R. Rahin Batcha, S. Vignesh, Subathra, D. Saravanan · 5 authors
Cryptocurrencies like Bitcoin and Ethereum use the blockchain technology, that is known for providing significant security advantages. But there is more to Bitcoin and Ethereum than that. They use digital signatures to verify users. A digital signature uses cryptography extensively. There are two different kinds of keys: private and public. The public keys is the location of a bitcoin wallet that a bitcoin user holds. At this address, anyone desiring to send Bitcoins should do so. Blockchain is a method of storing data that renders it challenging or impossible to alter, hack, or deceive the entire system. In this current endeavour, we develop a digital currency (a crypto tokens) that complies with the ERC 20 norm, can be traded on Ethereum platform, and is able to be sold in a public sale. The Electronic Token Exchange (ERC) 20 standard specifies the characteristics of tokens, including token transfer, total token supply, and other factors. Solidity-built smart contracts will be used to govern and control how the tokens are used. A test-driven process is used to build tokens. The production of test cases prior to the building of smart contracts is referred to as "test-driven" development.
N. Jeyakkannan, G. Subathra, R. Karthika, A. Lavanya · 5 authors
The perception and functional infrastructure of smart networks are changing as a result of the advent of blockchain technology and the proliferation of IoT-driven devices. Deploying Ethereum's smart contracts, the blockchain allows secure administration, authentication, and access to IoT equipment. Blockchain-IoT systems are creating a high amount of sensitive data due to increased demand and growth. DDoS assaults pose the most serious danger to smart contracts in blockchain-IoT systems, according to a new report. Smart contracts in blockchain-IoT systems currently lack any kind of security mechanism. Artificial intelligence approaches for threat categorization utilizing Adaptive Weighted MLP ("Multi-Layer Perceptron") are used first in the proposed security architecture to provide complete autonomy in making decisions. The primary job of the transaction handling engine is to use adaptive weighted MLP to categorize transactions into regular and attack kinds. If the transaction is legitimate, the smart contract will carry out its business logic and add it to the blockchain network in the cloud, where it will be included to future transactions. SHA-256 hash value calculation is used to generate the certificate key. Ethereum Blockchain-based proof of authority is used for data aggregation and transaction addition in the Consensus blockchain mechanism. Homomorphic cryptography schemes are also applied to enhance security. To avoid intrusions, the security of the system is improved. The proposed framework's performance is measured against a real-world IoT dataset, called BoT-IoT20,21, which comprises current DoS ("Denial-of-Service"), DDoS (Distributed Denial-of-Service Attack"), and other IoT-based attack samples. We used a variety of assessment measures to determine how effective the suggested distributed system is in finding DDoS attacks. It's also been likened to some of the most modern approaches in the field.
Blockchain Technology Applications and Security
Cybersecurity and Information Systems
Advanced Computational Techniques in Science and Engineering
The paper considers the problems associated with the organization of the computing processin monitoring systems with mobile components based on a distributed ledger (DL), including thetask of redistributing the computing load. The requirements for the functioning of modern distributedmonitoring systems include the coordinated operation of nodes of the entire system belongingto various layers of the computing environment, including foggy and edge layers, which are highlydynamic. The joint use of DL technologies and mobile components as part of distributed monitoringsystems makes it possible to expand the range of tasks solved by such systems, including due tothe fact that it removes issues related to the synchronization of geographically distributed copiesof data. However, with such an organization of a distributed system, it is necessary to take into account the following features of the computing environment: latency associated with data synchronizationat DL nodes, changes in the geographical location of mobile components, limitedonboard energy resources and high dynamism of the fog and edge layers. Previous studies haveshown that in highly dynamic computing environments, the use of the search space reductionmethod based on ontological analysis is effective. For the correct operation of this method, it isnecessary to develop an ontological model reflecting the features of the considered computing andcommunication environment, including DL and mobile components. In this paper a new ontologicalmodel of the functioning of a distributed monitoring system has been developed, taking intoaccount the presence of mobile components and DL nodes. Production rules for placing computationalload in foggy and edge layers have been developed and a software model has been implementedbased on them, which allowed a number of computational experiments to be carried out.The results of experimental studies have demonstrated the effectiveness of the proposed approachand the adequacy of the developed ontological model.
