ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ХРАНИЛИЩА ДАННЫХ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ БЛОКЧЕЙН.

Преподаватель: Никитин Михаил Евгеньевич

Блокчейн - выстроенная по определённым правилам непрерывная последовательная цепочка блоков (связный список), содержащих информацию. Связь между блоками обеспечивается не только нумерацией, но и тем, что каждый блок содержит свою собственную хеш-сумму и хеш-сумму предыдущего блока. Для изменения информации в блоке придётся редактировать и все последующие блоки.

Цепочка блоков (блокчейн)

Блокчейн - связанный список, состоящий из серии блоков.
Каждый блок содержит данные и хэш-указатель на предыдущий блок в списке.

Начало списка сохраняется как обычный хэш-указатель.

Пример использования – журнал контроля изменений

Злоумышленник изменил содержимое блока, находящегося в середине цепочки.

Изменится хэш всего этого блока и не будет совпадать с сохраненным ранее.

Изменения будут обнаружены

Пример использования – журнал контроля изменений

Если злоумышленник хочет подделать данные в какой-либо точке данной цепочки, то, чтобы сохранить согласованность, ему придется изменять хэш-указатели вплоть до начала.

Журнал контроля изменений - цепочка блоков, в начале которой имеется особый блок, который можно назвать генезис-блоком.

Сохранение хэш-указателя генезис-блока является средством контроля изменений всего списка от начала до конца.

Пример использования – журнал контроля изменений

Дерево Меркла

Любая попытка изменить любую часть данных внизу будет замечена благодаря сохраненному хэш-указателю наверху

Доказательство вхождения в дерево Меркла

Если кто-то хочет доказать, что конкретный блок данных является членом этого дерева Меркла, нужно будет предоставить только хэш корня.

Даже при очень большом числе блоков данных в дереве Меркла, можно проверить достоверность их принадлежности за относительно короткое время.

1. Проблема идентификации участников с одной стороны и необходимость анонимности транзакций с другой.
2. Подмену или удаление данных из блоков.
3. Проблема недоверительной среды, например, мошенничество, называемое double-spending.
4. Проблема ненадежности функционирования сети.
5. Проблема высоких комиссий.
6. Проблема информации.

1. Идентификация.
2. Транзакция.
3. Блоки транзакций.
4. Форк.
5. Консенсус.

1. Информационная безопасность.
1.1. Конфиденциальность.
1.2. Целостность данных.
1.3. Доступность данных.
1.4. Уязвимость к хакерским атакам.
1.5. Отказ системы при высокой нагрузке.

Решением проблем конфиденциальности, доступности и целостности данных, перечисленных выше, может стать децентрализованное хранилище данных на основе технологии Блокчейн. Децентрализация означает удаление центральной точки контроля и хранения данных, то есть отказ от третьей доверенной стороны – посредника.

Хранение самих файлов в блокчейне невозможно, так как такой блокчейн достиг бы огромных размеров и сравнительно быстро, его смогли бы обрабатывать только очень мощные компьютеры. Известная проблема “раздутие блокчейна” (“blockchain bloat”) состоит в том, что с ростом транзакций, растет число записей и блокчейн становится настолько большим, что становится очень трудным дальнейшее скачивание и добавление новых записей. Данная проблема решается путем хранения в блокчейне только маленького количества информации о транзакции хранения. Метаданные содержат ключевую информацию о хранимых данных: хэш файла и местоположение резервных копий данных.

Dropbox – имеет уязвимости, характерные для всего класса облачного хранения.
Storj – лучше справляется с отказоустойчивостью, но не идеален.

1. Sybil атака
2. Google атака
3. Eclipse

Простое зеркалирование данных является самым простым способом поддержания избыточности данных путем создания резервных копий.

Удаляющее кодирования Рида-Соломна. В случае потери отдельной части, и файл, и часть будут восстановлены, после чего заключается новый контракт для отдельной шарды.

Децентрализация. Участники сети имеют равные права и способны обмениваться сведениями непосредственно друг с другом, без участия посредников.
Надёжность. Вероятность взлома злоумышленниками или замена информации в блоках исключена, что обусловлено применением шифрованных ключей.
Прозрачность. Блоки цепочки блокчейн открыты для пользователей, а транзакции легко проверить.
Универсальность. Б Децентрализация. Участники сети имеют равные права и способны обмениваться сведениями непосредственно друг с другом, без участия посредников.
Надёжность. Вероятность взлома злоумышленниками или замена информации в блоках исключена, что обусловлено применением шифрованных ключей.
Прозрачность. Блоки цепочки блокчейн открыты для пользователей, а транзакции легко проверить.
Универсальность. Блокчейн — уникальная технология, которая может применяться не только в финансовой сфере, но и в других областях.
Высокая скорость. Возможности блокчейн-технологии позволяют снизить время транзакций до одной минуты.
Низкие комиссии. Благодаря отсутствию комиссионных платежей, транзакционные сборы минимальны. локчейн — уникальная технология, которая может применяться не только в финансовой сфере, но и в других областях.

Невозвратность. Отменить операцию, если она проведена по ошибке, не получится.
Риск атаки. Если 51 процентом цепи Биткоина будет владеть один пользователь, целостность сети может быть нарушена.
Масштабируемость. При текущем размере блока система обрабатывает до семи операций за 1 секунду. С ростом числа пользователей этого показателя становится мало.
Неопределенность статуса. Многие страны никак не определятся с применением технологии, а вопрос регулирования криптовалюты открыт до сегодняшнего дня.

Технология блокчейн может использоваться не только в финансовом мире, но и ряде других сфер жизни:
Для защиты авторства и идентификации личности.
При голосовании.
В юриспруденции и управленческой деятельности
В секторе недвижимости
На бирже и в сфере услуг и др.