GROUP STATE ROUTING PROTOCOL (MYCELIA): НОВА МОДЕЛЬ КООРДИНАЦІЇ РО-ЗПОДІЛЕНОЇ МЕРЕЖІ
DOI:
https://doi.org/10.18372/2310-5461.68.20240Ключові слова:
захищені канали зв'язку, мережеві протоколи, шифрування, інциденти безпеки, розподілені системи, децентралізовані системи, координація розподілених мереж, ранжування трафіку на основі RSDPАнотація
У даній статті описується нова модель управління безпечними каналами зв'язку в розподіленому середовищі з метою мінімізації криптографічних вікон та векторів атак на основі аналізу кореляції трафіку. У сучасному світі цифрового взаємозв'язку, здатність зберігати конфіденційність обміну даними між кількома вузлами набуває відчутного значення. Безпечний канал зв'язку повинен забезпечувати значущі гарантії конфіденційності, цілісності та доступності даних, що передаються, а також мінімізувати затримки через накладні витрати механізмів безпеки.
Існуючі рішення, зосереджені навколо віртуальних приватних мереж, сітчастих топологій та ретрансляцій, мають спільні обмеження у своїй здатності уникати точок концентрації трафіку, таких як вхідні та публічні вузли. Таким чином, криптоаналітики можуть корелювати трафік у деяких випадках та потенційно порушувати секретність зв'язку. Отже, пропонується нова модель, метою якої є уникнення появи таких точок концентрації під час передачі трафіку шляхом використання можливостей групової маршрутизації та децентралізованої координації стану кластера на основі протоколу виявлення стану репліки (Replica State Discovery Protocol).У рамках цієї статті розроблено та представлено нову модель побудови безпечних каналів зв'язку. Було проведено порівняльний аналіз для ілюстрації різниці в топологіях зв'язку між існуючими рішеннями та запропонованим протоколом. В основі цього дослідження лежить теоретичний аналіз топології запропонованої моделі та методів, що використовуються для оптимізації створення безпечних каналів та механізмів ретрансляції трафіку. Математичне моделювання було використано для формального опису властивостей запропонованого протоколу, що сприятиме його інтеграції в сучасні системи зв'язку.В результаті було розроблено та проаналізовано модель розподіленого управління безпечними каналами зв'язку, яка зменшує ймовірність атак на основі кореляції трафіку та таким чином покращує характеристики конфіденційності з'єднання між учасниками. Було запропоновано новий метод маршрутизації шляхів на основі груп ретрансляції, а також принципи розсіювання вихідного трафіку mesh-мережі. По-друге, було розроблено метод розподіленої координації трафіку на основі RSDP, який дозволяє уникнути концентрації повноважень і таким чином закладає основу для децентралізованої версії побудови безпечних каналів зв'язку.
Посилання
Barrett-danes F., Ahmad F. Quantum computing and cybersecurity: a rigorous systematic review of emerging threats, post-quantum solutions, and research directions (2019–2024). Discover Applied Sciences. 2025. Vol. 7, No. 10. P. 1083. DOI: 10.1007/s42452-025-07322-5.
Bhutta M.N.M., Khwaja A.A., Nadeem A., Ahmad H.F., Khan M.K., Hanif M.A., Song H., Alshamari M., Cao Y. A Survey on Blockchain Technology: Evolution, Architecture and Security. IEEE Access. 2021. Vol. 9. P. 61048–61073. DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3072849.
Alghamdi T.A., Khalid R., Javaid N. A Survey of Blockchain Based Systems: Scalability Issues and Solutions, Applications and Future Challenges. IEEE Access. 2024. Vol. 12. P. 79626–79651. DOI: 10.1109/ACCESS.2024.3408868.
Qollakaj K., Larsson L.E., Memeti S. Cybersecurity of remote work migration: A study on the VPN security landscape post Covid-19 outbreak. Array. 2025. Vol. 27. P. 100437. DOI: 10.1016/j.array.2025.100437.
