БЛОКЧЕЙН НА ОСНОВІ ШИФРУВАННЯ ДАНИХ І МЕХАНІЗМИ ЗБЕРЕЖЕННЯ КОНФІДЕНЦІЙНОСТІ ВЕЛИКИХ ДАНИХ
DOI: 10.31673/2786-8362.2025.029079
Анотація
У даній статті здійснено ґрунтовний аналіз
можливостей застосування блокчейн-технології для збереження конфіденційності великих даних у
сучасних інформаційних системах. Блокчейн розглядається як інноваційна децентралізована
технологія, яка завдяки своїй архітектурі та вбудованим криптографічним механізмам забезпечує
високий рівень безпеки даних, стійкість до кібератак та прозорість процесів обробки інформації. У
роботі детально досліджено основні методи шифрування, що застосовуються в блокчейні:
симетричне, асиметричне та хешування. Проведено їх порівняльний аналіз із зазначенням
ключових переваг та обмежень, а також висвітлено роль кожного методу у побудові систем
безпечного зберігання та передавання даних. Особливу увагу приділено методам анонімізації та
псевдонімізації, які забезпечують приватність у великих масивах даних. У статті розглянуто
сучасні інструменти конфіденційних блокчейнів (Monero, ZCash), що використовують кільцеві
підписи, технологію «Confidential Transactions» та механізми приховування деталей транзакцій.
Також детально проаналізовано технологію доказів з нульовим розкриттям (Zero-Knowledge
Proofs, ZKP), яка надає можливість підтвердження достовірності інформації без розкриття самих
даних. Механізми оцінено у контексті реальних сценаріїв використання для захисту персональних
даних у сфері медицини, фінансів, електронного урядування та IoT. Наведено практичні приклади:
системи Guardtime та MedRec у медицині; транзакції з анонімністю в Monero та ZCash;
застосування у державних реєстрах Естонії; інтеграція у «розумні будинки» для захисту IoTпристроїв. Крім того, окреслено ключові виклики впровадження блокчейну: масштабованість,
обчислювальні витрати, енергозатратність та правові бар’єри, включно з колізіями між
незмінністю реєстру та вимогами до видалення даних. Окреслено перспективи розвитку:
удосконалення алгоритмів консенсусу, протоколи другого рівня, застосування удосконалених
смарт-контрактів та гібридних моделей.
Ключові слова: блокчейн, великі дані, шифрування, конфіденційність, анонімізація,
псевдонімізація, Zero‑Knowledge Proofs, Monero, ZCash
Список використаної літератури
1. Wright C. S. Bitcoin: a peer-to-peer electronic cash system. SSRN electronic journal. 2008.
URL: https://doi.org/10.2139/ssrn.3440802.
2. Zyskind G., Nathan O., Pentland A. Decentralizing privacy: using blockchain to protect
personal data. 2015 IEEE security and privacy workshops (SPW), San Jose, CA, 21–22 May 2015.
2015. URL: https://doi.org/10.1109/spw.2015.27.
3. Zerocoin: anonymous distributed e-cash from bitcoin / I. Miers et al. 2013 IEEE symposium
on security and privacy (SP) conference, Berkeley, CA, 19–22 May 2013. 2013.
URL: https://doi.org/10.1109/sp.2013.34.
4. Efficient variant transaction injection protocols and adaptive policy optimisation for
decentralised ledger systems / C. F. Chiang et al. International journal of grid and utility
computing. 2020. Vol. 11, no. 6. P. 847. URL: https://doi.org/10.1504/ijguc.2020.10032064.
5. Zerocash: decentralized anonymous payments from bitcoin / E. Ben Sasson et al. 2014 IEEE
symposium on security and privacy (SP), San Jose, CA, 18–21 May 2014. 2014.
URL: https://doi.org/10.1109/sp.2014.36.
6. Groth J. On the size of pairing-based non-interactive arguments. Advances in cryptology –
EUROCRYPT 2016. Berlin, Heidelberg, 2016. P. 305–326. URL: https://doi.org/10.1007/978-3-
662-49896-5_11.
7. MedRec: using blockchain for medical data access and permission management / A. Azaria
et al. 2016 2nd international conference on open and big data (OBD), Vienna, Austria, 22–24
August 2016. 2016. URL: https://doi.org/10.1109/obd.2016.11.
8. Underwood S. Blockchain beyond bitcoin. Communications of the ACM. 2016. Vol. 59,
no. 11. P. 15–17. URL: https://doi.org/10.1145/2994581.
9. Kshetri N. Blockchain's roles in strengthening cybersecurity and protecting
privacy. Telecommunications policy. 2017. Vol. 41, no. 10. P. 1027–1038.
URL: https://doi.org/10.1016/j.telpol.2017.09.003.
10. Gdpr enforcement. EU general data protection regulation (GDPR), third edition. 2019.
P. 285–297. URL: https://doi.org/10.2307/j.ctvr7fcwb.19.
11. Akeela R., Krawiec-Thayer M. P. Efficient HW/SW partitioning of Halo: FPGAaccelerated recursive proof composition in blockchain. Microsystem technologies. 2021.
URL: https://doi.org/10.1007/s00542-020-05138-4.
12. Blockchain industry 5.0: next generation smart contract and decentralized application
platform / S. B et al. 2022 international conference on innovative computing, intelligent
communication and smart electrical systems (ICSES), Chennai, India, 15–16 July 2022. 2022.
URL: https://doi.org/10.1109/icses55317.2022.9914151.