Приводится сравнительный анализ скорости обработки транзакций в технологиях распределенного реестра и направленного ациклического графа. В расчетах величины среднего времени обработки транзакций применяется теория массового обслуживания. This paper provides a comparative analysis of the transaction processing speed in distributed registry technologies and directed acyclic graph. The queuing theory is used to calculate the value of the average transaction processing time.
Unmanned aerial vehicles (UAVs) are becoming very important platforms for conducting combat operations in the russian-ukrainian war, as they significantly reduce the risk of human life during special and combat missions. The UAV group can be used to perform a wide range of military tasks: destruction of enemy equipment, reconnaissance (monitoring) of the area, construction of aerial networks, etc.
 In the conditions of a change in the tactical situation, countermeasures by the enemy, effective management of the UAV group is impossible without an appropriate management system. The UAV group can include both unmanned aerial vehicles (UAVs) and unmanned ground vehicles (UAVs). The following main tasks are assigned to the management system: determination and coordination of the order of joint actions of autonomous UAV groups; formation of flight (ground) tasks and flight (movement) trajectories of the UAV group; dynamic adjustment of the flight task and the role of each UAV during its use; organization of the communication network between the control center and between UAV groups, etc. The tasks and target functions of management of each of their subsystems are determined. The features of the UAV group control cycle are described.
 The main stages of the synthesis of the control system are considered: the choice of the control method (centralized, hierarchical, decentralized and mixed); selection of algorithms (protocols) and organization of the process of data exchange between UAVs. A functional model of the UAV group management system is proposed. Tasks and main management functions of each of the subsystems are defined. Features of the UAV group management cycle are described. The main stages of the synthesis of the control system are considered: the selection of algorithms (protocols) and the organized process of information exchange between UAVs; variants of formation and swarm models of UAV movement in groups; multi-agent decision-making models for the organization of task performance by the UAV group.
Victoria Tyshchenko, Світлана Ачкасова, Олексій Найденко, Serhii Kanyhin · 5 authors
The study focuses on improving the quality of using recurrent neural networks (RNNs) to predict cryptocurrency prices. The formula of the target variable for the model based on the arithmetic mean is developed, which allows us to better take into account the dynamics of cryptocurrency exchanges. The factors affecting this variable were grouped into features based on the volume of daily cryptocurrency trading, the volatility of the relevant prices, and the pre-calculated and selected signals of technical indicators. As part of the study, an algorithm for processing daily data was developed for the model. The results obtained made it possible to create a holistic model for forecasting stock prices. Two recurrent neural networks were trained: one with a long short-term memory (LSTM) and the other with a recurrent gate unit (GRU). To determine the efficiency of the models, the analysis was carried out using two key indicators: the Sortino coefficient, which measures the relative risk/reward for each additional unit of unwanted volatility, and the Sharpe ratio, which measures the return on assets, subtracting the free risk. As a result, it was found that both models have similar results in terms of accuracy (~69 %). Still, the GRU-based model showed significantly better values of the Sortino coefficients (3.13) and Sharpe’s coefficient (2.45), which allows us to conclude that it is effective on cryptocurrency exchanges. At the same time, the LSTM model requires more parameters for training than the GRU model with an identical structure, which leads to a longer training time. The obtained scientific and practical results are aimed at more efficient use of recurrent neural networks in price forecasting on cryptocurrency exchanges
<em>First of all, this article contains information about the most popular cryptocurrencies today, as well as detailed information about cryptocurrencies and bitcoins.</em>
У даній кваліфікаційній роботі було проведено дослідження технології блокчейн,проведено аналіз атак та інцидентів на розумні контракти засновані на блокчейні Ethereum, розроблено модель загроз для блокчейн додатків та розроблено рекомендації з підвищення рівня захисту розумних контрактів . У роботі було досліджено атаки та інциденти пов`язані з розумними контрактами на платформі Ethereum. Було розглянуто такі атаки, як атака повторного входу,атака відтворення, атака на цілочисельне переповнення та інші.За результатами аналізу інцидентів було виділено 2 основні загрози які були використані на практиці для проведення атак на блокчейн дотатки-це атака повторного входу і фішинг. Була створена комплексна модель загроз які виникають при використанні додатків заснованих на технології блокчейн в мережі Ethereum. На основі проаналізованих інцидентів та грунтуючись на моделі загроз були сформовані рекомендації з підвищення рівня захищеності додатків заснованих на розумних контрактах Ключові слова: розумні контракти, атака, Ethereum, EVM, методи захисту.