Sudipti Banerjee., Dr. Rajni Ranjan Singh Makwana. Virtual Private Network: Survey and Research Challenges. International Journal of Latest Technology in Engineering Management & Applied Science. 2025. Vol. 14, No. 6. P. 211–226. DOI: 10.51583/IJLTEMAS.2025.140600028.
Alsabah M., Goldberg I. Performance and Security Improvements for Tor: A Survey. ACM Computing Surveys. 2017. Vol. 49, No. 2. P. 1–36. DOI: 10.1145/2946802.
Karunanayake I., Ahmed N., Malaney R., Islam R., Jha S.K. De-Anonymisation Attacks on Tor: A Survey. IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2021. Vol. 23, No. 4. P. 2324–2350. DOI: 10.1109/COMST.2021.3093615.
Cui J., Huang C., Meng H., Wei R. Tor network anonymity evaluation based on node anonymity. Cybersecurity. 2023. Vol. 6, No. 1. P. 55. DOI: 10.1186/s42400-023-00191-8.
Reed M.G., Syverson P.F., Goldschlag D.M. Anonymous Connections and Onion Routing. IEEE Journal on Selected Areas in Communications. 1998. Vol. 16, No. 4. P. 482–494. DOI: 10.1109/49.668972.
S. M., Thangavel G., Basheer S. A Review on Garlic Routing and Artificial Intelligence Applications in Public Network. 2023 International Conference on Computer Science and Emerging Technologies (CSET): 2023 International Conference on Computer Science and Emerging Technologies (CSET). Bangalore, India: IEEE, 2023. P. 1–6. DOI: 10.1109/CSET58993.2023.10346642.
Jadav N.K., Gupta R., Tanwar S. Garlic Routing-Based Privacy Preserving Framework for Secure Data Exchange Between IoMVs with 5G. 2023 International Conference on Network, Multimedia and Information Technology (NMITCON): 2023 International Conference on Network, Multimedia and Information Technology (NMITCON). Bengaluru, India: IEEE, 2023. P. 1–6. DOI: 10.1109/NMITCON58196.2023.10276185.
Kjorveziroski V., Bernad C., Gilly K., Filiposka S. Full‐mesh VPN performance evaluation for a secure edge‐cloud continuum. Software: Practice and Experience. 2024. Vol. 54, No. 8. P. 1543–1564. DOI: 10.1002/spe.3329.
Subratie K., Aditya S., Figueiredo R.J. EdgeVPN: Self-organizing layer-2 virtual edge networks. Future Generation Computer Systems. 2023. Vol. 140. P. 104–116. DOI: 10.1016/j.future.2022.10.007.
Sun X., Yu F.R., Zhang P., Sun Z., Xie W., Peng X. A Survey on Zero-Knowledge Proof in Blockchain. IEEE Network. 2021. Vol. 35, No. 4. P. 198–205. DOI: 10.1109/MNET.011.2000473.
Capko D., Vukmirovic S., Nedic N. State of the Art of Zero-Knowledge Proofs in Blockchain. 2022 30th Telecommunications Forum (TELFOR): 2022 30th Telecommunications Forum (TELFOR). Belgrade, Serbia: IEEE, 2022. P. 1–4. DOI: 10.1109/TELFOR56187.2022.9983760.
Halpin H. Nym Credentials: Privacy-Preserving Decentralized Identity with Blockchains. 2020 Crypto Valley Conference on Blockchain Technology (CVCBT): 2020 Crypto Valley Conference on Blockchain Technology (CVCBT). Rotkreuz, Switzerland: IEEE, 2020. P. 56–67. DOI: 10.1109/CVCBT50464.2020.00010.
Danezis G., Goldberg I. Sphinx: A Compact and Provably Secure Mix Format. 2009 30th IEEE Symposium on Security and Privacy (SP): 2009 30th IEEE Symposium on Security and Privacy. Oakland, CA, USA: IEEE, 2009. P. 269–282. DOI: 10.1109/SP.2009.15.
