Систематизация знаний по используемой криптографии в блокчейне. Проблемы в блокчейне. Инфраструктурные зависимости.

Недавно (20 июня 2019 года) на Cryptology ePrint Archive была опубликована статья "SoK of Used Cryptography in Blockchain". Данный пост - пятнадцатый в запланированной серии, содержащей любительский перевод этой статьи.

 

Систематизация знаний по используемой криптографии в блокчейне

(перевод с английского

статьи

Mayank Raikwar, Danilo Gligoroski and Katina Kralevska

SoK of Used Cryptography in Blockchain

Cryptology ePrint Archive, Report 2019/735

https://eprint.iacr.org/2019/735)

 

Аннотация

(перевод аннотации здесь)

1 Введение (перевод введения здесь)

1.1 Наш вклад (перевод здесь)

2 Методология исследования (перевод здесь)

3 Основные понятия блокчейна

3.1 Криптографическая хэш-функция (перевод здесь)

3.2 Механизмы консенсуса (перевод здесь)

3.3 Сетевая инфраструктура (перевод здесь)

 

3.4 Типы блокчейна (перевод здесь)

 

4 Проблемы в блокчейн

 

4.1 Безопасность и приватность (перевод здесь)

 

4.2 Проблемы масштабируемости (перевод здесь)

4.3 Форкинг (перевод здесь)

 

4.4 Производительность (перевод здесь)

 

4.5 Энергопотребление (перевод здесь)

 

4.6 Инфраструктурные зависимости

 

Блокчейн-инфраструктура построена с использованием нескольких элементов сетевых протоколов, криптографических понятий и оборудования для майнинга. Все эти элементы в некотором смысле зависят друг от друга. Если мы рассмотрим многоуровневую архитектуру блокчейна в таблице 4, то каждый уровень зависит от его верхнего и нижнего уровней для некоторого ввода/вывода. Таким образом, в блокчейне существует множество инфраструктурных зависимостей. Например, данные из уровня смарт-контрактов являются входными данными для уровня транзакции, который выводит фактические транзакции; данные из уровня консенсуса приводят к входу в сетевой уровень через протокол связи; и данные из сетевого уровня данных передаются в базу данных через управление хранилищем баз данных. Эти зависимости должны быть приняты во внимание при построении всеобъемлющей структуры блокчейна для любого варианта использования; в противном случае некоторые функции блокчейна не будут выполнены.

С точки зрения блокчейн-инфраструктуры, мы должны упомянуть здесь одну развивающуюся и стимулирующую технологию, которая будет очень важна в следующем десятилетии: 5G. 5G соединит сотни миллиардов устройств Интернета вещей, но это огромное количество устройств может безопасно управляться только надежными децентрализованными механизмами, предлагаемыми блокчейн-технологиями [90], [91]. Мы формулируем эту дискуссию следующим образом.

Исследовательская проблема 8. Построить эффективные, масштабируемые, недорогие и устойчивые блокчейн-системы, способные обрабатывать и безопасно управлять миллиардами устройств Интернета вещей, подключенных через сетевую инфраструктуру 5G.