РАНДОМІЗОВАНЕ ПІДТВЕРДЖЕННЯ БЛОКІВ У БЛОКЧЕЙН-СИСТЕМАХ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.32782/mathematical-modelling/2025-8-2-7

Ключові слова:

блокчейн, випадковий вибір, контрольні точки, вузли, валідація

Анотація

У статті запропоновано метод «Рандомізоване підтвердження блоків», призначений для підвищення безпеки, децентралізації та ефективності блокчейн-мереж різного масштабу. Метод базується на випадковому виборі вузлів для перевірки транзакцій та впровадженні контрольних точок для забезпечення узгодженості даних, відновлення після збоїв та корекції помилок. Випадковість у виборі перевіряючих вузлів унеможливлює централізоване маніпулювання мережею, знижує ризик зговору та зловмисного впливу великих учасників, робить проведення атак значно складнішим і менш прогнозованим. Контрольні точки дають змогу системі регулярно перевіряти стан блокчейну, автоматично коригувати неточності й забезпечують адаптивне відновлення після технічних збоїв або цілеспрямованих атак, зокрема 51%-атаки, подвійного блокування та спроб цензури транзакцій. Для надійного збереження критичних даних контрольні точки дублюються на кількох супервузлах, які вибираються випадковим чином із механізмом перевірки хешів на основі криптографічно захищених випадкових чисел, що унеможливлює підробку або зміну інформації. Упровадження випадкового вибору вузлів також дає змогу зменшити обчислювальне навантаження на учасників, підвищує продуктивність і масштабованість системи, швидше підтверджувати блоки та обробляти більшу кількість транзакцій. Метод демонструє ефективне поєднання принципів децентралізації, криптографічного захисту та адаптивного контролю даних. Він має на меті усунути деякі недоліки класичних систем, такі як централізація валідаторів, висока уразливість до втручання в систему, підробки і фальсифікації даних та неможливість ретроспективної перевірки даних, і відкриває нові можливості для створення безпечних, масштабованих та надійних блокчейн-мереж із високою стійкістю до зловмисних дій та технічних збоїв. Випадковий вибір учасників має на меті ускладнити маніпуляції з блокчейном, оскільки не можна передбачити, хто буде перевіряти блоки. Це має зробити мережу стійкішою до атак, таких як атаки «51%», коли зловмисники можуть контролювати більшість потужностей мережі.

Посилання

Horelikova T.O. Enhanced data protection in blockchain: mitigating tampering and deletion through randomized checkpoints. Infocommunication and Computer Technologies. 2024. Т. 2. P. 40–47. https://doi.org/10.36994/2788-5518-2024-02-08-05

Горелікова Т.О. Механізм захисту інформації від підміни та видалення у блокчейн-мережах. Екзистенційні виклики освіти, науки, безпеки та здоров’я в сучасних умовах: дослідження молодих учених, м. Одеса, 12 грудня 2024 р. Одеса, 2024. С. 89. https://doi.org/10.32782/2663-5682/2024/41/19

Saad M., Spaulding J., Njilla L., Kamhoua C., Shetty S., Nyang D. Aziz Mohaisen, Exploring the Attack Surface of Blockchain: A Systematic Overview. IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2020. https://doi.org/10.1109/COMST.2020.2975999

Guru A., Mohanta B.K., Mohapatra H., Al-Turjman F., Altrjman,C., Yadav A. A Survey on Consensus Protocols and Attacks on Blockchain Technology. Journals Applied Sciences. 2023. Т. 13, № 4. Р. 2604. https://doi.org/10.3390/app13042604

Neu J., Kiayias A., Danezis G. Incentive Analysis of Ethereum’s Proof-of-Stake Protocol. IEEE Symposium on Security and Privacy. 2023. https://doi.org/10.1109/SP46215.2023.00108

Kiayias A., Russell A. Ouroboros-BFT: A Simple Byzantine Fault Tolerant Consensus Protocol [Cryptology ePrint Archive. 2018]. URL: https://eprint.iacr.org/2018/1049.pdf

David B., Gaži P., Kiayias A., Russell A. Ouroboros Praos: An adaptively-secure, semi-synchronous proof-of-stake protocol. Edinburgh Research Explorer. 2017. P. 573. https://doi.org/10.1007/978-3-319-78375-8_3

Neuder M., Moroz D. Rithvik Rao R., Parks D. Defending Against Malicious Reorgs in Tezos Proof-of-Stake. AFT '20: Proceedings of the 2nd ACM Conference on Advances in Financial Technologies, New York, October 21–23. NY, United States. 2020. P. 46–58. https://doi.org/10.48550/arXiv.2009.0541

Gilad Y., Hemo R., Micali S., Vlachos G., Zeldovich N. Algorand : Scaling Byzantine Agreements for Cryptocurrencies. 2017. URL: https://people.csail.mit.edu/nickolai/papers/gilad-algorand-eprint.pdf (дата звернення: 11.10.2025).

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-12-30