| dc.contributor.advisor | Kotzanikolaou, Panagiotis | |
| dc.contributor.advisor | Κοτζανικολάου, Παναγιώτης | |
| dc.contributor.author | Nasopoulos, Leonidas | |
| dc.contributor.author | Νασόπουλος, Λεωνίδας | |
| dc.date.accessioned | 2024-12-16T15:19:31Z | |
| dc.date.available | 2024-12-16T15:19:31Z | |
| dc.date.issued | 2024-11 | |
| dc.identifier.uri | https://dione.lib.unipi.gr/xmlui/handle/unipi/17253 | |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.26267/unipi_dione/4676 | |
| dc.description.abstract | Οι διαδικασίες συναίνεσης είναι βασικά πρωτόκολλα που χρησιμοποιούνται για την επίτευξη συμφωνίας μεταξύ διαφόρων οντοτήτων. Πρόσφατα, οι διαδικασίες αυτές συγκέντρωσαν σημαντικό ενδιαφέρον ως βασικό συστατικό των συστημάτων Blockchain, με αποστολή την τεκμηρίωση και την πιστοποίηση των συναλλαγών σε ένα δίκτυο. Χρησιμεύουν ως αλγόριθμοι ελέγχου ταυτότητας που επαληθεύουν τη νομιμότητα κάθε νέου μπλοκ (συναλλαγής) πριν από την ενσωμάτωσή του στην αλυσίδα μπλοκ. Για να θεωρηθεί αποτελεσματικός ένας μηχανισμός συναίνεσης, πρέπει να εμποδίζει τους κακούς παράγοντες να τροποποιούν, να αφαιρούν, να προσθέτουν ή να αντιγράφουν οποιαδήποτε συναλλαγή εντός της αλυσίδας μπλοκ. Ένας μηχανισμός συναίνεσης εξασφαλίζει την αξιοπιστία, την εμπιστευτικότητα και την πληρότητα ενός κατανεμημένου συστήματος. Σε γενικές γραμμές, τα πρωτόκολλα συναίνεσης μπορούν να ομαδοποιηθούν σε δύο κατηγορίες: πρωτόκολλα που βασίζονται σε αποδείξεις και πρωτόκολλα Vaivdene. Τα πρωτόκολλα που βασίζονται σε αποδείξεις λειτουργούν μέσω του ανταγωνισμού των κόμβων εξόρυξης για το ποιος θα λύσει πρώτος έναν μαθηματικό γρίφο σε έναν δεδομένο γύρο εξόρυξης. Από την άλλη πλευρά, τα πρωτόκολλα που βασίζονται στην ψηφοφορία λειτουργούν μέσω γύρων εκλογών. Ένας λογιστικός κόμβος επιλέγεται μέσω ψηφοφορίας από όλους τους αρμόδιους κόμβους εξόρυξης.
Σημαντικό είναι ότι ο κόμβος που συγκεντρώνει πρώτος τον απαιτούμενο αριθμό ψήφων σε απαρτία επιλέγεται για να υποστηρίξει το νέο μπλοκ. Στόχος της παρούσας μελέτης είναι να παράσχει πληρέστερη εικόνα της δομής των κύριων πρωτοκόλλων συναίνεσης και των δύο τύπων και να δώσει γραφικές απεικονίσεις για την καλύτερη κατανόηση του τρόπου λειτουργίας τους. Τέλος, θα εξεταστούν και θα αναλυθούν τα ζητήματα των συστατικών στοιχείων των πρωτοκόλλων σε σχέση με το επίπεδο ασφάλειας και τις πιθανές περιπτώσεις χρήσης.
