lar g er   d atasets .   R eg ar d in g   in s er tio n   o p er atio n s ,   th e  s k i p   l is t  d y n am ically   ad j u s ts   its   s t r u ctu r e  t o   m ain tain   b alan ce   an d   o p tim ize   s ea r ch   ti m es.  I n   co n tr ast,  lin k ed   lis ts   r eq u ir e  m o d i f icatio n s   to   n eig h b o r in g   n o d es  d u r i n g   in s er tio n s ,   p o ten tially   r esu ltin g   in   s lo wer   p er f o r m a n ce   f o r   f r eq u en t u p d ates.    Fu r th er m o r e ,   th e  s elf - b alan ci n g   n atu r e  o f   s k ip   lis t  en s u r es  a  r elativ ely   ev en   d is tr ib u tio n   o f   elem en ts   ac r o s s   th e  lev els.  T h is   p r o p er ty   g u ar a n tees  co n s is ten t  p er f o r m an ce   o v e r   tim e.   Su ch   co n s is ten cy   an d   s ca lab ilit y   m ak e  s k ip   lis t a   p r e f er r ed   c h o ice  f o r   m an a g in g   t h e  atten d an ce   led g er   in   L I o T .   I n   T ab le  1 ,   th e  co m p ar is o n   ta b le  d ep icts   th e  p er f o r m a n ce   o f   th e  s k ip   lis t  an d   lin k ed   lis t  b ased   o n   th e   m an ip u lated   n u m b er   o f   r ec o r d s .   I n   Fig u r e   8 ,   th e  c h ar t  illu s tr ates  th e  tim e  tak en   ( in   m illi s e co n d s )   f o r   d if f er e n t   n u m b er s   o f   r ec o r d s .   T h e  s k ip   lis t  i s   r ep r esen ted   b y   th e  b lu e  b ar s ,   wh ile  th e  lin k ed   lis t  is   b y   th e  r ed   b ar s .   T h e   x - ax is   r ep r esen ts   th e  n u m b er   o f   r ec o r d s ,   an d   th e  y - ax is   r ep r esen ts   th e  tim e  tak en .   T h i s   co m p ar is o n   ch ar t   v is u ally   r ep r esen ts   th e  ef f icien cy   an d   p er f o r m an ce   a d v an ta g e s   o f   th e  s k ip   lis t o v er   t h e  lin k e d   lis t .       T ab le  1 .   Qu e r y   tr an s ac tio n   r esu lts   N u mb e r   o f   r e c o r d s   S k i p   l i s t   ( ms)   Li n k e d   l i s t   ( ms)   42   0 . 5   4 . 2   84   0 . 6   6 . 2   1 6 8   0 . 7   1 4 . 5   2 5 0   0 . 8   1 6 . 9   2 5 0   0 . 9   1 7 . 3   5 0 0   1 . 3   1 8 . 6   7 5 0   1 . 5   1 9 . 8   1 0 0 0   2 . 7   2 0 . 3           Fig u r e  8 .   C o m p a r is o n   o f   q u e r y   tr an s ac tio n       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.