Технологія блокчейн: питання аналізу та синтезу
Розглянуто роль технології блокчейн у реалізації однієї з тенденцій розвитку сучасних інформаційних систем, а саме децентралізації. Проаналізовано загальну модель функціонування блокчейн-системи, запропоновано ідею побудови нового типу протоколів консенсусу (протокол «proof-of-accuracy»), який об’єд...
Saved in:
| Published in: | Кибернетика и системный анализ |
|---|---|
| Date: | 2019 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2019
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/180879 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Технологія блокчейн: питання аналізу та синтезу / А.М. Кудін, Б.А. Коваленко, І.В. Швідченко // Кибернетика и системный анализ. — 2019. — Т. 56, № 3. — С. 164-172. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-180879 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Кудін, А.М. Коваленко, Б.А. Швідченко, І.В. 2021-10-23T17:07:35Z 2021-10-23T17:07:35Z 2019 Технологія блокчейн: питання аналізу та синтезу / А.М. Кудін, Б.А. Коваленко, І.В. Швідченко // Кибернетика и системный анализ. — 2019. — Т. 56, № 3. — С. 164-172. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. 1019-5262 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/180879 681.3:519.72:003.26 Розглянуто роль технології блокчейн у реалізації однієї з тенденцій розвитку сучасних інформаційних систем, а саме децентралізації. Проаналізовано загальну модель функціонування блокчейн-системи, запропоновано ідею побудови нового типу протоколів консенсусу (протокол «proof-of-accuracy»), який об’єднує переваги протоколів типу «proof-of-works» і «proof-of-stake». Досліджено шляхи реалізації протоколу «proof-of-accuracy» Рассмотрена роль технологии блокчейн в реализации одной из тенденций развития современных информационных систем — децентрализации. Проанализирована общая модель функционирования блокчейн-системы и предложена идея построения нового типа протоколов консенсуса (протокол «proof-of-accuracy»), объединяющего преимущества протоколов типа «proof-of-work» и «proof-of-stake». Исследованы пути реализации протокола «proof-of-accuracy». The role of the blockchain technology in decentralization of the modern computer system is discussed. Authors analyze general model of operation of the blockchain system. The idea of a new type of consensus protocols (proof-of-accuracy protocol) is proposed. According to authors’ opinion, the new protocol have the benefits of “proof-of-work” and “proof-of-stake” protocols. The ways of implementation of the “proof-of-accuracy” protocol are discussed. uk Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України Кибернетика и системный анализ Нові засоби кібернетики, інформатики, обчислювальної техніки та системного аналізу Технологія блокчейн: питання аналізу та синтезу Технология «блокчейн»: вопросы анализа и синтеза Blockchain technology: analysis and synthesis Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Технологія блокчейн: питання аналізу та синтезу |
| spellingShingle |
Технологія блокчейн: питання аналізу та синтезу Кудін, А.М. Коваленко, Б.А. Швідченко, І.В. Нові засоби кібернетики, інформатики, обчислювальної техніки та системного аналізу |
| title_short |
Технологія блокчейн: питання аналізу та синтезу |
| title_full |
Технологія блокчейн: питання аналізу та синтезу |
| title_fullStr |
Технологія блокчейн: питання аналізу та синтезу |
| title_full_unstemmed |
Технологія блокчейн: питання аналізу та синтезу |
| title_sort |
технологія блокчейн: питання аналізу та синтезу |
| author |
Кудін, А.М. Коваленко, Б.А. Швідченко, І.В. |
| author_facet |
Кудін, А.М. Коваленко, Б.А. Швідченко, І.В. |
| topic |
Нові засоби кібернетики, інформатики, обчислювальної техніки та системного аналізу |
| topic_facet |
Нові засоби кібернетики, інформатики, обчислювальної техніки та системного аналізу |
| publishDate |
2019 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Кибернетика и системный анализ |
| publisher |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Технология «блокчейн»: вопросы анализа и синтеза Blockchain technology: analysis and synthesis |
| description |
Розглянуто роль технології блокчейн у реалізації однієї з тенденцій розвитку сучасних інформаційних систем, а саме децентралізації. Проаналізовано загальну модель функціонування блокчейн-системи, запропоновано ідею побудови нового типу протоколів консенсусу (протокол «proof-of-accuracy»), який об’єднує переваги протоколів типу «proof-of-works» і «proof-of-stake». Досліджено шляхи реалізації протоколу «proof-of-accuracy»
Рассмотрена роль технологии блокчейн в реализации одной из тенденций развития современных информационных систем — децентрализации. Проанализирована общая модель функционирования блокчейн-системы и предложена идея построения нового типа протоколов консенсуса (протокол «proof-of-accuracy»), объединяющего преимущества протоколов типа «proof-of-work» и «proof-of-stake». Исследованы пути реализации протокола «proof-of-accuracy».
The role of the blockchain technology in decentralization of the modern computer system is discussed. Authors analyze general model of operation of the blockchain system. The idea of a new type of consensus protocols (proof-of-accuracy protocol) is proposed. According to authors’ opinion, the new protocol have the benefits of “proof-of-work” and “proof-of-stake” protocols. The ways of implementation of the “proof-of-accuracy” protocol are discussed.
|
| issn |
1019-5262 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/180879 |
| citation_txt |
Технологія блокчейн: питання аналізу та синтезу / А.М. Кудін, Б.А. Коваленко, І.В. Швідченко // Кибернетика и системный анализ. — 2019. — Т. 56, № 3. — С. 164-172. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT kudínam tehnologíâblokčeinpitannâanalízutasintezu AT kovalenkoba tehnologíâblokčeinpitannâanalízutasintezu AT švídčenkoív tehnologíâblokčeinpitannâanalízutasintezu AT kudínam tehnologiâblokčeinvoprosyanalizaisinteza AT kovalenkoba tehnologiâblokčeinvoprosyanalizaisinteza AT švídčenkoív tehnologiâblokčeinvoprosyanalizaisinteza AT kudínam blockchaintechnologyanalysisandsynthesis AT kovalenkoba blockchaintechnologyanalysisandsynthesis AT švídčenkoív blockchaintechnologyanalysisandsynthesis |
| first_indexed |
2025-11-25T21:29:36Z |
| last_indexed |
2025-11-25T21:29:36Z |
| _version_ |
1850551678989762560 |
| fulltext |
ÓÄÊ 681.3:519.72:003.26
À.Ì. ÊÓIJÍ, Á.À. ÊÎÂÀËÅÍÊÎ, ².Â. زÄ×ÅÍÊÎ
ÒÅÕÍÎËÎÃ²ß ÁËÎÊ×ÅÉÍ: ÏÈÒÀÍÍß ÀÍÀ˲ÇÓ ÒÀ ÑÈÍÒÅÇÓ
Àíîòàö³ÿ. Ðîçãëÿíóòî ðîëü òåõíîëî㳿 áëîê÷åéí ó ðåàë³çàö³¿ îäí³º¿ ç òåí-
äåíö³é ðîçâèòêó ñó÷àñíèõ ³íôîðìàö³éíèõ ñèñòåì, à ñàìå äåöåíòðàë³çàö³¿. Ïðî-
àíàë³çîâàíî çàãàëüíó ìîäåëü ôóíêö³îíóâàííÿ áëîê÷åéí-ñèñòåìè, çàïðîïîíîâà-
íî ³äåþ ïîáóäîâè íîâîãî òèïó ïðîòîêîë³â êîíñåíñóñó (ïðîòîêîë
«proof-of-accuracy»), ÿêèé îá’ºäíóº ïåðåâàãè ïðîòîêîë³â òèïó «proof-of-works»
³ «proof-of-stake». Äîñë³äæåíî øëÿõè ðåàë³çàö³¿ ïðîòîêîëó «proof-of-accuracy».
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ðîçïîä³ëåí³ êîìï’þòåðí³ ñèñòåìè, áåçïåêà ³íôîðìàö³¿, êðèï-
òîëîã³ÿ, áëîê÷åéí, êðèïòîâàëþòè, ïðîòîêîëè êîíñåíñóñó, çàãàëüíà òåîð³ÿ
îïòèìàëüíèõ àëãîðèòì³â, ïðîòîêîë óçãîäæåííÿ òèïó «proof-of-accuracy».
ÂÑÒÓÏ
Îñíîâí³ òåíäåíö³³ ðîçâèòêó ñó÷àñíèõ ³íôîðìàö³éíèõ òåõíîëîã³é º òàêèìè:
• ïîäàëüøèé ðîçâèòîê ðîçïîä³ëåíîãî îáðîáëåííÿ ³íôîðìàö³¿, ðåàë³çîâàíîãî
â ñó÷àñíèõ ãð³ä- òà õìàðíèõ ³íôîðìàö³éíî-òåëåêîìóí³êàö³éíèõ ñèñòåìàõ;
• ïîÿâà íîâèõ ìîäåëåé îá÷èñëåíü òà ¿õíÿ ïðàêòè÷íà ðåàë³çàö³ÿ (êâàíòîâ³ îá-
÷èñëåííÿ ³ êâàíòîâà êðèïòîãðàô³ÿ);
• ì³ãðàö³ÿ ïðèíöèï³â ïîáóäîâè ³íôîðìàö³éíî-êîìóí³êàö³éíèõ ñèñòåì çà-
ãàëüíîãî ïðèçíà÷åííÿ ó ãàëóçü àâòîìàòèçîâàíèõ ñèñòåì óïðàâë³ííÿ êðèòè÷íîþ
³íôðàñòðóêòóðîþ;
• ïåðåõ³ä â³ä ³íôîðìàö³éíî-êîìóí³êàö³éíèõ ñèñòåì äî ê³áåðïðîñòîðó, òîáòî
â³ä áåçïîñåðåäíüî êåðîâàíîãî ³íôîðìàö³éíî-êîìóí³êàö³éíîãî ñåðåäîâèùà äî äå-
öåíòðàë³çîâàíèõ ñèñòåì óïðàâë³ííÿ, ñïðîìîæíèõ íàäàòè ïîâåä³íö³ äåÿêî¿ îáëàñò³
ê³áåðïðîñòîðó «³íòåëåêòóàëüíèé» õàðàêòåð.
