СИСТЕМАТИЗАЦІЯ ЗНАНЬ ПРО ТИПИ ТА АРХІТЕКТУРИ БЛОКЧЕЙН-ТЕХНОЛОГІЙ: МОЖЛИВОСТІ ТА ПЕРСПЕКТИВИ ЗАСТОСУВАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2025.2.2.3Ключові слова:
блокчейн, маркетплейс, децентралізовані обчислення, DAG, PoS, консенсус, метрики, типізаціяАнотація
Сучасні централізовані обчислювальні сервіси не забезпечують достатнього рівня децентралізації, прозорості та масштабованості, що обмежує їх використання у відкритих екосистемах. Виникає потреба в обґрунтованому виборі блокчейн-архітектури для створення ефективного маркетплейсу обчислювальних потужностей, який поєднає безпеку, продуктивність та економічну доцільність. Предметом аналізу наданої аналітичної роботи є архітектурні особливості та метрики оцінки блокчейн-технологій для побудови децентралізованих платформ обміну обчислювальними ресурсами. Метою роботи є систематизація знань про типи блокчейн-архітектур, алгоритми консенсусу та метрики ефективності, що дозволить обґрунтовано обрати технологічну основу для створення власного маркетплейсу обчислювальних потужностей. Задачами, що вирішувалися в роботі, є: класифікація блокчейн-архітектур за рівнем відкритості, типом консенсусу та підходом до масштабування; порівняння технічних, функціональних та економічних метрик провідних платформ (Ethereum, Polkadot, Hyperledger Fabric, IOTA, Solana); аналіз існуючих маркетплейсів Akash, Golem, iExec та визначення їхніх переваг/недоліків; формулювання вимог до власного рішення. В результаті проведеного аналітичного огляду сформовано системну типізацію блокчейн-рішень та узагальнено метрики порівняння архітектур із врахуванням трилеми блокчейну (децентралізація – масштабованість – безпека). Проведено порівняльний аналіз п’яти актуальних платформ (Ethereum, Hyperledger, Polkadot, Solana, IOTA) з точки зору їх придатності для створення маркетплейсу обчислювальних потужностей.Встановлено, що DAG-орієнтовані архітектури (зокрема IOTA) мають вищий потенціал масштабованості, але потребують доопрацювання механізмів безпеки. Платформи на основі BFT-консенсусу демонструють високу швидкодію, однак обмежені в контексті відкритого доступу. Запропоновано принципи формування гібридної архітектури з опорою на концепцію edge computing, що дозволяє ефективно балансувати навантаження, знижувати затримки та забезпечувати автономність учасників у межах розподіленого обчислювального середовища.Висновки: використання типізованого підходу до вибору блокчейн-архітектури дозволяє уникнути відомих обмежень існуючих систем та забезпечити високу адаптивність, ефективність і прозорість у новому маркетплейсі обчислювальних потужностей.
Посилання
Nardini M., Helmer S., El Ioini N., Pahl C. A Blockchain-based Decentralized Electronic Marketplace for Computing Resources. SN Computer Science, 2020, 1:251. DOI: 10.1007/s42979-020-00243-7.
Akash Network. Akash Whitepaper: Decentralized Cloud Computing Marketplace. 2023. Available at: https://akash.network/whitepaper.
Uriarte R. B., DeNicola R. Blockchain-based decentralized cloud/fog solutions: Challenges, opportunities, and standards. IEEE Communications Standards Magazine, 2018, т. 2, № 3. DOI: 10.1109/MCOMSTD.2018.1800020
Mssassi S., Abou El Kalam A. The Blockchain Trilemma: A Formal Proof of the Inherent Trade-Offs among Decentralization, Security, and Scalability. Applied Sciences, 2025, 15(1):19. DOI: 10.3390/app15010019
Vujičić D., Jagodić D., Ranđić S. Blockchain technology, bitcoin, and Ethereum: A brief overview. 21–23 March 2018. DOI: 10.1109/INFOTEH.2018.8345547
Song W., Lu D., Zhu M., Zhu C., Zhao J., Sun Y., Li L.. Blockchain Bottleneck Analysis Based on Performance Metrics Causality. Electronics, 2024, 13(21):4236. DOI: 10.3390/electronics13214236
Croman K., Decker C., Eyal I., Efe Gencer A., Juels A., Kosba A., Miller A., Saxena P., Shi E., Gün Sirer E., Song D., Wattenhofer R. On Scaling Decentralized Blockchains. In: Financial Cryptography and Data Security, LNCS 9604, Springer, 2016. DOI: 10.1007/978-3-662-53357-4_9
Khan M. M., Khan F. S., Nadeem M., Khan T. H., Haider S., Daas D. Scalability and Efficiency Analysis of Hyperledger Fabric and Private Ethereum in Smart Contract Execution. Computers, 2025. DOI: 10.3390/ computers14040132
Kahmann F., Honecker F., Dreyer J., Fisher M., Tönjes R. Performance Comparison of Directed Acyclic Graph- Based Distributed Ledgers and Blockchain Platforms. Computers, 2023, 12(12):257. DOI: 10.3390/computers12120257
Fan C., Ghaemi S., Khazaei H., Chen Y, Musilek P. Performance Analysis of the IOTA DAG-based Distributed Ledger. 2021. DOI: 10.7939/r3-w1c1-wt05
Fan C., Ghaemi S., Khazaei H., Musilek P. Performance Analysis of the IOTA Tangle. IEEE Access, 2021, 9, с. 37290–37301. DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3063040
Abbas H. Analysis of Polkadot: Architecture, Internals, and Contradictions. Proc. IEEE Int. Conf. on Blockchain, 2022. DOI: 10.1109/Blockchain55522.2022.00019
Yakovenko A. Solana: A New Architecture for a High-Performance Blockchain. White Paper, 2018. Available at: https://solana.com/solana-whitepaper.pdf
Chakravorti S., Zhang Z., Yelamarthi K. Comparative Study of Blockchain Performance Metrics: Analyzing Transaction Speed, Scalability, and Energy Efficiency. Journal of Network and Computer Applications, 2023, 212, 103570. DOI: 10.1016/j.jnca.2023.103570
Zheng Z., Xie S., Dai H., Chen X., Wang H. An Overview of Blockchain Technology: Architecture, Consensus, and Future Trends. Proc. IEEE Big Data Congress, 2017. DOI: 10.1109/BigDataCongress.2017.85
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.






