ВИКОРИСТАННЯ СМАРТ-КОНТРАКТІВ ТА ТЕХНОЛОГІЇ БЛОКЧЕЙН ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ РОЗПОДІЛЕНИХ БРОКЕРНИХ СИСТЕМ В УМОВАХ ВИСОКИХ НАВАНТАЖЕНЬ

Анотація

Зі зростанням кількості високонавантажених комп'ютерних систем особливо актуальною стає проблема ефективної взаємодії пристроїв та забезпечення надійності передачі інформації. Однією з поширених моделей комунікації є «публікація-підписка», яка, незважаючи на свою ефективність, має суттєві недоліки через використання централізованого брокера. Це створює ризики виникнення центральних точок відмови, а також загрози безпеці даних через можливість їх підробки. У статті запропоновано та детально описано розподілену брокерну систему Trinity, що інтегрує модель «публікація-підписка» з технологією блокчейн та смарт-контрактами. Система Trinity базується на використанні розподіленого реєстру і алгоритму консенсусу, що забезпечує високу надійність і незмінність переданих даних. Ключовою особливістю платформи є автоматизована перевірка та керування даними за допомогою смарт-контрактів, що виконуються перед їх записом до блокчейн-реєстру. Реалізація платформи Trinity здійснювалась з використанням брокера MQTT Mosquitto та платформи блокчейну Tendermint, що дозволило досягти високого рівня масштабованості та безпеки. Проведене експериментальне дослідження на мережі Raspberry Pi 3 з 20 вузлами показало, що платформа Trinity ефективно вирішує задачі забезпечення довіри в умовах високих навантажень, хоча й додає певні накладні витрати. Зокрема, збільшується наскрізна затримка передачі повідомлень (до 3,7 секунд), зростають витрати мережевих та обчислювальних ресурсів. Проте ці витрати компенсуються підвищенням надійності, безпеки та відмовостійкості системи, що має важливе значення у розподілених середовищах, де взаємодіють кілька незалежних сторін. Таким чином, платформа Trinity може бути ефективно використана у сферах, які вимагають високої надійності та автоматизації взаємодії пристроїв, таких як інтелектуальні міста, індустріальні мережі IoT, та інші критичні інфраструктури.