Îñòàííÿ òåíäåíö³ÿ ïîòðåáóº ïîÿñíåííÿ. Âèçíà÷èìî ê³áåðïðîñò³ð (ïðèñòàâêà
«ê³áåð» îçíà÷ຠ«óïðàâë³ííÿ») ÿê ñèñòåìó, â ÿê³é ñàìîñò³éíî âèíèêàþòü ñèãíàëè,
ùî çàáåçïå÷óþòü êåðóâàííÿ ïðîöåñàìè çáåðåæåííÿ ïåâíîãî ñòàíó ñèñòåìè. Òîä³
³íôîðìàö³éíà ñèñòåìà ïîâèííà ìàòè çäàòí³ñòü äî ñàìîîðãàí³çàö³¿ ³ äåöåíò-
ðàë³çàö³¿ òà áóòè ðîçïîä³ëåíîþ çà ôóíêö³ÿìè òà ðåñóðñàìè. ³äîìî [1], ùî ñòðóê-
òóðè äàíèõ ³ ïðîöåñè, ÿê³ âèêîðèñòîâóþòüñÿ â ñèñòåì³, ìàþòü â³äïîâ³äàòè ïðèí-
öèïàì ôóíêö³îíóâàííÿ ñèñòåìè, ñàìå òîìó òåíäåíö³ÿ äåöåíòðàë³çàö³¿ óïðàâë³ííÿ
³íôîðìàö³éíî-êîìóí³êàö³éíèìè ñåðâ³ñàìè çóìîâèëà âèíèêíåííÿ òåõíîëî㳿 áëîê-
÷åéí [2] òà ¿¿ «ïîõ³äíèõ» — êðèïòîâàëþò [2], ³íòåëåêòóàëüíèõ êîíòðàêò³â [3]
òîùî. Òåõíîëîã³ÿ áëîê÷åéí º îñíîâîþ ðîçïîä³ëåíî¿ äåöåíòðàë³çîâàíî¿ çàõèùåíî¿
òåõíîëî㳿 îáðîáëåííÿ ³íôîðìàö³¿, ïðèçíà÷åíî¿ äëÿ ðîçâ’ÿçàííÿ øèðîêîãî êîëà
ïðèêëàäíèõ çàäà÷ — â³ä äåöåíòðàë³çîâàíîãî âèïóñêó òà îá³ãó åëåêòðîííî¿
ãîò³âêè (êðèïòîâàëþòè), àóòåíòèô³êàö³¿ òà åëåêòðîííîãî íîòàð³àòó äî ðîçïîä³ëå-
íîãî ï³äïèñàííÿ êîíòðàêò³â ³ ïðîâåäåííÿ åëåêòðîííèõ âèáîð³â. Ç ³íøîãî áîêó,
äëÿ åôåêòèâíîãî âèêîðèñòàííÿ òåõíîëî㳿 áëîê÷åéí ïîòð³áíî ðîçâ’ÿçàòè íèçêó
òåîðåòè÷íèõ òà ïðàêòè÷íèõ çàäà÷, çîêðåìà:
1. Ðîçðîáëåííÿ òà âäîñêîíàëåííÿ ïðîòîêîë³â óçãîäæåííÿ â ðîçïîä³ëåíèõ íå-
íàä³éíèõ ñèñòåìàõ.
2. Äîñë³äæåííÿ ìîäåëåé äàíèõ ó áëîê÷åéí-ñèñòåìàõ. Òðàäèö³éíîþ äëÿ òåõ-
íîëî㳿 áëîê÷åéí º ìîäåëü çáåðåæåííÿ äàíèõ ³ç ìàêñèìàëüíîþ íàäëèøêîâ³ñòþ,
êîëè íà êîæíîìó âóçë³ ìåðåæ³ çáåð³ãàºòüñÿ ïîâíà êîï³ÿ áàçè äàíèõ.
Àëüòåðíàòèâíîþ ìîäåëëþ çáåðåæåííÿ äàíèõ º ìîäåëü ì³í³ìàëüíî¿ íàäëèøêî-
164 ISSN 1019-5262. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2019, òîì 55, ¹ 3
© À.Ì. Êóä³í, Á.À. Êîâàëåíêî, ².Â. Øâ³ä÷åíêî, 2019
âîñò³, êîëè ÷àñòêè áàçè äàíèõ ðîçïîä³ëÿþòüñÿ ì³æ óñ³ìà âóçëàìè áëîê÷åéíó ³ äëÿ
â³äíîâëåííÿ ïîâíî¿ áàçè äàíèõ ïîòð³áíà ó÷àñòü óñ³õ âóçë³â. ̳æ öèìè äâîìà ãðà-
íè÷íèìè âèïàäêàìè ³ñíóþòü ³íø³ ìîäåë³ çáåðåæåííÿ äàíèõ ³ç ð³çíèìè ñòóïåíÿìè
íàäëèøêîâîñò³. Àêòóàëüíîþ º çàäà÷à ïîáóäîâè ìåõàí³çìó ðåïë³êàö³¿ òàêèõ
ðîçïîä³ëåíèõ áàç äàíèõ äëÿ ð³çíèõ ñòóïåí³â íàäëèøêîâîñò³ çáåðåæåííÿ äàíèõ.
3. Ìîäèô³êàö³ÿ íàÿâíèõ êðèïòîãðàô³÷íèõ ìåõàí³çì³â áëîê÷åéíó, íàïðèêëàä,
çàì³íà äåðåâ Ìåðêëà, âèêîðèñòàííÿ ãðóïîâèõ öèôðîâèõ ï³äïèñ³â, çàì³íà çàäà÷³
ïîøóêó ïðîîáðàçó ãåø-ôóíêö³é íà ³íø³ ñêëàäí³ äëÿ îá÷èñëåííÿ çàäà÷³.
4. Àíàë³ç ñò³éêîñò³ ãåø-ôóíêö³é äî îáåðíåííÿ ç óðàõóâàííÿì îñîáëèâîñò³ ¿õ
âèêîðèñòàííÿ â áëîê÷åéí³, ÿêèé â³äð³çíÿºòüñÿ â³ä òðàäèö³éíîãî àíàë³çó êîë³ç³é
ñò³éêîñò³ òà îáåðíåííÿ (ïîøóêó ïðîîáðàçó) ãåø-ôóíêö³é.
5. Àíàë³ç òà ïîáóäîâà êëåïòîãðàô³÷íèõ ëàç³âîê áëîê÷åéíó.
6. Ïîáóäîâà êðèïòîãðàô³÷íèõ ïðîòîêîë³â íà îñíîâ³ áëîê÷åéí³â, íàïðèêëàä,
ïðîòîêîë³â äîêàçó ç íóëüîâèìè çíàííÿìè, àíîí³ì³çàö³¿, äîêàçó ³íòåëåêòóàëüíî¿
âëàñíîñò³ òîùî.
7. Ðîçðàõóíêè ïàðàìåòð³â ïðàêòè÷íèõ áëîê÷åéí-ñèñòåì (îö³íþâàííÿ
íàä³éíîñò³ ðåàëüíèõ áëîê÷åéí³â, äîâæèíè áóôåð³â òðàíçàêö³é, ùî î÷³êóþòü íà
âêëþ÷åííÿ ó áëîê÷åéí òà ³í.).
Ó ö³é ðîáîò³ ïðîàíàë³çîâàíî òåîðåòè÷í³ îñíîâè ôóíêö³îíóâàííÿ òåõíîëî㳿
áëîê÷åéí òà êðèïòîâàëþò, àñïåêòè ¿õ ïðàêòè÷íîãî âèêîðèñòàííÿ, ïåðåâàãè òà íå-
äîë³êè çàçíà÷åíèõ òåõíîëîã³é. Çàïðîïîíîâàíî íîâó ìàòåìàòè÷íó ìîäåëü äëÿ îïè-
ñó òåõíîëî㳿 áëîê÷åéí íà áàç³ çàãàëüíî¿ òåî𳿠îïòèìàëüíèõ àëãîðèòì³â [4–6].
Ðîçðîáëåíî íîâèé ìåòîä ðîçâ’ÿçàííÿ çàäà÷³ âäîñêîíàëåííÿ ïðîòîêîë³â óçãîäæåí-
íÿ ï³ä ÷àñ ôîðìóâàííÿ ëàíöþãà òðàíçàêö³é, ÿêèé äຠçìîãó ïîë³ïøèòè îö³íêè
øâèäêîñò³ òà ñò³éêîñò³ çà óìîâè çáåðåæåííÿ äåöåíòðàë³çàö³¿ âíåñåííÿ çì³í äî
ëàíöþãà áëîê³â òðàíçàêö³é.