Halpin H. Simulation of Mixmining Reward Parameters for the Nym Mixnet. Ubiquitous Security. / ed. by Wang G., Wang H., Min G., Georgalas N., Meng W. Singapore: Springer Nature Singapore, 2024. Vol. 2034. P. 363–379. (Communications in Computer and Information Science). DOI: 10.1007/978-981-97-1274-8_24.
Alwen J., Blanchet B., Hauck E., Kiltz E., Lipp B., Riepel D. Analysing the HPKE Standard. Advances in Cryptology – EUROCRYPT 2021. / ed. by Canteaut A., Standaert F.-X. Cham: Springer International Publishing, 2021. Vol. 12696. P. 87–116. (Lecture Notes in Computer Science). DOI: 10.1007/978-3-030-77870-5_4.
Kotov M., Toliupa S. Layered Architecture for RSDP V3.0: Modular Distributed Consensus and Coordination. Networks and Sustainability. / ed. by Luntovskyy A., Klymash M., Melnyk I., Beshley M., Gütter D. Cham: Springer Nature Switzerland, 2025. Vol. 1473. P. 140–160. (Lecture Notes in Electrical Engineering). DOI: 10.1007/978-3-032-02272-1_6.
Toliupa S., Kotov M., Buchyk S., Boiko J., Shtanenko S. Stateful Cluster Leader Failover Models and Methods Based on Replica State Discovery Protocol. Information Technology and Implementation Workshop (IT&I-WS 2024: Intelligent Systems and Security): Proceedings of the Information Technology and Implementation (IT&I) Workshop: Intelligent Systems and Security (IT&I-WS 2024: ISS), Kyiv, Ukraine, November 20 – 21, 2024. CEUR-WS.org, 2024. Vol. 3933. P. 120–140. URL: https://ceur-ws.org/Vol-3933/Paper_10.pdf.
Kotov M., Toliupa S., Nakonechnyi V., Buchyk S., Buchyk O. Byzantine Fault Tolerance in Distributed Systems: Advancing the Replica State Discovery Protocol v2. 0. CEUR-WS.org, 2025. Vol. 3991. P. 121–138. URL: https://ceur-ws.org/Vol-3991/paper10.pdf.
Kaplan D. An overview of Markov chain methods for the study of stage-sequential developmental processes. Developmental Psychology. 2008. Vol. 44, No. 2. P. 457–467. DOI: 10.1037/0012-1649.44.2.457.
Imani M., Amirabadi M., Wright M. Modified relay selection and circuit selection for faster Tor. IET Communications. 2019. Vol. 13, No. 17. P. 2723–2734. DOI: 10.1049/iet-com.2018.5591.
Ali A., Khan M., Saddique M., Pirzada U., Zohaib M., Ahmad I., Debnath N. TOR vs I2P: A Comparative Study. 2016 IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT): 2016 IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT). Taipei, Taiwan: IEEE, 2016. P. 1748–1751. DOI: 10.1109/ICIT.2016.7475027.
Halpin H. Nym Credentials: Privacy-Preserving Decentralized Identity with Blockchains. 2020 Crypto Valley Conference on Blockchain Technology (CVCBT): 2020 Crypto Valley Conference on Blockchain Technology (CVCBT). Rotkreuz, Switzerland: IEEE, 2020. P. 56–67. DOI: 10.1109/CVCBT50464.2020.00010.
Janson S. Large Deviation Inequalities for Sums of Indicator Variables. arXiv.
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Науковий журнал дотримується принципів відкритого доступу (Open Access) та забезпечує вільний, негайний і постійний доступ до всіх опублікованих матеріалів без фінансових, технічних або юридичних обмежень для читачів.
Усі статті публікуються у відкритому доступі відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).
Авторські права
Автори, які публікують свої роботи в журналі:
-
зберігають за собою авторські права на свої публікації;
-
надають журналу право на перше опублікування статті;
-
погоджуються на поширення матеріалів за ліцензією CC BY 4.0;
-
мають право повторно використовувати, архівувати та поширювати свої роботи (у тому числі в інституційних та тематичних репозитаріях) за умови посилання на первинну публікацію в журналі.