У даній роботі розроблено вебзастосунок на блокчейні Ethereum, який надає можливість користувачам обмінювати криптовалюти, відображає статистику актуальних цін для криптовалюти та має інтеграцію функціоналу відстеження поточного газу в мережі Ethereum для проведення транзакцій. Для досягнення цієї мети були поставлені відповідні завдання, які були успішно виконані. В процесі розробки проведено дослідження наявних систем та технологій, що дозволяють обмінювати криптовалюти, для отримання глибшого розуміння їх принципів та функціоналу. Досліджено та обрано для впровадження алгоритм проведення обміну криптовалют, який забезпечує безпечну передачу активів між користувачами. Також реалізовано використання смарт-контракту, який відповідає алгоритму обміну криптовалют та забезпечує автоматизовану обробку транзакцій. Розроблено інтерфейс вебзастосунку, який дозволяє користувачам обмінювати криптовалюти. Також реалізовані необхідні операції для взаємодії з мережею Ethereum, зокрема для роботи з DEX, забезпечуючи можливість виконання транзакцій, доступ до контрактів та отримання актуальної інформації про токени на блокчейні Ethereum. Ключові слова : криптовалюта, обмін криптовалюти, вебзастосунок, API, ETHEREUM, смарт-контракт, блокчейн.
Open access
Cybersecurity and Information Systems
Information Systems and Technology Applications
Advanced Steganography and Watermarking Techniques
Мета дипломної роботи - розробка та реалізація нейромережного алгоритму прогнозування курсу Bitcoin з метою покращення точності прогнозів та надання цінних інструментів для трейдерів та інвесторів. Предмет дослідження : нейромережні моделі та їх застосування в прогнозуванні фінансових ринків, зокрема курсу криптовалюти Bitcoin. Об'єкт дослідження : процес прогнозування курсу криптовалюти Bitcoin з використанням нейромережних моделей та аналізу вхідних даних, таких як цінові показники, обсяги торгів та інші фактори, що можуть впливати на ціну криптовалюти. У випускній кваліфікаційній роботі досліджено питання прогнозування курсу криптовалют, створено нейромережний застосунок із використанням моделі LSTM. Ключові слова: блокчейн, криптовалюта, біткоїн, рекурентна нейронна мережа, LSTM.
The article analyzes modern centralized social networks, taking into account the existing shortcomings. A methodical approach to the development of a multiplatform decentralized social network using an interplanetary file system is proposed. Besides, a decentralized social network, an Ethereum smart contract, and a module for interacting with the interplanetary file system have been developed, a solution for the client side had been designed, a database and a local server have been configured. The ways to increase the speed of loading content are analyzed. To develop the client part of a decentralized social network, several popular frameworks have been proposed. Adapted life cycle models have been investigated, that is, ways to describe the stages of software development, depending on the characteristics of a particular project. Given the specifics of developing a multi-platform decentralized social network using IPFS, Agile is supposed to be the most appropriate life cycle model. An algorithm is proposed to calculate the computational and capacitive complexity of the system being developed. The calculation takes into account the main functions of the system components.
The article discusses the encryption security of the Bitcoin Core cryptocurrency wallet. Particular attention is paid to aspects of the practical implementation of cryptographic algorithms when encrypting the wallet.dat file with a password. The practical strongness to brute-force attacks using parallel computing on the GPU is also considered. It was found that Bitcoin Core did not implement an encryption key change for private keys. This implementation makes it possible to re-attack the wallet without knowing the new password, if it has already been compromised before. The changes to encryption algorithms that complicate the password brute force attacks on the GPU are also proposed.
