Системная интеграция и оптимизация безопасности в многоуровневой виртуальной сети

Щеголева Надежда Львовна; Жасур Уткирович Киямов

doi:10.32603/2071-2340-2023-3-28-34

Щеголева Надежда Львовна Санкт-Петербургский государственный университет, Университетский пр., д. 35, Старый Петергоф, 198504, Санкт-Петербург, Россия http://orcid.org/0000-0003-1087-2833
Жасур Уткирович Киямов Санкт-Петербургский государственный университет, Университетский пр., д. 35, Старый Петергоф, 198504, Санкт-Петербург, Россия http://orcid.org/0000-0002-8623-1090

DOI: https://doi.org/10.32603/2071-2340-2023-3-28-34

Ключевые слова: распределенный реестр, блокчейн, P-BFT, RAFT.

Аннотация

В современных распределенных системах, особенно в области блокчейн и облачных вычислений, обеспечение надежного и эффективного консенсуса является критически важной задачей. В данной работе рассматривается комбинированный подход обеспечения консенсуса, основанный на сочетании протоколов P-BFT и RAFT с точки зрения возможности повышения надежности, производительности и безопасности его использования в распределенных реестрах и облачных системах. Изложены принципы работы и характеристики каждого протокола, а также их совместное использование для достижения согласия в распределенной среде. Выполнен анализ преимуществ и перспектив использования комбинации протоколов P-BFT и RAFT, особенностей поддержки различных моделей доверия, а также интеграции механизмов защиты данных для обеспечения безопасности и конфиденциальности. Полученные результаты позволяют утверждать, что применение комбинации протоколов P-BFT и RAFT в распределенных реестрах и облачных системах обеспечивает их высокую производительность и надежность, что определяет перспективность применения в различных областях, где требуется надежный и безопасный консенсус для обеспечения эффективной работы распределенных систем.

Биографии авторов

Щеголева Надежда Львовна, Санкт-Петербургский государственный университет, Университетский пр., д. 35, Старый Петергоф, 198504, Санкт-Петербург, Россия

Доктор технических наук, профессор кафедры фундаментальной информатики и распределенных систем СПбГУ, n.shchegoleva@spbu.ru

Жасур Уткирович Киямов, Санкт-Петербургский государственный университет, Университетский пр., д. 35, Старый Петергоф, 198504, Санкт-Петербург, Россия

Ассистент кафедры компьютерного моделирования и многопроцессорных систем СПбГУ, z.kiyamov@spbu.ru

Литература

A. Bogdanov et al., “A Multilayer Approach to the Security of Blockchain Networks of the Future,” in Proc. Int. Conf. on Computational Science and Its Applications, Cham: Springer International Publishing, pp. 205–216, 2022; doi:10.1007/978-3-031-10536-4_14.

E. Buchman, Tendermint: Byzantine fault tolerance in the age of blockchains, Guelph, Ontario, Canada: University of Guelph, 2016.

S. H. Lin and M. H. Liao, “Towards publishing social network data with graph anonymization,” Journal of Intelligent & Fuzzy Systems, vol. 30, no. 1, pp. 333–345, 2016.

C. Zhu et. al., “A Survey on the Integration of Blockchains and Databases,” Data Science and Engineering, vol. 8, no. 2, pp. 196–219, 2023; doi:10.1007/s41019-023-00212-z

K. Liu and E. Terzi, “Towards identity anonymization on graphs,” in Proc. of the 2008 ACM SIGMOD int. conf. on Management of data (SIGMOD ’08), New York, NY, USA: Association for Computing Machinery, pp. 93–106, 2008; doi:10.1145/1376616.1376629

P. Zhang and M. Zhou, “Security and Trust in Blockchains: Architecture, Key Technologies, and Open Issues,” IEEE Transactions on Computational Social Systems, vol. 7, no. 3, pp. 790–801, 2020; doi:10.1109/tcss.2020.2990103

M. Vukolic, “The Quest for Scalable Blockchain Fabric: Proof-of-Work vs. BFT Replication” in Lecture Notes in Computer Science, Cham: Springer International Publishing, pp. 112–125, 2016; doi:10.1007/978-3-319-39028-4_9

N. Ferguson, B. Schneier, and T. Kohno, Cryptography engineering: design principles and practical applications, Hoboken, NJ, U.S: John Wiley & Sons, 2011.

L. Lamport, R. Shostak, M. Pease, “Cryptography Engineering: Design Principles and Practical Applications,” in The Byzantine Generals Problem ACM Transactions on Programming Lanuages and Systems, Hoboken, NJ, U.S: John Wiley & Sons, vol. 4, no. 3, pp. 382–401, 1982.

M. Castro et al., “Practical byzantine fault tolerance,” OsDI, vol. 99, no. 1999, pp. 173–186, 1999.

R. Pass and E. Shi, “Hybrid consensus: Efficient consensus in the permissionless model,” in Cryptology ePrint Archive, 2016. [Online]. Available: https://eprint.iacr.org/2016/917

A. Bogdanov et al., “Testing and Comparative Analysis of the F-BFT-based DLT Solution,” in Proc. of Computational Science and Its Applications–ICCSA 2021: 21st International Conference, Cagliari, Italy, September 13–16, 2021, part IV 21, Springer International Publishing, pp. 31–41, 2021.

J. Zhou et al., “A Hybrid Consensus Algorithm for Blockchain,” in 2019 IEEE 5th Int. Conf. on Computer and Communications (ICCC), IEEE publ., 2019.

Y. Zhang et al., “A survey on software defined networking with multiple controllers,” Journal of Network and Computer Applications, vol. 103, pp. 101–118, 2018; doi:10.1016/j.jnca.2017.11.015

M. A. Khan, “A survey of security issues for cloud computing,” Journal of Network and Computer Applications, vol. 71, pp. 11–29, 2016; doi:10.1016/j.jnca.2016.05.010