МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ,

СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»

(СПбГУТ)

Факультет Инфокоммуникационных сетей и систем

Кафедра Кибербезопасности

Дисциплина Блокчейн и обеспечение безопасности распределенных реестров

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ 1

Методы защиты информации в распределённых системах

(тема отчета)

Направление/специальность подготовки

10.03.01 Информационная безопасность

(код и наименование направления/специальности)

Студент:

Травкина Е.А., ИКБ-14

(Ф.И.О., № группы) (подпись)

Федченко А.С., ИКБ-14

(Ф.И.О., № группы) (подпись)

Ящук А.А., ИКБ-14

(Ф.И.О., № группы) (подпись)

Преподаватель:

к.т.н, доцент, Кушнир Д.В.

(должность, Ф.И.О.) (подпись)

Цель работы:

Изучение принципа построения и назначения блокчейна.

Задание:

Изучить принципы функционирования блокчейна на основе web-модели работы блокчейна и формирование ключей и подписей к транзакциям.

Задание на работу.

1. Исследовали поведение хеш-функции на вкладке Hash.

2. Исследовали формирование «блока» на вкладке Block, т.е. подбора для текущего содержимого блока такого значения параметра «nonce», при котором значение хеша отвечает определённым требованиям (хеш должен быть меньше некоторого значения, например, иметь несколько ведущих нулей, в данной демонстрации – четыре нуля).

   1. Убедились и сделали скриншот, что значения хеша при других значениях «nonce» не соответствует требованиям.

2. Убедились и сделали скриншот, что изменение содержимого поля Data приводит к формированию хеша, который не соответствует требованиям.

3. Для изменённого содержимого блока вычислили хеш, удовлетворяющий требованиям (фактически выполнить майнинг этого блока), нажатием на кнопку Mine.

3. Исследовали формирование цепочки блоков на вкладке Blockchain.

   1. Убедились, что хеш текущего блока зависит от хеша предыдущего (так как хеш в данной демонстрации пересчитывается автоматически, то для изменения хешей необходимо менять содержимое соответствующих блоков).

2. Убедились, что изменение содержимого любого блока меняет хеш соответствующего блока и хеш ВСЕХ последующих блоков.

3. Убедились, что изменение содержимого одного из блоков приводит к необходимости производить подбор параметра «nonce» заново для каждого блока, начиная с изменённого, и этот подбор требует определённого времени (хотя для демонстрационного примера это время незначительное). Определили, сколько хешей пришлось вычислить для получения каждого правильного блока (определяется значением «nonce») и сколько приходится вычислять хешей в среднем на блок.

4. Информация для ознакомления. В исследуемой демонстрации сильно упрощена идея достижения «консенсуса» между участниками сети, т.е. определения того, какой блок считать правильным, если есть разные версии блоков с «одинаковыми номерами». В традиционных блокчейнах пользователи считают правильными те блоки, которые принадлежат самой длинной цепочке. На рисунке ниже зелёным блокам, в отличие от красных, доверяют, так как на их формирование затрачено больше каких-либо ресурсов, например, вычислительных.

5. Исследовали транзакции на вкладке Coinbase.

1. Определили, как менялось количество средств на «счету» пользователя Anders с каждым блоком, выписали значения после каждого блока.

1 блок – 100

2 блок – 100 + 100 – 10 – 20 – 15 – 15

3 блок – 100 + 100 – 10 – 20 – 15 – 15 + 100

4 блок – 100 + 100 – 10 – 20 – 15 – 15 + 100 + 100

5 блок – 100 + 100 – 10 – 20 – 15 – 15 + 100 + 100 + 100

2. Определили, как менялось количество средств на «счету» пользователя Jackson с каждым блоком, выписали значения после каждого блока.

1 блок – 0

2 блок – 0

3 блок – 10 + 5

4 блок – 10 + 5 + 8 – 15

5 блок – 10 + 5 + 8 – 15 – 2

6. Исследование создание ключей. (https://andersbrownworth.com/blockchain/public-private-keys/keys)

   1. Сформировали ключи 14182124

2. Открытый ключ длиннее, чем секретный. Открытый ключ часто содержит больше информации для обеспечения безопасности. Это связано с тем, что открытый ключ должен быть достаточно длинным, чтобы создать криптографически безопасное пространство для проверки подписи и шифрования. Секретный ключ, в свою очередь, может быть короче, так как его безопасность обеспечивается тем, что он хранится в секрете и его не нужно передавать или открывать для общего доступа.