Не зважаючи на широке використання технології розподілених децентралізованих реєстрів, зокрема в популярних платформах Bitcoin і Etherium, їм притаманні суттєві недоліки. Головним з них є невисока швидкість обробки транзакцій. Для його усунення в цій роботі запропоновано двошарову модель розподіленого деценталізованого реєстру, що дозволить не тільки підвищити швидкість обробки транзакцій, а й збільшити масштабованість. Кожен з шарів моделі відрізняється як за функціями, що виконуються, так і за принципом створення мережі. Перший – є мережа, що побудована на архітектурі з використанням спрямованого ациклічного графу – DSGChain, яка саме створює блоки. Другим – є мережа, що являє собою класичний блокчейн. В цій мережі відбувається формування консенсусу Proof of Stake для валідації та фіналізації блоків. В рамках запропонованої моделі розроблено метод упорядкування блоків DAG. Метод базується на введеному понятті скелетних блоків. Метод дає змогу суттєво зменшити трафік між двома мережами. Розроблено метод формування оптимістичного (імовірнісного) консенсусу. Ймовірнісний консенсус дає змогу значно скоротити час фіналізації блоків. При формуванні комітетів для PoS консенсусу запропоновано використовувати новий метод перемішування на основі перетворення Tent, який суттєво підвищує рівень безпеки реєстру в цілому. На основі запропонованої моделі створено її програмну реалізацію у вигляді платформи Waterfall. Навантажувальні експерименти з тестовою мережею продемонстрували, що вона забезпечує швидкість обробки транзакцій більше 2000 tps при високому рівні масштабування. Таким чином, поєднання технологій блокчейн та DAGChain в одній моделі розподіленого реєстру дає змогу підвищити швидкість обробки транзакцій на порядки. Подальшим напрямком прискорення обробки даних є застосування шардингу в DAGChain мережі, що може ще більше підвищити показники ефективності розподіленого реєстру.
У кваліфікаційній роботі бакалавра було проведено аналіз архітектури криптовалют та особливостей використання цифрового підпису в криптовалютах. Було розглянуто основні принципи криптовалют, зокрема децентралізацію, роль журналу транзакцій та принципи консенсусу, такі як proof of work та proof of stake. Також було досліджено застосування криптографії в криптовалютах, зокрема генерацію приватних та публічних ключів, еліптичну криптографію та хеш-функції. Було проведено аналіз основних алгоритмів цифрового підпису. Були розглянуті алгоритми RSA, DSA, ECDSA та EdDSA. Досліджено структуру та безпеку цих алгоритмів, а також механізми, на яких вони ґрунтуються. Виявлено, що EdDSA є простішим у реалізації та розумінні порівняно з ECDSA, при цьому забезпечуючи подібний рівень безпеки. Було реалізовано програму для використання цифрових підписів з використанням обговорених алгоритмів. Було описано процес реалізації програми, вибір та підключення необхідних бібліотек, а також розроблено інтерфейси та функціонал для роботи з цифровим підписом. Ключові слова : цифрові підписи, еліптичні криві, еліптичні криві Едвардса, криптовалюта, JAVA.
Open access
Cryptography and Residue Arithmetic
Cybersecurity and Information Systems
Advanced Steganography and Watermarking Techniques
Метою роботи є створення додатку для зберігання та обміну медичної інформації на централізований мережі блокчейн. Об’єктом роботи є процес збереження та редагування та медичної інформації лікарями та її перегляд та обмін пацієнтами. Предметом роботи є програмний засіб для зберігання та обміну медичної інформації в централізованій мережі. Інструменти розроблення: безкоштовне, вільно поширюване середовище розробки Microsoft Visual Studio Code, мова програмування TypeScript, використання бібліотек React, web3-react, CSS бібліотеки Tailwind, програмного середовища розробки Hardhat, мова програмування смарт-контрактів Solidity, бібліотеки смарт-контрактів OpenZeppelin Contracts. У ході дослідження виконано загальний огляд типів медичної інформації, проблем її зберігання та обміну, архітектуру існуючих додатків, її переваги та недоліки. Також було досліджено та описано технологію блокчейн, її особливості, переваги та недоліки в порівнянні з клієнт-серверною архітектурою. Розроблено програмний продукт для зберігання та обміну медичної інформації на блокчейні. Ключові слова : WEB-3, децентралізована архітектура, клієнт-серверна архітектура, медична інформація, надійність, програмне забезпечення, приватна інформація, безпека, блокчейн.
