ДОСЛІДЖЕННЯ ШВИДКОДІЇ МЕТОДУ ПЕРЕДАЧІ ПОВІДОМЛЕННЬ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ OFF-CHAIN ОБРОБКИ ДАНИХ ДЛЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЦІЛІСНОСТІ ТА НЕЗМІННОСТІ ДАНИХ

DOI: 10.31673/2409-7292.2025.032280

Анотація

Статтю присвячено емпіричному дослідженню метода передачі повідомлень, який застосовує IPFS як
транзитну точку для передачі даних, блокчейн та смарт контракт як вмістилище доказів цілісності та незмінності
і каналу передачі на основі протоколу WebSocket, який застосовується для підтримки каналу зв’язку між
сторонами обміну повідомленнями в якому вони обмінюється не самими даними, а посиланнями на дані. Такий
підхід зумовлений тим, що застосування лише технології блокчейн для обміну повідомленнями є недоцільним
через ряд обмежень, тому такий контекст потребує пошуку шляхів нівелювання цих обмежень. Згадана системи
розроблена на основі смарт контрактів, які виконуються в тестовій мережі Ethereum, застосування сервісу Pinata
для доступу до IPFS та локального WebSocket сервера. Окрім розробки самої системи, в статті проведено
розробку метода підтвердження цілісності та незмінності даних через застосування ідентифікаторів даних, які
формує IPFS та їхню обробку в блокчейн шляхом застосування смарт контракту. На основі розробленого метода
формується алгоритм передачі та підтвердження цілісності і незмінності даних. За допомогою розробленої та
розгорнутих в локальній мережі вузла блокчейн та WebSocket сервера та зв’язку із IPFS через Pinata API
проведено дослідження швидкодії системи через заміри затримок проходження повідомлення на вузлах системи
та загального часу проходження, а також оптимізація алгоритму задля пришвидшення роботи системи. Одним із
позитивних результатів є вдале емпіричне підтвердження можливості застосування такого підходу. Також
проведено аналіз слабких та сильних сторін метода, сформульовано висновок про можливість застосування
запропонованого методу в системах обміну повідомленнями, вказано напрямки подальших досліджень.
Ключові слова: blockchain, IPFS, WebSocket, децентралізація, цілісність, незмінність, смарт контракт,
Ethereum.