ÑÊËÀÄβ ×ÀÑÒÈÍÈ ÒÀ ÌÀÒÅÌÀÒÈ×Ͳ ÌÎÄÅ˲ ÒÅÕÍÎËÎò¯ ÁËÎÊ×ÅÉÍ
Çã³äíî ç êëàñè÷íèì âèçíà÷åííÿì «áëîê÷åéí» — öå ëàíöþã áëîê³â òðàíçàêö³é, ïî-
áóäîâàíèé çà ñïåö³àëüíèì ïðàâèëîì [2]. Ëàíöþã óòâîðþºòüñÿ çà äîïîìîãîþ òàê
çâàíî¿ êîíñòðóêö³¿ «ãåø-ïîêàçíèêà», êîëè â îäíîìó áëîêó çáåð³ãàþòüñÿ äàí³ òà
ãåø-êîä ïîïåðåäíüîãî áëîêó (ðèñ. 1). Äàí³ â êîæíîìó áëîö³ ìîæóòü ìàòè
áóäü-ÿêó ïðèðîäó, íàïðèêëàä, ó áëîê÷åéí³ êðèïòîâàëþòè Bitcoin öå ðåºñòð ïëà-
òåæ³â óñ³õ àáîíåíò³â ñèñòåìè Bitcoin ðàçîì ³ç ìåõàí³çìîì çàáåçïå÷åííÿ éîãî
ö³ë³ñíîñò³. Òóò äëÿ çàáåçïå÷åííÿ ö³ë³ñíîñò³ âèêîðèñòîâóºòüñÿ ðåçóëüòàò îá÷èñëåí-
íÿ ãåø-êîä³â çà ìåòîäîì á³íàðíîãî äåðåâà Ìåðêëà [7] (ðèñ. 1). Òàêèì ÷èíîì, äëÿ
âåðèô³êàö³¿ ö³ë³ñíîñò³ i-ãî áëîêó äàíèõ ( , )i � 0 1 íà n-îìó ð³âí³ ³ºðàðõ³¿ ïîòð³áíà
³íôîðìàö³ÿ ïðî ãåø-êîäè â³äïîâ³äíî¿ ã³ëêè äåðåâà íà n n, , ...,�1 1 ð³âíÿõ ³ºðàðõ³¿
òà «êîð³íü ãåø-äåðåâà», òîáòî êîðòåæ � ��
� �
� �( , ), ( , ), ..., ( , ),h h h h h h hn
i
n
i
n
i
n
i i i1
1 1
1
1 1
1
0 .
Óñüîãî äëÿ âåðèô³êàö³¿ áëîêó äàíèõ ïîòð³áíî íå á³ëüøå í³æ O n(log )2 îá÷èñ-
ëåíü ãåø-êîä³â.
Âèäíî, ùî ïåðøîþ ñêëàäîâîþ áëîê÷åéíó º ðîçïîä³ëåíà áàçà äàíèõ [8].
³äîìî, ùî º ÷îòèðè îñíîâíèõ ñòðàòå㳿 ðîçïîä³ëó äàíèõ ì³æ âóçëàìè — öåí-
òðàë³çàö³ÿ, ðîçïîä³ë, äóáëþâàííÿ òà çì³øàíà ñòðàòåã³ÿ. ²ñíóþòü òàêîæ ð³çí³ ìî-
äåë³ äàíèõ: ³ºðàðõ³÷íà, ìåðåæåâà, ðåëÿö³éíà, îá’ºêòíà òîùî. Ïîêè ùî ó áëîê÷åé-
íàõ øèðîêî âèêîðèñòîâóþòüñÿ ëèøå ïðèì³òèâí³ ìîäåë³ çáåðåæåííÿ äàíèõ. ßêùî
ðîçãëÿäàòè ìîäåëü ïîøóêó òà çáåðåæåííÿ äàíèõ ó áëîê÷åéíàõ ó çàãàëüíîìó âè-
ïàäêó, òî äîñòàòíüî àäåêâàòíîþ ìîäåëëþ ìîæíà ââàæàòè îð³ºíòîâàíèé ãðàô.
Äðóãîþ ñêëàäîâîþ òåõíîëî㳿 áëîê÷åéí º ïðîòîêîëè çì³íè (ìîäèô³êàö³¿,
äîäàâàííÿ) ðîçïîä³ëåíî¿ áàçè äàíèõ àáî ïðîòîêîëè óçãîäæåííÿ. Ñòèñëî ïðî-
ISSN 1019-5262. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2019, òîì 55, ¹ 3 165
àíàë³çóºìî ¿õíþ âëàñòèâ³ñòü íà ïðèêëàä³ ïðîòîêîëó «proof-of-works» ñèñòåìè
Bitcoin. Ãîëîâíîþ çàäà÷åþ ïðîòîêîëó º ãåíåðàö³ÿ íîâîãî áëîêó, ùî â³äïîâ³äàº
íîâîìó ñòàíó ñèñòåìè Bitcoin ç ïðîâåäåíèìè ïëàòåæàìè ì³æ àáîíåíòàìè. Ïðè
öüîìó ïîòð³áíî óíèêíóòè ñòâîðåííÿ àáîíåíòàìè «íå÷åñíèõ» òðàíçàêö³é (íà-
ïðèêëàä, ïîâòîðíèõ âèòðàò ìîíåò) òà ëàíöþã³â áëîê³â, à òàêîæ âðàõóâàòè ïðî-
áëåìè íåíàä³éíîñò³ òà àñèíõðîííîñò³ ïåðåäà÷³ äàíèõ ìåðåæåþ. Ïðîáëåìà ïîáó-
äîâè ïðîòîêîë³â óçãîäæåííÿ ó ðîçïîä³ëåíèõ ìåðåæàõ â³äîìà ÿê ïðîáëåìà
«â³çàíò³éñüêèõ ãåíåðàë³â» [9]. Ó âèïàäêó â³çàíò³éñüêèõ óãîä äëÿ áóäü-ÿêîãî ïî-
÷àòêîâîãî âõîäó xi i n, [ , ]� 1 , i-ãî ó÷àñíèêà óãîäè òà äåÿêîãî ïàðàìåòðà d ìàþòü
âèêîíóâàòèñÿ òàê³ óìîâè.
1. Óìîâà çàâåðøåííÿ. Âñ³ ÷åñí³ ó÷àñíèêè îá÷èñëåíü ó ê³íö³ ïðîòîêîëó íàáó-
âàþòü çíà÷åííÿ d.
2. Óìîâà êîðåêòíîñò³. ßêùî ³ñíóº çíà÷åííÿ x òàêå, ùî äëÿ ÷åñíèõ ó÷àñíèê³â
x xi� , òîä³ d x� .
Ñï³ëüíà âëàñòèâ³ñòü öèõ ïðîòîêîë³â ïîëÿãຠâ òîìó, ùî çàãàëüíà ê³ëüê³ñòü
ó÷àñíèê³â ïîâèííà ïåðåâèùóâàòè ê³ëüê³ñòü «íå÷åñíèõ» ó÷àñíèê³â á³ëüøå í³æ
ó òðè ðàçè, n f� 3 , äå f — ê³ëüê³ñòü «íå÷åñíèõ» ó÷àñíèê³â. Çðîçóì³ëî, ùî òàê³
óìîâè ïðàêòè÷íî óíåìîæëèâëþþòü ïðÿìå âèêîðèñòàííÿ çàçíà÷åíèõ ïðîòîêîë³â.
³çüìåìî äî óâàãè, ùî á³ëüø³ñòü öèõ ïðîòîêîë³â ñòâîðåíà äëÿ ðîçïîä³ëåíèõ áàç
äàíèõ ó ìåðåæàõ ³ç â³äîìîþ àðõ³òåêòóðîþ áåç óðàõóâàííÿ àñèíõðîííîñò³ òà íå-
âèçíà÷åíîñò³ àðõ³òåêòóðè ñó÷àñíèõ ãëîáàëüíèõ ³íôîðìàö³éíî-òåëåêîìó-
í³êàö³éíèõ ñèñòåì. Òîìó ï³ä ÷àñ ïîáóäîâè íîâèõ àñèíõðîííèõ ïðîòîêîë³â óçãîä-
æåííÿ ïîòð³áíî âçÿòè äî óâàãè òàêèé ôàêòîð ÿê íåìîæëèâ³ñòü ïåðåäáà÷èòè
ê³ëüê³ñòü àêòèâíèõ ó öåé ÷àñ âóçë³â ìåðåæ³. Öå çóìîâëþº ïîòðåáó ó çä³éñíåíí³
âèïàäêîâîãî âèáîðó ó÷àñíèêà ïðîòîêîëó òà ñòâîðåíí³ ìåõàí³çìó çàáåçïå÷åííÿ
ö³ë³ñíîñò³ âñ³õ ïîïåðåäí³õ òðàíçàêö³é (äàë³ — «ìåõàí³çìó öèôðîâîãî ïëîìáóâàí-
íÿ»). Äîäàòêîâîþ âèìîãîþ º ñòâîðåííÿ ìåõàí³çìó «çàîõî÷åííÿ» ó÷àñò³ ó ïðîòî-
êîë³ äëÿ ãàðàíòóâàííÿ éîãî ðîáîòîçäàòíîñò³.
Ç îãëÿäó íà öå, îñíîâí³ ³äå¿ ñòâîðåííÿ ïðîòîêîëó óçãîäæåííÿ â ñèñòåì³
Bitcon º òàêèìè:
166 ISSN 1019-5262. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2019, òîì 55, ¹ 3
Ðèñ. 1. Ëàíöþã áëîê³â, ùî âèøèêîâóº áëîêè òðàíçàêö³é çà ïîðÿäêîì ¿õ ñòâîðåííÿ
Áëîê òðàíçàêö³é
(äåðåâî Ìåðêëà),
ô³êñàö³ÿ ñòàíó ñèñòåìè
(äàí³ ðàçîì ç ¿õí³ìè
ãåø-êîäàìè)
ó âèçíà÷åíèé
ìîìåíò ÷àñó
• çàáåçïå÷åííÿ ñèíõðîí³çàö³¿ çà äîïîìîãîþ ëàíöþãà áëîê³â òðàíçàêö³é;
• ðåàë³çàö³ÿ ìåõàí³çìó öèôðîâîãî ïëîìáóâàííÿ çà ðàõóíîê öèôðîâîãî
ï³äïèñó, çàñíîâàíîãî íà ³äåíòèô³êàòîðàõ;
• ðåàë³çàö³ÿ çàãàëüíîïðèéíÿòèõ äëÿ ìåðåæ³ ïðàâèë ãåíåðàö³¿ íàñòóïíîãî
áëîêó òðàíçàêö³é ó ëàíöþç³ áëîê³â;
• çàáåçïå÷åííÿ ñòàëî¿ çíà÷íî¿ îá÷èñëþâàëüíî¿ ñêëàäíîñò³ ðîçâ’ÿçàííÿ çà-
äà÷³ ãåíåðàö³¿ íàñòóïíîãî áëîêó òðàíçàêö³é ó ëàíöþç³ áëîê³â;
• çàáåçïå÷åííÿ çàîõî÷åííÿ ó÷àñò³ ó÷àñíèê³â ïðîòîêîëó ó ðîçâ’ÿçàíí³ çàäà÷³
ãåíåðàö³¿ íàñòóïíîãî áëîêó òðàíçàêö³é ó ëàíöþç³ áëîê³â;
• ìîæëèâ³ñòü ïåðåâ³ðêè ïðàâèëüíîñò³ ãåíåðàö³¿ íàñòóïíîãî áëîêó òðàí-
çàêö³é ó ëàíöþç³ áëîê³â áóäü-ÿêèì ó÷àñíèêîì ïðîòîêîëó.