В роботі виконано порівняльний аналіз програмних реалізацій спеціальних мереж смартфонів (SPAN), а саме FireChat, Bridgefy, Serval Project та Briar та проаналізовано їхні підходи до безпеки та автентифікації користувачів. В роботі виявлено, що існуючі механізми автентифікації користувачів недостатні та вразливі, тому запропоновано рішення, що використовує технологію розподілених застосунків Blockchain для автентифікації користувачів. Рішення написане на мові програмування Java та NextJS та використовує Ngrok для публічного доступу до застосунку з використанням SSL. Таке рішення використовує Web3 гаманець MetaMask для виконання процедури автентифікації та спеціальний API від Moralis. Результуюче рішення є більш безпечне завдяки особливостям роботи технології Blockchain та окрім автентифікації, дозволяє перевірити користувача в мережі Blockchain. Воно може бути застосоване для програмних реалізацій SPAN, а також для будь-яких інших мобільних застосунків, що потребують механізму автентифікації користувачів. Ключові слова: БЛОКЧЕЙН, СПЕЦІАЛЬНІ МЕРЕЖІ СМАРТФОНІВ, METAMASK, MORALIS, WEB3, SPAN.
Блокчейн - це тип технології розподіленого реєстру (Distributed Ledger Technology або DLT), який складається зі зростаючого списку записів, які називаються блоками, що надійно пов'язані між собою за допомогою криптографії [1]. В першу чергу, метою блокчейну є надати здатність користувачам записувати та розповсюджувати цифрову інформацію без змоги редагування.
Alexey Finogeev, Michael Deev, Данила Парыгин, Антон Финогеев
The article deals with the creation of an intelligent architecture of the Internet of Things transport environment based on software-defined network (SDN) and blockchain for detecting threats and attacks. The transport environment is created for the monitoring system of critical events in the road transport infrastructure. Blockchain technology is used to authenticate network nodes, store sensor data in a distributed ledger. The network packet clustering method based on a fuzzy neural network is used to detect packets with possible malicious content. The intelligent SDN architecture is a hierarchy of four layers with six levels and includes: a) edge computing layer (sensor nodes and routers level, SDN switches data level), b) fog computing layer (zone server level, control level in SDN controllers), c) a cloud computing layer with data center servers, d) a layer for presenting monitoring results on user devices and applications. Detection of threats and attacks is implemented by validating network nodes and analyzing header fields of IP packets and TCP segments. The intrusion detection system includes a parser and analyzer of data packets, a module for filtering traffic by type, port numbers and other characteristics of packets, a module for synthesizing digital signatures of trusted nodes and their validation, a module for analyzing and clustering packets based on fuzzy logic and a neural network, modules for logging procedures. The probability function of packets belonging to clusters is tuned through deep learning of a five-layer neural network. The conclusion about belonging and degree of similarity with malicious packages is formed using the fuzzy logic apparatus. To train the neural network, the previously synthesized rules of the flow tables and the identified signs of atypical data packets are used. The functionality and effectiveness of the SDN architecture with an intrusion detection system is validated by simulating procedures in the NS3 Simulator system, evaluating authenticity, latency, throughput, response time, and accuracy in detecting atypical data packets.
Метою статті є аналіз тлумачення словосполучення Distributed Ledger Technology (далі DLT) таблокчейн, визначення спільного, та відмінного, переваги та недоліки технологій. З'ясовано, що блокчейн єпідмножиною DLT, і використовувати термін блокчейн не завжди доречно та тлумачно правильно,краще використовувати термін DLT. В патентах та статтях було виявлено, що термін DLT все жтаки був використаний раніше ніж термін блокчейн, хоча багато авторів статей, чомусь помилкововважають, що саме блокчейн породив поняття DLT.Окремо у статті розкрито, позитивні та негативні аспекти блокчейну, а також проведенакатегоризація DLT. Звернуто увагу на те, що вузли, які проводять та контролюють операції вдецентралізованих мережах, залежно від типу систем можуть по різному називатись, від валідаторівдо нод.Визначено, що DLT є більш грамотним та тлумачно вірним терміном ніж блокчейн, і використовуючийого, автор ніколи не помилиться в суті