Метод многослойной привязки хешей с водопадным консенсусом для факто-ориентированных блокчейнов

Компьютерные сети, вычислительные, телекоммуникационные, управляющие и измерительные систем
Авторы:
Разуваев Д.Д.
Аннотация:

В работе предложен базирующийся на идеях классического Proof-of-Work (PoW) метод построения распределенного реестра (Multi-Layer Hash Anchoring, MLHA), основанный на избыточности заголовков блоков PoW. Каждый блок содержит ссылки на последние блоки всех слоев, определяемых количеством ведущих нулей хеша, что позволяет выделить разреженный скелет цепочки — водопад. Исследованы свойства водопада: единственность, детерминированность и логарифмический рост средней длины. Доказан критерий безопасного удаления блоков, не входящих в водопад, и показана возможность бездоверительного аудита удаленных данных. Предложен механизм консенсуса на основе лексикографического сравнения водопадных векторов, согласованный с принципом наибольшей работы. Введено единое окно безопасности, связывающее хешрейт сети, минимальную сложность майнинга и допустимую вероятность атаки; получена верхняя граница этой вероятности. Результаты имитационного моделирования подтверждают теоретические оценки. Метод не требует доверенной установки, обладает постквантовой стойкостью и может найти применение в легковесных децентрализованных системах.

Ключевые слова:
Proof-of-Workблокчейнсжатие данныхлогарифмический ростконсенсусводопадMLHA
  • Список литературы

    1. Razuvaev D.D., Ustinov S.M. Mitigating data growth in PoW blockchains: Storage reduction methods for scalability without compromising decentralization. Computing, Telecommunications and Control, 2025, Vol. 18, No. 4, Pp. 87–101. DOI: 10.18721/JCSTCS.18408

    2. Kaveshnikov A.V., Bragin D.S., Vaizov V.Kh., Kaveshnikov V.S. The possibilities of blockchain technologies application in the healthcare sector. Siberian Scientific Medical Journal, 2025, Vol. 45, No. 5, Pp. 78–90. DOI: 10.18699/SSMJ20250507

    3. Pal T., Bommisetti V., Suvarnakanti P., Dudala S.S., Asha S., Jaiswal V. The revolutionary role of blockchain technology in the agri-food sector focusing on the food supply chain. Food Reviews Internatio-nal, 2025, Vol. 41, No. 3, Pp. 770–801. DOI: 10.1080/87559129.2024.2418464

    4. Lingeshwaran G., Raman J.M.H. Blockchain enhanced IoT devices: Review. International Journal of Nexus of Knowledge, 2025, Vol. 1, No. 2.

    5. Altarawneh A., Herschberg T., Medury S., Kandah F., Skjellum A. Buterin’s Scalability Trilemma viewed through a State-change-based Classification for Common Consensus Algorithms. 2020 10th Annual Computing and Communication Workshop and Conference (CCWC), 2020, Pp. 0727–0736. DOI: 10.1109/CCWC47524.2020.9031204

    6. Miller L., Pacaud D., Derousseaux-Lebert N., Anceaume E., Ludinard R. Mining in Logarithmic Space with Variable Difficulty. Proceedings of the 2025 ACM SIGSAC Conference on Computer and Communicati-ons Security, 2025, Pp. 888–902. DOI: 10.1145/3719027.3744874

    7. Al-Janabi S. Post-Quantum Blockchain: Challenges and Opportunities. arXiv:2508.17071, 2025. DOI: 10.48550/arXiv.2508.17071

    8. Sezer B.B., Akleylek S., Nuriyev U. PP-PQB: PP-PQB: Privacy-Preserving in Post-Quantum Blockchain-Based Systems: A Systematization of Knowledge. IEEE Access, 2025, Vol. 13, Pp. 41382–41405. DOI: 10.1109/ACCESS.2025.3545943

    9. Heo J.W., Ramachandran G.S., Dorri A., Jurdak R. Blockchain data storage optimisations: a com-prehensive survey. ACM Computing Surveys, 2024, Vol. 56, No. 7, Art. no. 179. DOI: 10.1145/3645104

    10. Morsidi M., Tajuddin S., Shah Newaz S.H., Patchmuthu R.K., Lee G.M. A Review on Blockchain Sharding for Improving Scalability. Future Internet, 2025, Vol. 17, No. 10, Art. no. 481. DOI: 10.3390/fi17100481

    11. Shor P.W. Algorithms for quantum computation: discrete logarithms and factoring. Proceedings 35th Annual Symposium on Foundations of Computer Science, 1994, Pp. 124–134. DOI: 10.1109/SFCS.1994.365700

    12. Boughdiri M., Abdellatif T., Guegan C.G. A systematic literature review on blockchain storage sca-lability. IEEE Access, 2025, Vol. 13, Pp. 102194–102219. DOI: 10.1109/ACCESS.2025.3578451

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Предыдущая статья