Аналіз властивостей децентралізованих протоколів швидкого досягнення консенсусу

Abstract

Метою даної дипломної роботи є аналіз властивостей децентралізованих протоколів швидкого досягнення консенсусу. А саме детальний аналіз обраних протоколів швидкого досягнення консенсусу, таких як Paxos, Raft, PBFT, вивчення їх принципів роботи, алгоритмів, моделей загроз та припущень; порівняння властивостей протоколів за ключовими критеріями: швидкість досягнення консенсусу, масштабованість, стійкість до відмов, безпека, децентралізація, енергоефективність тощо. Дослідження зосереджено на вивченні різних протоколів, їхніх переваг і недоліків, а також на оцінці їхньої придатності для різних типів децентралізованих систем. Актуальність роботи: За останні роки тема блокчейну стає однієї з найцікавіших та найперспективніших проектів. З кожним днем попит на використання технології блокчейн зростає, оскільки вона виявляє потенціал для революції у багатьох сферах господарства та суспільства. У зв'язку з цим актуальність аналізу властивостей децентралізованих протоколів швидкого досягнення консенсусу стає надзвичайно важливою. Розвиток децентралізованих протоколів швидкого досягнення консенсусу може покращити продуктивність та масштабованість блокчейн систем, забезпечуючи швидку та ефективну роботу мережі при мінімальних витратах на обробку та підтвердження транзакцій. Предмет дослідження – аналіз властивостей децентралізованих протоколів швидкого досягнення консенсусу. Об’єкт дослідження - поширені протоколи децентралізованого консенсусу. У результаті проведення аналізу властивостей було виявлено переваги та недоліки використання перспективних децентралізованих протоколів швидкого досягнення консенсусу та їх подальшого використання у блокчейні та розвитку нових криптовалют.

The purpose of this thesis is to analyze the properties of decentralized fast consensus protocols. Namely, a detailed analysis of the selected fast consensus protocols, such as Paxos, Raft, PBFT, studying their principles of operation, algorithms, threat models and assumptions; comparison of protocol properties by key criteria: consensus speed, scalability, fault tolerance, security, decentralization, energy efficiency, etc. The research focuses on the study of different protocols, their advantages and disadvantages, and on assessing their suitability for different types of decentralized systems. Relevance of the work: In recent years, blockchain has become one of the most interesting and promising projects. Every day, the demand for the use of blockchain technology is growing, as it has the potential to revolutionize many areas of the economy and society. In this regard, the relevance of analyzing the properties of decentralized protocols for rapid consensus building is becoming extremely important. The development of decentralized fast consensus protocols can improve the performance and scalability of blockchain systems, ensuring fast and efficient network operation with minimal costs for processing and confirming transactions. The subject of the study is the analysis of the properties of decentralized protocols for rapid consensus building. The object of the study is common decentralized consensus protocols. As a result of the analysis of properties, the advantages and disadvantages of using promising decentralized protocols for rapid consensus and their further use in the blockchain and the development of new cryptocurrencies were identified.