Οι στόχοι της παρούσας διατριβής είναι μάλλον συγκεκριμένοι. Είναι ιδιαίτερα επιθυμητό η παρούσα διατριβή να καλύψει ένα υπάρχον κενό στη βιβλιογραφία, ώστε να είναι σε θέση να αναλύσει τους διαθέσιμους μηχανισμούς τροποποίησης της συναίνεσης. Επιπλέον, η παρούσα έρευνα εξετάζει πώς διαφέρουν οι μηχανισμοί και η ασφάλεια των διαφόρων μηχανισμών συναίνεσης, ιδίως όσον αφορά την επεκτασιμότητα και την αποτροπή επιθέσεων. Επιπλέον, δεδομένου ότι χρησιμοποιεί γραφήματα, το έργο αυτό βοηθά στην κατανόηση και καθιστά τις περίπλοκες λεπτομέρειες αυτών των πρωτοκόλλων λιγότερο τρομακτικές. Επιπλέον, η έρευνα αναλύει τα τρωτά σημεία των αντίστοιχων μηχανισμών όσον αφορά τη δυνατότητα εφαρμογής αυτών των πρωτοκόλλων σε συστήματα Blockchain, ιδίως για χρηματοοικονομικές υποδομές, αλυσίδες εφοδιασμού ή αποκεντρωμένες εφαρμογές. Τέλος, η παρούσα έρευνα παρουσιάζει μια σειρά από παρατηρήσεις που συμβάλλουν στην ενίσχυση του σχεδιασμού αποτελεσματικών και ασφαλών συστημάτων Blockchain. | el |
| dc.format.extent | 51 | el |
| dc.language.iso | en | el |
| dc.publisher | Πανεπιστήμιο Πειραιώς | el |
| dc.title | An analysis of consensus mechanisms for blockchain | el |
| dc.title.alternative | Aνάλυση των μηχανισμών συναίνεσης για το blockchain | el |
| dc.type | Master Thesis | el |
| dc.contributor.department | Σχολή Τεχνολογιών Πληροφορικής και Επικοινωνιών. Τμήμα Πληροφορικής | el |
| dc.description.abstractEN | Consensus processes are essential protocols employed to achieve agreement among several entities. Recently, these processes have garnered considerable interest as an essential component of Blockchain systems, tasked with documenting and authenticating transactions within a network. They serve as authentication algorithms that verify the legitimacy of each new block (transaction) prior to its incorporation into the Blockchain. For a consensus mechanism to be deemed effective, it must inhibit bad actors from modifying, removing, adding, or duplicating any transaction within the Blockchain. A consensus mechanism ensures the dependability, confidentiality and completeness of a distributed system. Broadly, consensus protocols can be grouped into two categories: proof-based protocols and Vaivdene protocols. Proof-based protocols operate through competition of the mining nodes to be the first to solve a mathematical puzzle in a given mining round. On the other hand, the voting based protocols operate through rounds of elections. An accounting node is selected by way of vote from all competent mining nodes.
Importantly, the node that is the first to gather the required number of votes in quorum is chosen to endorse the new block. The goal of this study is to provide more complete insight into the structure of the main consensus protocols of both types and to give graphical illustrations to make better understanding of how they work done. Lastly, the issues of the components of the protocols will be addressed and analyzed with respect to the security level and possible use cases.
The objectives of this thesis are rather specific. It is particularly desired that this thesis will fill an existing gap in the literature so that it is able to break down the available consensus amending mechanisms. Additionally, this research examines how the mechanics and security of various consensus mechanisms differ, especially in terms of scalability and attack deterrence. Moreover, since it uses graphs, this project aids in comprehension and makes the intricate details of these protocols less daunting. Furthermore, the research analyzes the vulnerabilities of respective mechanisms in terms of these protocols’ applicability in Blockchain systems especially for financial infrastructures, supply chain, or decentralized applications. Last but not the least, this investigation presents a number of comments conducive to enhancing the design of effective and secure Blockchain systems. | el |
| dc.contributor.master | Κυβερνοασφάλεια και Επιστήμη Δεδομένων | el |
| dc.subject.keyword | Blockchain | el |
| dc.subject.keyword | Consensus mechanisms | el |
| dc.date.defense | 2024-11-21 | |