Ç óðàõóâàííÿì çàçíà÷åíîãî âèùå íàâåäåìî çàãàëüíèé àëãîðèòì ðîáîòè ïðî-
òîêîëó óçãîäæåííÿ áëîê÷åéíó Bitcoin.
1. Íîâ³ òðàíçàêö³¿ ðîçñèëàþòüñÿ âñ³ì âóçëàì ìåðåæ³.
2. Òðàíçàêö³¿ ðîçòàøîâóþòüñÿ ó ñïèñêó íåï³äòâåðäæåíèõ òðàíçàêö³é. Âóçîë
îáèðຠòðàíçàêö³¿ çà ïåâíèì ïðàâèëîì (íàïðèêëàä, çã³äíî ç ìàêñèìàëüíîþ ãðî-
øîâîþ êîì³ñ³ºþ), òà îá’ºäíóº ¿õ ó áëîê ðîçì³ðîì 1–2 Ìá (áëîê ì³ñòèòü äåê³ëüêà
òðàíçàêö³é).
3. Êîæåí âóçîë íàìàãàºòüñÿ ï³ä³áðàòè ãåø-êîä áëîêó ñïåö³àëüíîãî âèãëÿäó
(ãåø-êîä ïðîîáðàçó ïîâèíåí ìàòè ïðåô³êñ âèçíà÷åíîãî âèäó). Îá÷èñëþâàëüíà
ñêëàäí³ñòü ö³º¿ çàäà÷³ ìຠáóòè ïîñò³éíîþ íåçàëåæíî â³ä îá÷èñëþâàëüíèõ ìîæ-
ëèâîñòåé ìåðåæ³. ³äîìèì ïðèêëàäîì òàêî¿ çàäà÷³ º îá÷èñëåííÿ ãåø-êîäó äëÿ çà-
äàíèõ äàíèõ (òàê çâàíî¿ «ãåø-ãîëîâîëîìêè»), à ñàìå çíàõîäæåííÿ òàêîãî çíà÷åí-
íÿ nonce, ùîá ãåø-êîä nonce hcode block ti i|| ||� �1 , äå hcodei�1 — ãåø-êîä ïîïå-
ðåäíüîãî áëîêó, block i — äàí³ ïîòî÷íîãî áëîêó, t — äåÿêå ãðàíè÷íå çíà÷åííÿ,
îäíàêîâå äëÿ óñ³õ ó÷àñíèê³â ïðîòîêîëó. ³äîìî, ùî äëÿ ñèëüíî¿ ãåø-ôóíêö³¿ öÿ
çàäà÷à ðîçâ’ÿçóºòüñÿ ò³ëüêè ìåòîäîì ïðÿìîãî ïåðåáîðó çà âñ³ìà çíà÷åííÿìè
nonce. Çíà÷åííÿ t çì³íþºòüñÿ òàê, ùîá ó ñåðåäíüîìó ÷àñ ðîçâ’ÿçàííÿ çàäà÷³ ñòàíî-
âèâ ïðèáëèçíî 10 õâèëèí. Ó ðàç³ çíàõîäæåííÿ íàëåæíîãî ãåø-êîäó â³äïîâ³äíèé
áëîê â³äïðàâëÿºòüñÿ âñ³ì âóçëàì ìåðåæ³.
4. Âóçëè ïåðåâ³ðÿþòü «ñïðàâæí³ñòü» öüîãî áëîêó (îá÷èñëþþòü ãåø-
ôóíêö³þ, ïåðåâ³ðÿþòü ñïåö³àëüíó óìîâó, êîðåêòí³ñòü òðàíçàêö³é (ãåø-êîäè òà
â³äñóòí³ñòü âèòðàò êîøò³â, ÿê³ âæå âèêîðèñòîâóâàëèñÿ) òîùî).
5. ßêùî ïåðåâ³ðêè ïðîéäåíî, íîâèé áëîê äîäàºòüñÿ äî ëàíöþãà òà éîãî
ãåø-êîä âèêîðèñòîâóºòüñÿ ÿê íîâ³ âèõ³äí³ äàí³.
6. «Âèíàãîðîäà» çà ãåíåðàö³þ íîâîãî áëîêó ìîæå áóòè ïîâåðíåíà. Ðåêîìåí-
äîâàíî êîðèñòóâàòèñÿ íåþ ï³ñëÿ 20 ï³äòâåðäæåíèõ áëîê³â. ²íôîðìàö³þ â òðàí-
çàêö³ÿõ ìîæíà ââàæàòè ï³äòâåðäæåíîþ (ó ñèñòåì³ Bitcoin öå «âõîäè»-ìîíåòè)
ò³ëüêè ï³ñëÿ ï³äòâåðäæåííÿ â ñåðåäíüîìó ï’ÿòü òðàíçàêö³é.
7. Ó âèïàäêó ïðèáëèçíî îäíî÷àñíî¿ ãåíåðàö³¿ íàñòóïíîãî áëîêó äâîìà
³ á³ëüøå ìàéíåðàìè (êîëè äðóãèé ìàéíåð ïóáë³êóº ³íôîðìàö³þ ïðî íîâèé áëîê
ïåðø í³æ éîìó ïðèéäå ³íôîðìàö³ÿ ïðî íîâèé áëîê â³ä ïåðøîãî) ó íàïðàâëåíîìó
ãðàô³ áëîê³â â³äáóâàºòüñÿ ðîçãàëóæåííÿ. Äàë³ êîæåí ìàéíåð îáèðຠîäèí ç íîâèõ
áëîê³â (íàïðèêëàä, òîé, ùî ïîáà÷èëè ïåðøèì) ³ íàìàãàºòüñÿ çãåíåðóâàòè íîâèé
áëîê íà îñíîâ³ îáðàíîãî, ïðîäîâæóþ÷è «â³äãàëóæåííÿ» ó ãðàô³. Çðåøòîþ îäèí ç
öèõ äâîõ ëàíöþæê³â ñòຠäîâøèì (òîé, ÿêèé îáðàëà á³ëüøà ê³ëüê³ñòü ìàéíåð³â)
³ ñàìå éîãî âèçíàþòü îñíîâíèì.
Çëîâìèñíèê íàìàãàºòüñÿ çãåíåðóâàòè á³ëüø äîâãèé ëàíöþã áëîê³â àí³æ
«÷åñí³» âóçëè. Çìàãàííÿ ó øâèäêîñò³ ì³æ çëîâìèñíèêîì òà «÷åñíèìè» âóçëàìè
ìîæíà ïðåäñòàâèòè ìàòåìàòè÷íîþ ìîäåëëþ ìàñîâîãî îáñëóãîâóâàííÿ àáî
á³íîì³àëüíèì âèïàäêîâèì ðóõîì [2]. Íåõàé p — éìîâ³ðí³ñòü äîäàâàííÿ áëîêó
ISSN 1019-5262. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2019, òîì 55, ¹ 3 167
â «÷åñíîìó» ëàíöþç³, q — éìîâ³ðí³ñòü ñòâîðåííÿ áëîêó çëîâìèñíèêîì, q z —
éìîâ³ðí³ñòü çì³íè çëîâìèñíèêîì z «âëàñíèõ» áëîê³â
q
p q
q p p q
z z
�
�
�
�
1, ,
( / ) , .
ÿêùî
ÿêùî
Éìîâ³ðí³ñòü òîãî, ùî çëîâìèñíèê ïåðåìîæå «÷åñíèõ» ó÷àñíèê³â, ìîæíà âèç-
íà÷èòè çà çàêîíîì Ïóàñîíà
P
e
k
q p
k
z k
k
z
� � �
�
�
�
�1 1
0
� �
!
( ( / ) )( ) ,
äå � � z
q
p
.
Ó ðåàëüí³é ñèòóàö³¿ ìàºìî p q� , à p q� â³äïîâ³äຠñèòóàö³¿, êîëè 50% òà
á³ëüøå îá÷èñëþâàëüíèõ ïîòóæíîñòåé ìåðåæ³ ñêîíöåíòðîâàí³ ó çëîâìèñíèêà,
òîáòî äåöåíòðàë³çàö³þ ñèñòåìè ïîðóøåíî. ϳäâèùåííÿ åôåêòèâíîñò³ ïðîòîêîëó
óçãîäæåííÿ ïîëÿãຠó ñòâîðåíí³ óìîâ, çà ÿêèõ p q�� . Çðîçóì³ëî, ùî ó ðàç³ çàñòî-
ñóâàííÿ ï³äõîäó ëèøå íà îñíîâ³ «îá÷èñëþâàëüíîãî» àáî «÷èñòîãî» ïðèíöèïó
«proof-of-works» çàäà÷à íå ìîæå áóòè ðîçâ’ÿçàíà. Òîìó çàçâè÷àé çì³íþþòü ñàìó
³äåþ ïðîòîêîë³â «äîêàçó ðîáîòè». Ó òàáë. 1 íàâåäåíî àíàë³ç äåÿêèõ ïðîòîêîë³â
óçãîäæåííÿ, àëüòåðíàòèâíèõ ïðîòîêîëàì «proof-of-works».