1. Проверили создание и проверку подписей на Наших ключах. (https://andersbrownworth.com/blockchain/public-private-keys/signatures )

   1. Проверили создание подписи под сообщением и изменении подписи при малейшем изменении сообщения. Выполнили проверку подписи для исходного и для измененного сообщения.

8. Проверка подписи транзакций (https://andersbrownworth.com/blockchain/public-private-keys/transaction )

   1. Выполнили аналогичные проверки для демонстрационной транзакции.

9. Рассмотрели транзакции в представленных блоках. (https://andersbrownworth.com/blockchain/public-private-keys/blockchain

1. Указали, выполняется ли при майнинге в данной демонстрации проверка транзакций на корректность:

   1. Наличие на данном адресе необходимой суммы – НЕТ

2. Корректность подписи транзакций – ДА

2. Составили итоговую таблицу адресов с суммарным объемом монет на них на момент выполнения всех транзакций, учтенных в блоках.

Адрес	До 1 блока	1 блок	2 блок	3 блок	4 блок	5 блок	Итого
04fe1be031bc7a54d900ff062911bc4f7ba0edb39e4280268e490b79e347e3b8b0019c252aad7536ef7caeb061d558cac2eaec43ff670d76a521bec77c35751310	0	100	100-60	100	100	100	440
04cc17dc129331c1cbb9c32cf4dc2dde4a5144e26c09b7430685c227176aeed05c74cf9d581da9d872cff53e67a8b28c53dfcf197dc4148e476eff4c3abfb3eebd			10		-8		2
04997ac426a5c3c0ec9b51732435f90ebb4cf06aca4bfdb778865af0110f3931660d8b85297d59382c81eb6c7ae7c100af55800f15dad1fc72122139ba02e5d740			20	-20			0
042222d7af343abd780add9dd7a0f554a1d6b127bc6f7ec28c5eef97d25af83028e89011559daa71dfcc7e2175433a1a6ef605715eba07a8a942c7088f8050a714			15	-10	-5		0
041c377677bb697329b8dbeb5811b026d532730ad90ad7357fd812183ec01b766d7a4ee33c6a85b84d44fa1c3c59377c660f0076c39c563d9a19005a56ee1d1336			15	-5	5		15
04d4080959e3795bc74a50fe606c1418a0a2a1c2c16e39f5c4a08b363a9c0611fa732be61f13b3f270cc534d3815dacced5d344b86a9aa302390c3399b5238bce6				30	8-7	-7	24
040b4c84f02bfec488a8a861267f8221646e1b6f6701504ad39d4ee82248fa7b5152536ea36bf47ee0812186a13311a2c0cfc24f557dfa38b2048139be45d7ac4c				20		-9.95	10.05
0451d4a9c44a2dec79ad3e26ab25223b78d9c9e5150cefe53e79f3fefed4f23b36f02cf51a74c2f44916c571560b5e3f555ee1bb339a64ef707825340e3ed37090					7	7-6-4	4
043e17e5095e878b0fbf63f4c7de037ed0e098d13ac7b8891c5d7238edc9dea474ce7df69a643edf2cccb7b9cf71701e1825e5ceb840764efb3fc7b6e7f433be41						6	6
04020d6fe7aeabd3a00d725f542c35d8b345fe1c884f3af420987ca51c73580e4b4c42f9838f254d142d7024f556d167ce2d0ddf7e9576ebd9136368542f8ac5a2						4	4
04148850d1edbd665a7a797c69f8015aa84e92f84f68285cc561397d4120c6e6a0f331e6a40bf9e4066ca1719666d201585564d4e11449e22cec9c6eec3d20bfbf						9.95	9.95

Вывод

В ходе выполнения практической работы были изучены принципы функционирования блокчейна на основе web-модели работы блокчейна и формирование ключей и подписей к транзакциям.

Санкт-Петербург

2024