Перелік посилань
1. У Мінʼюсті заявили про масштабний збій у роботі держреєстрів. Суспільне Новини. URL: https://
suspilne.media/906711-u-minusti-zaavili-pro-masstabnij-zbij-u-roboti-derzreestriv/ (дата звернення: 31.08.2025).
2. У Приватбанку стався збій з каналами зв'язку: відбуваються затримки в роботі. Новини України -
останні новини України сьогодні - УНІАН. URL: https: // www.unian.ua/economics/finance/zbiy-v-privatbankustavsya - zbiy - z – kanalami - zv-yazku-banku-vidbuvayutsya-zatrimki-v-roboti-novini-ukrajina-11797827.html (дата
звернення: 31.08.2025).
3. Збій в роботі «Дії», сайту «Нової пошти» і терміналів. De Novo завершила розслідування аварії в датацентрі. Спільнота програмістів | DOU. URL: https://dou.ua/lenta/news/de-novo-named-cause-of-the-accident/ (дата
звернення: 31.08.2025).
4. Gebhart G., Kohno T. Internet censorship in thailand: user practices and potential threats. 2017 IEEE european
symposium on security and privacy (euros&p), м. Paris, 26–28 квіт. 2017 р. 2017. URL: https://doi.org/10.1109
/eurosp.2017.50 (дата звернення: 31.08.2025).
5. Zhang L., Ji Q., Yu F. The security analysis of popular instant messaging applications. 2017 international
conference on computer systems, electronics and control (ICCSEC), м. Dalian, 25–27 груд. 2017 р. 2017. URL:
https://doi.org/10.1109/iccsec.2017.8446863 (дата звернення: 31.08.2025).
6. Blockchain challenges and opportunities: a survey / Z. Zheng та ін. International journal of web and grid
services. 2018. Т. 14, № 4. С. 352. URL: https://doi.org/10.1504/ijwgs.2018.095647 (дата звернення: 31.08.2025).
7. Benet J. IPFS - content addressed, versioned, P2P file system. 2014. (Препринт). URL: https://arxiv.org/abs/
1407.3561 (дата звернення: 31.08.2025).
8. An improved P2P file system scheme based on IPFS and Blockchain / Y. Chen та ін. 2017 IEEE International
Conference on Big Data (Big Data), м. Boston, MA, 11–14 груд. 2017 р. 2017. URL: https://doi.org/10.1109/
bigdata.2017.8258226 (дата звернення: 31.08.2025).
9. Rateb J. Blockchain for the internet of vehicles: a decentralized iot solution for vehicles communication and
payment using ethereum: Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії. Париж, Франція, 2021. URL:
https://hal.science/tel-03563633 (дата звернення: 31.08.2025).
10. Secure messaging platform based on blockchain / U. P. Ellewala та ін. 2020 2nd international conference on
advancements in computing (ICAC), м. Malabe, Sri Lanka, 10–11 груд. 2020 р. 2020. URL: https://doi.org/ 10.1109/
icac51239.2020.9357306 (дата звернення: 31.08.2025).
11. Побережник В., Опірський І. Розробка концепції методу використання технології блокчейн для
побудови системи обміну повідомленнями. Захист інформації. 2023. Т. 25, № 2. С. 62–70. URL: https://doi.org/10.
18372/2410-7840.25.17673 (дата звернення: 31.08.2025).
12. Balatska V., Рoberezhnyk V., Opirskyy I. Use of non-fungible tokens and blockchain to demarcate access to
public registries. Cybersecurity: education, science, technique. 2024. Т. 4, № 24. С. 99–114. URL: https://doi.org/10.
28925/2663-4023.2024.24.99114 (дата звернення: 31.08.2025).
13. Balatska V., Poberezhnyk V. The concept of applying blockchain technologies to increase the security of
personal data of the “diya” platform: compliance with the requirements of the gdpr and ukrainian legislation.
Cybersecurity: education, science, technique. 2024. Т. 2, № 26. С. 268–290. URL: https://doi.org/10.28925/2663-4023.
2024.26.681 (дата звернення: 31.08.2025).
14. Turner S., Chen L. Updated security considerations for the MD5 message-digest and the HMAC-MD5
algorithms. RFC Editor, 2011. URL: https://doi.org/10.17487/rfc6151 (дата звернення: 31.08.2025).
15. Wang X., Yin Y. L., Yu H. Finding collisions in the full SHA-1. Advances in cryptology – CRYPTO 2005.
Berlin, Heidelberg, 2005. С. 17–36. URL: https://doi.org/10.1007/11535218_2 (дата звернення: 31.08.2025).
16. Content Identifiers (CIDs) | IPFS Docs. IPFS Documentation | IPFS Docs. URL: https://docs.ipfs.tech/
concepts/content-addressing/#what-is-a-cid (дата звернення: 31.08.2025).
17. Comparative review of selected internet communication protocols / L. Kamiński та ін. Foundations of
computing and decision sciences. 2023. Т. 48, № 1. С. 39–56. URL: https://doi.org/10.2478/fcds-2023-0003 (дата
звернення: 31.08.2025).
18. Ethereum gas and fees: technical overview | ethereum.org. ethereum.org. URL: https://ethereum.org/ en/
developers /docs/gas/ (дата звернення: 31.08.2025).
19. Fastest blockchains by TPS [2025] | chainspect. Chainspect. URL: https://chainspect.app/dashboard?gainers=
false&order=desc&sort=tps (дата звернення: 31.08.2025).