ÎÑÍÎÂͲ ²Äů ÒÀ ÑÒÂÎÐÅÍÍß ÏÐÎÒÎÊÎËÓ ÓÇÃÎÄÆÅÍÍß «PROOF-OF-ACCURACY»
Ðåçóëüòàòè àíàë³çó ð³çíèõ ïðîòîêîë³â óçãîäæåííÿ, çàñíîâàíèõ ÿê íà ïðèíöèïàõ
«proof-of-works», òàê ³ íà ³íøèõ (äèâ. òàáë. 1), äàþòü çìîãó ñôîðìóëþâàòè çà-
ãàëüíó ïîñòàíîâêó çàäà÷³ ñòâîðåííÿ åôåêòèâíîãî çà øâèäêî䳺þ òà ñò³éêîãî äî
öåíòðàë³çàö³¿ ïðîòîêîëó óçãîäæåííÿ äëÿ òåõíîëî㳿 áëîê÷åéí.
168 ISSN 1019-5262. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2019, òîì 55, ¹ 3
Ò à á ë è ö ÿ 1 . Àíàë³ç ïðîòîêîë³â óçãîäæåííÿ
Òèï ïðîòîêîëó
óçãîäæåííÿ
Àíàë³ç àëãîðèòì³â âèçíà÷åííÿ ïð³îðèòåòó ó÷àñíèêà
ï³ä ÷àñ ãåíåðàö³¿ íîâîãî áëîêó
Proof-of-stake
Ïð³îðèòåò ó÷àñíèêà ï³ä ÷àñ ãåíåðàö³¿ íîâîãî áëîêó â ëàíöþç³ áëîê³â çàëåæèòü â³ä
ðîçì³ðó ÷àñòêè ðîçïîä³ëåíîãî ö³ííîãî ðåñóðñó, ÿêèì â³í âîëî䳺. Çà ãåíåðàö³þ
áëîêó ó÷àñíèêó çá³ëüøóºòüñÿ éîãî ÷àñòêà ö³ííîãî ðåñóðñó. Ïèòàííÿ ùîäî òîãî, ÿê
ðîçïîä³ëèòè ÷àñòêè ì³æ ó÷àñíèêàìè íà åòàï³ ³í³ö³àë³çàö³¿ ïðîòîêîëó íå
ðîçãëÿäàºòüñÿ.
Proof-of-activity
Ïð³îðèòåò ó÷àñíèêà ï³ä ÷àñ ãåíåðàö³¿ íîâîãî áëîêó â ëàíöþç³ áëîê³â çàëåæèòü â³ä
éîãî îá÷èñëþâàëüíèõ ðåñóðñ³â, ÷àñòêè ö³ííîãî ðåñóðñó òà «àêòèâíîñò³» â ìåðåæ³.
Ùî á³ëüøèìè º ÷àñòêà òà ÷àñ ïåðåáóâàííÿ â ìåðåæ³, òî âèùèì º ïð³îðèòåò.
Ïðèêëàäîì ïðàêòè÷íî¿ ðåàë³çàö³¿ ïåâíîþ ì³ðîþ ìîæíà ââàæàòè êðèïòîâàëþòó
DASH.
Proof-of-burn
Ïð³îðèòåò ó÷àñíèêà ï³ä ÷àñ ãåíåðàö³¿ íîâîãî áëîêó â ëàíöþç³ áëîê³â çàëåæèòü â³ä
ðîçì³ðó ÷àñòêè ðîçïîä³ëåíîãî ö³ííîãî ðåñóðñó, ÿêèé áóâ çíèùåíèé ó÷àñíèêîì íà
ïîïåðåäíüîìó åòàï³ ïðîòîêîëó.
Proof-of-capacity
Ïð³îðèòåò ó÷àñíèêà ï³ä ÷àñ ãåíåðàö³¿ íîâîãî áëîêó â ëàíöþç³ áëîê³â çàëåæèòü â³ä
ðîçì³ðó ÷àñòêè ðîçïîä³ëåíîãî ö³ííîãî ðåñóðñó, ÿêèì º ì³ñòê³ñòü ïðîñòîðó äëÿ
çáåð³ãàííÿ äàíèõ.
Proof-of-delegated
stake
Ïð³îðèòåò ó÷àñíèêà ï³ä ÷àñ ãåíåðàö³¿ íîâîãî áëîêó â ëàíöþç³ áëîê³â ôîðìóºòüñÿ ó
äâà åòàïè. Íà ïåðøîìó â³äáóâàºòüñÿ âèá³ð ï³äìíîæèíè ó÷àñíèê³â çà ðåçóëüòàòàìè
ïðîöåäóðè ãîëîñóâàííÿ. ʳëüê³ñòü ãîëîñ³â êîæíîãî ó÷àñíèêà çàëåæèòü â³ä ÷àñòêè
âîëîä³ííÿ ö³ííèì ðåñóðñîì. Ó äðóãîìó åòàï³ áåðóòü ó÷àñòü ò³ëüêè ó÷àñíèêè, îáðàí³
çà ðåçóëüòàòîì ïåðøîãî åòàïó. Ïð³îðèòåò ó÷àñíèêà íà äðóãîìó åòàï³ çàëåæèòü â³ä
íàÿâíîñò³ ó÷àñíèêà â ìåðåæ³ òà éîãî îá÷èñëþâàëüíèõ ðåñóðñ³â. Çàñòîñîâóºòüñÿ
ó ñèñòåìàõ Bitshares òà Steemit.
Ïîòð³áíî ðîçðîáèòè ïðîòîêîë óçãîäæåííÿ, äëÿ ÿêîãî éìîâ³ðí³ñòü ôîðìóâàí-
íÿ áëîêó ÷åñíèì ó÷àñíèêîì íàáàãàòî á³ëüøà í³æ ³ìîâ³ðí³ñòü ñòâîðåííÿ áëîêó íå-
÷åñíèì ó÷àñíèêîì ïðîòîêîëó p q�� , ÿêèé çàëèøàºòüñÿ ñò³éêèì äî àòàêè öåí-
òðàë³çàö³¿ ç ïëèíîì ÷àñó, íå âèìàãຠçíà÷íèõ îá÷èñëþâàëüíèõ ðåñóðñ³â òà º åôåê-
òèâíèì çà øâèäê³ñòþ âèêîíàííÿ òðàíçàêö³é.
Ïåðø í³æ ñôîðìóëþâàòè îñíîâíó ³äåþ ñòâîðåííÿ òàêîãî ïðîòîêîëó, çàóâà-
æèìî, ùî:
• â óñ³õ â³äîìèõ ïðîòîêîëàõ óçãîäæåííÿ ðåñóðñ, çà ÿêèì âèçíà÷àºòüñÿ
ïð³îðèòåò ó÷àñíèêà ï³ä ÷àñ ôîðìóâàííÿ óãîäè, ïðÿìî ÷è îïîñåðåäêîâàíî ïîâ’ÿçà-
íèé ç äåÿêèì ðåàëüíèì ö³ííèì ðåñóðñîì. Ó ïðîòîêîëàõ òèïó «proof-of-works» öå
÷àñ, îá÷èñëþâàëüí³ ðåñóðñè òà åëåêòðîåíåðã³ÿ, ó ïðîòîêîëàõ òèïó
«proof-of-stake» öå ïðîöåíò â³ä çàãàëüíîãî ö³ííîãî ðåñóðñó, íàïðèêëàä ïàì’ÿò³
(«proof-of-capacity»), àêòèâíîñò³ ó÷àñíèêà («proof-of-activity»), ðåïóòàö³¿ ó÷àñíè-
êà («proof-of-signature») òà ³í.; öåé çâ’ÿçîê íå äຠçìîãè ó÷àñíèêàì ãåíåðóâàòè
äîâ³ëüíó ê³ëüê³ñòü ðåñóðñ³â ³ äîâ³ëüíî ï³äâèùóâàòè ñâ³é ïð³îðèòåò;
• ó÷àñíèêè ïðîòîêîëó çàö³êàâëåí³ ó ïðîâåäåíí³ òðàíçàêö³é ç ìåòîþ äîäà-
âàííÿ áëîêó çà ðàõóíîê ï³äâèùåííÿ ñâîãî ðåñóðñó, çà ÿêèì âèçíà÷àºòüñÿ ïð³îðè-
òåò ó÷àñíèêà ïðîòîêîëó;
• ïðîòîêîëè ì³ñòÿòü ìåõàí³çì, ÿêèé îáìåæóº ìîæëèâ³ñòü ï³äâèùåííÿ
ïð³îðèòåòó ó÷àñíèê³â ïåâíîþ ìåæåþ äëÿ çáåðåæåííÿ äåöåíòðàë³çàö³¿ ïðîòîêîëó.
Ñôîðìóëþºìî îñíîâí³ ³äå¿ ñòâîðåííÿ íîâîãî ïðîòîêîëó óçãîäæåííÿ.
1. Çà îñíîâó ìîæíà âçÿòè ã³áðèä ïðîòîêîëó òèïó «proof-of-works» òà
“proof-of-stake”.
2. Äëÿ îá÷èñëåííÿ ðåñóðñó, ÿêèé âèçíà÷ຠðåéòèíã ó÷àñíèêà ïðîòîêîëó â ãå-
íåðàö³¿ íîâîãî áëîêó, ïîòð³áíî ìàòè íå ëèøå ïåâíèé ïîð³ã îá÷èñëþâàëüíî¿
ñêëàäíîñò³ çàäà÷³ ï³äâèùåííÿ ðåéòèíãó, àëå é ³íôîðìàö³þ ïðî âõ³äí³ äàí³ (çàäàí³
íåïîâíî ³ íåòî÷íî), ùî äຠçìîãó ðîçâ’ÿçàòè çàäà÷ó ç ïîòð³áíîþ òî÷í³ñòþ.
3. Äëÿ óíåìîæëèâëåííÿ ãåíåðàö³¿ äîâ³ëüíî¿ ê³ëüêîñò³ ðåñóðñ³â ó÷àñíèêîì
ïðîòîêîëó äî ïî÷àòêó ïðîòîêîëó çàñòîñîâóºòüñÿ òðè òèïè îáìåæåíü: ïî-ïåðøå,
ðåãóëþºòüñÿ ÷èñåëüí³ñòü ó÷àñíèê³â, ÿê³ ìîæóòü âçÿòè ó÷àñòü ó ïðîòîêîë³; ïî-äðó-
ãå, îêðåì³ äàí³ ðåéòèíãó ó÷àñíèê³â ôîðìóþòüñÿ ò³ëüêè äëÿ ïîòî÷íîãî ñåàíñó ïðî-
òîêîëó (ÿê ñåàíñîâ³ êëþ÷³ ó ñõåì³ Ä³ô³–Õåëìàíà); ïî-òðåòº, ³íôîðìàö³ÿ ïðî äàí³,
ïîòð³áí³ äëÿ îá÷èñëåííÿ ðåéòèíãó, ðîçì³ùóºòüñÿ íà ê³ëüêîõ ðåñóðñàõ, çà äîñòóï
äî ÿêèõ êîíêóðóþòü ó÷àñíèêè ïðîòîêîëó óãîäè («ñâ³äîìà DDOS-àòàêà») ³ ïîøóê
öèõ äàíèõ òðèâຠïðîòÿãîì ïåâíîãî íåïîêðàùóâàíîãî ÷àñó (ïðèíöèï «ïîøóêó
ãîëêè e ñò³æêó ñ³íà»). ×åðåç öå ïîòð³áíî ðîçðîáèòè ìåòîä, ÿêèé äຠçìîãó çàáåç-
ïå÷èòè ïðèíöèïîâó íåìîæëèâ³ñòü ðîçâ’ÿçàííÿ çàäà÷³ (íà ÿê³é çàñíîâàíî ãåíå-
ðàö³þ íîâîãî áëîêó) ç ïîòð³áíîþ òî÷í³ñòþ äî ïåâíîãî ÷àñó. Ïðàêòè÷íî ñòàíîì
íà ïåâíèé ÷àñ íå ìຠ³ñíóâàòè àëãîðèòì ðîçâ’ÿçàííÿ çàäà÷³ ç ïîòð³áíîþ òî÷í³ñòþ.
Ö³ ³äå¿ âèçíà÷àþòü òàêèé ï³äõ³ä äî ïîáóäîâè ïðîòîêîëó óçãîäæåííÿ [10]: çà-
ïðîïîíîâàíî çì³íèòè îá÷èñëåííÿ ôóíêö³¿ ôîðìóâàííÿ «öèôðîâî¿ ïëîìáè» (àëãîðèò-
ìó äîäàâàííÿ íîâîãî áëîêó â áëîê÷åéí ó ðàç³ çàñòîñóâàííÿ ïðîòîêîëó óãîäè
«proof-of-works») òàêèì ÷èíîì, ùîá íåîáõ³äí³ âõ³äí³ äàí³ áóëè çàäàí³ íåïîâíî ³ íå-
òî÷íî, à çíà÷åííÿ ôóíêö³¿ ïîòð³áíî îá÷èñëèòè ç òî÷í³ñòþ, ùî çàäàºòüñÿ äåÿêèì ïî-
ðîãîì. ²íôîðìàö³ÿ ïðî âõ³äí³ äàí³ ðîçì³ùóºòüñÿ íà ê³ëüêîõ ðåñóðñàõ, çà äîñòóï äî
ÿêèõ êîíêóðóþòü ó÷àñíèêè ïðîòîêîëó óãîäè. Îñòàííÿ âëàñòèâ³ñòü äຠçìîãó çð³âíÿ-
òè øàíñè ó÷àñíèê³â ïðîòîêîëó ç âèñîêîïðîäóêòèâíèìè ³ ìàëîïðîäóêòèâíèìè îá-
÷èñëþâàëüíèìè ðåñóðñàìè â áîðîòüá³ çà ïðàâî ãåíåðàö³¿ íîâîãî áëîêó. ßê òåîðåòè÷-
íó îñíîâó ïîáóäîâè òà îö³íþâàííÿ ñò³éêîñò³ ïðîòîêîëó óçãîäæåííÿ íà îñíîâ³ «äîêà-
çó òî÷íîñò³» çàïðîïîíîâàíî îáðàòè çàãàëüíó òåîð³þ îïòèìàëüíèõ àëãîðèòì³â [5], ÿêà
ïîâ’ÿçóº ³ñíóâàííÿ ³ ñêëàäí³ñòü àëãîðèòì³â ç òî÷í³ñòþ çàäàííÿ âõ³äíèõ äàíèõ.
ISSN 1019-5262. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2019, òîì 55, ¹ 3 169
²ñíóº ê³ëüêà ìîæëèâèõ âàð³àíò³â ðåàë³çàö³¿ ïðîòîêîë³â óçãîäæåííÿ ç âèêî-
ðèñòàííÿì âèêëàäåíèõ âèùå ³äåé.
Âàð³àíò 1. Ïðîòîêîë «simple tickets»
Åòàï ³í³ö³àë³çàö³¿. Çà äîïîìîãîþ êðèïòîãðàô³÷íîãî ïðîòîêîëó ñï³ëüíî¿ ãåíå-
ðàö³¿ âèïàäêîâî¿ [11] âåëè÷èíè ãåíåðóºòüñÿ âèïàäêîâå ÷èñëî R. Âîíî º íåâ³äîìèì
äëÿ ó÷àñíèê³â ïðîòîêîëó. ³ä íüîãî îá÷èñëþºòüñÿ òà ïóáë³êóºòüñÿ ãåø-êîä H R( ). Çà
äîïîìîãîþ ( , )k n — ïîðîãîâîãî êðèïòîãðàô³÷íîãî ïðîòîêîëó ðîçïîä³ëó ñåêðåòó
ç äîñêîíàëîþ ñò³éê³ñòþ (íàïðèêëàä, ïðîòîêîëó Øàì³ðà) [11] ÷èñëî R ðîçì³ùóºòüñÿ
çà ð³çíèìè âèïàäêîâèìè àäðåñàìè ìåðåæ³ (íàïðèêëàä, îáðàíîãî ïóëó IP-àäðåñ ìå-
ðåæ³ ²íòåðíåò) òàêèì ÷èíîì, ùî äåÿê³ àäðåñè íå ì³ñòÿòü ÷àñòèí ñåêðåòó.
Îñíîâíèé åòàï. Ó÷àñíèêè ïðîòîêîëó íàìàãàþòüñÿ ç³áðàòè k ÷àñòèí äëÿ
â³äíîâëåííÿ ñåêðåòó òà çà äîïîìîãîþ êðèïòîãðàô³÷íèõ ïðîòîêîë³â öèôðîâîãî
íîòàð³àòó ³ äîâåäåííÿ ç íóëüîâèìè çíàííÿìè äîâåñòè ôàêò â³äâ³äóâàííÿ IP-àäðåñ
òà âîëîä³ííÿ ÷èñëîì R. Ïåðåìàãຠòà ãåíåðóº áëîê òîé, õòî ïåðøèé ç³áðàâ k ÷àñ-
òèí äëÿ â³äíîâëåííÿ ñåêðåòó. Çâ’ÿçîê ³ç ðåàëüíèìè ö³ííèìè ðåñóðñàìè — öå âè-
êîðèñòàííÿ ó÷àñíèêîì ïðîòîêîëó ðåàëüíèõ IP-àäðåñ, ê³ëüê³ñòü ÿêèõ º îáìåæå-
íîþ. Óñ³ ñåàíñîâ³ äàí³ ï³ñëÿ ãåíåðàö³¿ áëîêó àíóëþþòüñÿ ÿê ñåàíñîâ³ êëþ÷³
ó ïðîòîêîë³ Ä³ô³–Õåëìàíà, òîáòî ö³ííèì ðåñóðñîì º ðåàëüíà IP-àäðåñà. Ìîæëè-
âèì óñêëàäíåííÿì äëÿ ïîðóøíèê³â, ÿê³ áóäóòü íàìàãàòèñÿ âèêîðèñòàòè âåëèêó
ê³ëüê³ñòü IP-àäðåñ, ìîæå áóòè ïîòðåáà ó ðîçâ’ÿçàíí³ ïåâíî¿ ñêëàäíî¿ çàäà÷³ ï³ä
÷àñ ðåºñòðàö³¿ IP-àäðåñè äëÿ ó÷àñò³ â ïðîòîêîë³. Çàäà÷ó ìîæíà ñôîðìóëþâàòè
çã³äíî ç òèì ñàìèì ïðèíöèïîì âèêëþ÷åííÿ ³ñíóâàííÿ àëãîðèòìó (äàíèõ äëÿ ¿¿
ðîçâ’ÿçàííÿ) äî ïî÷àòêó ïðîòîêîëó óçãîäæåííÿ.
ϳä ÷àñ ïðàêòè÷íî¿ ðåàë³çàö³¿ çàçíà÷åíîãî ïðîòîêîëó âèíèêàþòü îêðåì³ òðóä-
íîù³ òåõí³÷íîãî õàðàêòåðó (íàïðèêëàä, ïîâ’ÿçàí³ ç âèáîðîì îïòèìàëüíî¿ ê³ëüêîñò³
IP-àäðåñ òîùî), òîìó ðîçãëÿíåìî ³íøèé âàð³àíò ðåàë³çàö³¿ çàçíà÷åíèõ ³äåé.
Âàð³àíò 2. Ïðîòîêîë óçãîäæåííÿ «proof-of-accuracy» àáî «äîêàç òî÷íîñò³»
²íôîðìàö³ÿ ïðî âõ³äí³ äàí³, ïîòð³áí³ äëÿ ðîçâ’ÿçàííÿ çàäà÷³ ãåíåðàö³¿ íîâîãî
áëîêó, ðîçì³ùóºòüñÿ íà ê³ëüêîõ ðåñóðñàõ, çà äîñòóï äî ÿêèõ êîíêóðóþòü ó÷àñíè-
êè ïðîòîêîëó óãîäè («ñâ³äîìà DDOS-àòàêà»). ßê ïðèì³òèâè äëÿ ñòâîðåííÿ ïðîòî-
êîëó óçãîäæåííÿ «proof-of-accuracy» («ïðîòîêîëó äîâåäåííÿ òî÷íîñò³») (äàë³ —
«ïðèì³òèâè ïðîòîêîëó») âèêîðèñòîâóþòü ïðîòîêîë ñóì³ñíîãî ãåíåðóâàííÿ âè-
ïàäêîâîãî á³òà, ïðîòîêîë ïåðåäà÷³ ³ç çàáóâàííÿì, ïðîòîêîë ÷àñîâîãî çàìêà, ïðî-
òîêîëè äîâåäåííÿ ïðè íóëüîâèõ çíàííÿõ, ïðîòîêîë ðîçïîä³ëó ñåêðåòó, îá÷èñëåí-
íÿ ç ìàêñèìàëüíî ìîæëèâîþ òî÷í³ñòþ äëÿ çàäàíî¿ àïð³îðíî¿ ³íôîðìàö³¿ [11].
Ñôîðìóëþºìî çàãàëüíèé îïèñ ïðîòîêîëó â òåðì³íàõ âèçíà÷åíèõ ïðèì³òèâ³â
ïðîòîêîëó, à ïîò³ì íàâåäåìî ïðèêëàäè ðåàë³çàö³¿ ç óðàõóâàííÿì ñó÷àñíèõ ìîæ-
ëèâîñòåé õìàðíèõ òåõíîëîã³é äëÿ ïðîâåäåííÿ êðèïòîàíàë³çó [12].
Íåõàé N X( ) — ³íôîðìàö³ÿ, ïîòð³áíà äëÿ îá÷èñëåííÿ ñåêðåòó â ( , )k n — ïî-
ðîãîâ³é ñõåì³ ðîçïîä³ëó ñåêðåòó (áóäü-ÿêà àïð³îðíà ³íôîðìàö³ÿ ïðî X ),
S X G:
� �� 2 — îïåðàòîð (ó ÷àñòêîâîìó âèãëÿä³ ôóíêö³ÿ) â³äíîâëåííÿ ñåêðå-
òó, G — ìíîæèíà çíà÷åíü ôóíêö³¿ ³íôîðìàö³¿ ïðî ñåêðåò (íàïðèêëàä, ÿê G ìîæíà
âèêîðèñòîâóâàòè âàãó Õåì³íãà, çíà÷åííÿ á³òà ïàðíîñò³ òà ³í.). Òîä³ ³íôîð-
ìàö³éíèì ïîðîãîì ñêëàäíîñò³ îá÷èñëåíü ñåêðåòó (ìàêñèìàëüíî ìîæëèâîþ
òî÷í³ñòþ äëÿ çàäàíî¿ àïð³îðíî¿ ³íôîðìàö³¿, ùî õàðàêòåðèçóº ìîæëèâîñò³ âèêî-
íàííÿ òðàíçàêö³¿) º ³íôîðìàö³éíà íåïîâíîòà N . ßê �( ( ))N X îáèðàºìî ìíîæèíó
³äåàëüíèõ àëãîðèòì³â � â³äíîâëåííÿ ñåêðåòó. Òîä³ ìîæíà äîâåñòè, ùî äëÿ
áóäü-ÿêèõ àëãîðèòì³â â³äíîâëåííÿ ñåêðåòó, ÿê³ ðåàë³çóþòüñÿ ìíîæèíîþ
�( ( ))N X , ³ñíóº r N X( ( )) � �� 0 , äå r N X( ( )) — ðàä³óñ ³íôîðìàö³¿ N X( ) . Ïðèê-
ëàäîì îïèñàíî¿ çàäà÷³ ìîæå áóòè çàäà÷à îá÷èñëåííÿ êîåô³ö³ºíò³â ìíîãî÷ëåíà çà
éîãî çíà÷åííÿìè ó òî÷êàõ.
170 ISSN 1019-5262. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2019, òîì 55, ¹ 3
Ðîç³á’ºìî âèïàäêîâèì ÷èíîì ãðàô G áëîê÷åéíó íà ï³äãðàôè Gi ç ðîçïîä³ëîì
�R , äå R — âèïàäêîâà âåëè÷èíà, ùî âèçíà÷ຠê³ëüê³ñòü âåðøèí ï³äãðàô³â.
Âåðøèíè ï³äãðàôà ãåíåðóþòü çíà÷åííÿ (äëÿ êîæíî¿ çàäà÷³ ñâî¿) âèïàäêîâèõ âåëè-
÷èí Yi ç ðîçïîä³ëàìè P
Yi , ÿê³ â³äïîâ³äàþòü çíà÷åííÿì ìíîãî÷ëåíà â ïåâíèõ òî÷-
êàõ. ßê ò³ëüêè äëÿ ÿêîãîñü ï³äãðàôà ê³ëüê³ñòü ³íôîðìàö³¿ áóäå äîð³âíþâàòè
r N X( ( )) , â³äïîâ³äíà ï³äìíîæèíà ó÷àñíèê³â ñèñòåìè ðîçâ’ÿçóº çàäà÷ó îòðèìàííÿ
âñ³õ êîåô³ö³ºíò³â ìíîãî÷ëåíà, ïðîäåìîíñòðóâàòè ÿêó âîíà ìîæå ³íøèì ó÷àñíèêàì
ìåðåæ³. Éìîâ³ðíîñò³ p òà q òóò âèçíà÷àþòüñÿ ðîçïîä³ëàìè éìîâ³ðíîñòåé �R òà P
Yi .
Åòàï ³í³ö³àë³çàö³¿. Çà äîïîìîãîþ ïðèì³òèâó ïðîòîêîëó «ïðîòîêîë ñóì³ñíîãî
ãåíåðóâàííÿ âèïàäêîâîãî á³òà» (RBG) ó÷àñíèêè ïðîòîêîëó ãåíåðóþòü âèïàäêîâ³
êîåô³ö³ºíòè ìíîãî÷ëåíà, ÿê³ çà äîïîìîãîþ ïðèì³òèâó ïðîòîêîëó «ïåðåäà÷³ ³ç çà-
áóâàííÿì» ïåðåäàþòüñÿ îäíîìó âèïàäêîâî îáðàíîìó ñï³ëüíîòîþ (òàêîæ çà äîïî-
ìîãîþ RBG) òèì÷àñîâîìó êîîðäèíàòîðó.
Óñ³ 䳿 êîðèñòóâà÷³â ïðîòîêîëþþòüñÿ çà äîïîìîãîþ ìåõàí³çìó ÅÖÏ.
Åòàï íàïîâíåííÿ. Òèì÷àñîâèé êîîðäèíàòîð çà äîïîìîãîþ äîâ³ðåíîãî ãåíå-
ðàòîðà âèïàäêîâèõ ÷èñåë ãåíåðóº êîºô³ö³ºíòè ìíîãî÷ëåíà, ÿê³ âèïàäêîâèì ÷èíîì
íàäຠó÷àñíèêàì ñï³ëüíîòè. Ó÷àñòü ñàìîãî òèì÷àñîâîãî êîîðäèíàòîðà ó ïðîòî-
êîë³ óçãîäæåííÿ âèêëþ÷àºòüñÿ çà äîïîìîãîþ êðèïòîãðàô³÷íîãî ïðîòîêîëó ÷àñî-
âîãî çàìêà (TL).
Åòàï çä³éñíåííÿ òðàíçàêö³¿ òà çàâåðøåííÿ óçãîäæåííÿ. Ïåðøèé ³ç ñï³ëüíî-
òè, õòî çáèðຠk ç n ÷àñòèí ñåêðåòó, äîâîäèòü öå òèì÷àñîâîìó êîîðäèíàòîðó òà
³íøèì çà äîïîìîãîþ ïðèì³òèâó ïðîòîêîëó äîâåäåííÿ ïðè íóëüîâèõ çíàííÿõ. Òðàí-
çàêö³ÿ ââàæàºòüñÿ óçãîäæåíîþ ï³ñëÿ òàêèõ ïåðåâ³ðîê òà çàâåðøåííÿ ó÷àñò³ ó ïðîòî-
êîëó òèì÷àñîâîãî êîîðäèíàòîðà çà äîïîìîãîþ ïðèì³òèâó TL.
Çàóâàæåííÿ
1. DOS-àòàêà íà îäíîãî ç ó÷àñíèê³â ñï³ëüíîòè íå ïîðóøóº ïðîòîêîë, àäæå
éìîâ³ðí³ñòü âèáîðó éîãî ÿê «çàâåðøóâà÷à» òðàíçàêö³¿ º íåçíà÷íîþ.
2. DOS-àòàêà íà òèì÷àñîâîãî êîîðäèíàòîðà íå ïîðóøóº ïðîòîêîë, àäæå
éìîâ³ðí³ñòü âèáîðó éîãî ÿê òèì÷àñîâîãî êîîðäèíàòîðà º íåçíà÷íîþ.
3. Äëÿ çìåíøåííÿ éìîâ³ðíîñò³ íå÷åñíî¿ ïîâåä³íêè òèì÷àñîâîãî êîîðäèíàòîðà çà-
ñòîñîâóºòüñÿ äîâ³ðåíèé çîâí³øí³é ãåíåðàòîð âèïàäêîâîñò³ òà äîäàòêîâèé ïàðàìåòð,
ïîâ’ÿçàíèé ³ç òèì÷àñîâèì êîîðäèíàòîðîì, ÿêèé çàñòîñîâóºòüñÿ ó éîãî ïðèì³òèâ³ TL.
ÂÈÑÍÎÂÊÈ
Ïîáóäîâà ïðîòîêîë³â óçãîäæåííÿ íà îñíîâ³ ïðèíöèï³â, ùî ïîºäíóþòü ïåðåâàãè
ïðîòîêîë³â «äîêàçó ðîáîòè» òà «äîêàçó ÷àñòêè (âîëîä³ííÿ, àêòèâíîñò³ òà ³í.)»,
ââàæàºòüñÿ ïåðñïåêòèâíîþ ç ïîãëÿäó åêîíî쳿 îá÷èñëþâàëüíèõ ðåñóðñ³â òà çáå-
ðåæåííÿ äåöåíòðàë³çàö³¿. Çàïðîïîíîâàí³ â ðîáîò³ ïðîòîêîëè çàáåçïå÷óþòü åôåê-
òèâí³ñòü çà ÷àñîì íà ð³âí³ ïðîòîêîë³â, ùî âèêîðèñòîâóþòü «â³çàíò³éñüê³ óãîäè»,
àëå ìàþòü ìåíø ñóâîð³ âèìîãè äî ê³ëüêîñò³ íå÷åñíèõ ó÷àñíèê³â ïðîòîêîëó.
ÑÏÈÑÎÊ Ë²ÒÅÐÀÒÓÐÈ
1. Òàíåíáàóì Ý., Âàí-Ñòååí Ì. Ðàñïðåäåëåííûå ñèñòåìû. Ïðèíöèïû è ïàðàäèãìû. Ñàíêò-Ïåòåð-
áóðã: Ïèòåð, 2003. 877 ñ.
2. Nakamoto S. Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system. URL: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf.
3. A next-generation smart contract and decentralized application platform. URL: https://github.com/
ethereum/wiki/wiki/White-Paper.
4. Òðàóá Äæ., Âîæüíÿêîâñêèé Õ. Îáùàÿ òåîðèÿ îïòèìàëüíûõ àëãîðèòìîâ. Ìîñêâà: Ìèð, 1983.
382 ñ.
ISSN 1019-5262. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2019, òîì 55, ¹ 3 171
5. Òðàóá Äæ., Âàñèëüêîâñêèé Ã., Âîæüíÿêîâñêèé Õ. Èíôîðìàöèÿ, íåîïðåäåëåííîñòü, ñëîæíîñòü.
Ìîñêâà: Ìèð, 1988. 184 ñ.
6. Ñåð㳺íêî ².Â., Çàä³ðàêà Â.Ê., Ëèòâèí Î.Ì. Åëåìåíòè çàãàëüíî¿ òåî𳿠îïòèìàëüíèõ àëãî-
ðèòì³â òà ñóì³æí³ ïèòàííÿ. Êè¿â: Íàóê. äóìêà, 2012. 400 ñ.
7. Ralph C.M. Secrecy, authentication, and public key systems. Ph.D. thesis. (El. Eng.). Stanford, 1979.
182 p. URL: http://www.merkle.com/papers/Thesis1979.pdf.
8. Êîííîëëè Ò., Áåãã Ê., Ñòðà÷àí À. Áàçû äàííûõ: ïðîåêòèðîâàíèå, ðåàëèçàöèÿ è ñîïðîâîæäåíèå.
Òåîðèÿ è ïðàêòèêà. Ìîñêâà: Âèëüÿìñ, 2000. 1093 ñ.
9. Pease M., Shostak R. The Byzantine Generals problem. ACM Transactions on Programming
Languages and Systems. 1982. Vol. 4, Iss. 3. P. 382–401.
10. Êóäèí À.Ì. Áëîê÷åéí è êðèïòîâàëþòû íà îñíîâàíèè «äîêàçàòåëüñòâà òî÷íîñòè». Ìàòåìà-
òè÷íå òà êîìï’þòåðíå ìîäåëþâàííÿ. Ñåð³ÿ: Òåõí³÷í³ íàóêè: Çá. íàóê. ïðàöü. ²íñòèòóò ê³áåðíå-
òèêè ³ì. Â.Ì. Ãëóøêîâà Íàö³îíàëüíî¿ àêàäå쳿 íàóê Óêðà¿íè, Êàì’ÿíåöü-Ïîä³ëüñüêèé
íàö³îíàëüíèé óí³âåðñèòåò ³ìåí³ ²âàíà Î㳺íêà. Êàì’ÿíåöü-Ïîä³ëüñüêèé: Êàì’ÿíåöü-
Ïîä³ëüñüêèé íàö³îíàëüíèé óí³âåðñèòåò ³ìåí³ ²âàíà Î㳺íêà, 2017. Âèï. 15. Ñ. 104–108.
11. Çàïå÷íèêîâ Ñ.Â. Êðèïòîãðàôè÷åñêèå ïðîòîêîëû è èõ ïðèìåíåíèå â ôèíàíñîâîé è êîììåð÷åñ-
êîé äåÿòåëüíîñòè. Ìîñêâà: Ãîðÿ÷àÿ ëèíèÿ – Òåëåêîì, 2007. 320 ñ.
12. Çàäèðàêà Â.Ê., Êóäèí À.Ì., Ñåëþõ Ï.Â., Øâèä÷åíêî È.Â. Îáëà÷íûå òåõíîëîãèè: íîâûå âîç-
ìîæíîñòè äëÿ âû÷èñëèòåëüíîãî êðèïòîàíàëèçà. Ïðîáëåìû óïðàâëåíèÿ è èíôîðìàòèêè. 2016.
¹ 1. Ñ. 148–155.
Íàä³éøëà äî ðåäàêö³¿ 05.07.2018
À.Ì. Êóäèí, Á.À. Êîâàëåíêî, È.Â. Øâèä÷åíêî
ÒÅÕÍÎËÎÃÈß ÁËÎÊ×ÅÉÍ: ÂÎÏÐÎÑÛ ÀÍÀËÈÇÀ È ÑÈÍÒÅÇÀ
Àííîòàöèÿ. Ðàññìîòðåíà ðîëü òåõíîëîãèè áëîê÷åéí â ðåàëèçàöèè îäíîé èç
òåíäåíöèé ðàçâèòèÿ ñîâðåìåííûõ èíôîðìàöèîííûõ ñèñòåì — äåöåíòðàëèçà-
öèè. Ïðîàíàëèçèðîâàíà îáùàÿ ìîäåëü ôóíêöèîíèðîâàíèÿ áëîê÷åéí-ñèñòåìû
è ïðåäëîæåíà èäåÿ ïîñòðîåíèÿ íîâîãî òèïà ïðîòîêîëîâ êîíñåíñóñà (ïðîòî-
êîë «proof-of-accuracy»), îáúåäèíÿþùåãî ïðåèìóùåñòâà ïðîòîêîëîâ òèïà
«proof-of-work» è «proof-of-stake». Èññëåäîâàíû ïóòè ðåàëèçàöèè ïðîòîêîëà
«proof-of-accuracy».
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ðàñïðåäåëåííûå êîìïüþòåðíûå ñèñòåìû, áåçîïàñíîñòü
èíôîðìàöèè, êðèïòîëîãèÿ, áëîê÷åéí, êðèïòîâàëþòû, ïðîòîêîëû êîíñåíñóñà,
îáùàÿ òåîðèÿ îïòèìàëüíûõ àëãîðèòìîâ, ïðîòîêîë ñîãëàñîâàíèÿ òèïà
«proof-of-accuracy».
A.M. Kudin, B.A. Kovalenko, I.V. Shvidchenko
BLOCKCHAIN TECHNOLOGY: ANALYSIS AND SYNTHESIS
Abstract. The role of the blockchain technology in decentralization of the
modern computer system is discussed. Authors analyze general model of
operation of the blockchain system. The idea of a new type of consensus
protocols (proof-of-accuracy protocol) is proposed. According to authors’
opinion, the new protocol have the benefits of “proof-of-work” and “proof-
of-stake” protocols. The ways of implementation of the “proof-of-accuracy”
protocol are discussed.
Keywords: distributed computing systems, information security, cryptology,
blockchain, cryptocurrency, consensus protocols, proof-of-accuracy consensus
protocol.
Êóä³í Àíòîí Ìèõàéëîâè÷,
äîêòîð òåõí. íàóê, ñòàðøèé íàóêîâèé ñï³âðîá³òíèê, ïðîôåñîð Ô³çèêî-òåõí³÷íîãî ³íñòèòóòó ÍÒÓÓ
«Êϲ ³ìåí³ ²ãîðÿ ѳêîðñüêîãî», çàñòóïíèê äèðåêòîðà äåïàðòàìåíòó áåçïåêè — íà÷àëüíèê óïðàâë³ííÿ
áåçïåêè ³íôîðìàö³¿ Íàö³îíàëüíîãî áàíêó Óêðà¿íè, Êè¿â, e-mail: pplayshner@gmail.com.
Êîâàëåíêî Áîãäàí Àíàòîë³éîâè÷,
çäîáóâà÷ êàôåäðè ìàòåìàòè÷íèõ ìåòîä³â çàõèñòó ³íôîðìàö³¿ Ô³çèêî-òåõí³÷íîãî ³íñòèòóòó ÍÒÓÓ
«Êϲ ³ìåí³ ²ãîðÿ ѳêîðñüêîãî», Êè¿â, e-mail: animantbk@gmail.com.
Øâ³ä÷åíêî ²ííà ³òà볿âíà,
êàíäèäàò ô³ç.-ìàò. íàóê, ñòàðøèé íàóêîâèé ñï³âðîá³òíèê ²íñòèòóòó ê³áåðíåòèêè ³ì. Â.Ì. Ãëóøêîâà
ÍÀÍ Óêðà¿íè, Êè¿â, e-mail: inetsheva@gmail.com.
172 ISSN 1019-5262. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2019, òîì 55, ¹ 3
|