فصلنامه تخصصی فناوری اطلاعات و ارتباطات

بررسی جنبه‌های امنیتی فناوری بلاکچین: چالش‌ها و چشم‌اندازها

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی کامپیوتر، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی، اراک، ایران

10.22034/apj.2025.730011
چکیده
فناوری بلاکچین با ویژگی‌های منحصربه‌فردی همچون عدم تمرکز، شفافیت، امنیت و تغییرناپذیری، تحول چشمگیری در زمینه‌های مختلف فناوری ایجاد کرده است . این مقاله با هدف بررسی جامع جنبه‌های امنیتی بلاکچین، چالش‌ها و چشم‌اندازهای پیش‌رو منتشر شده است. ابتدا مفاهیم بنیادی بلاکچین، الگوریتم‌های اجماع مختلف و تکنیک‌های رمزنگاری مورد استفاده در آن تشریح شده است. سپس کاربردهای متنوع بلاکچین در حوزه‌هایی نظیر مالی، اینترنت اشیا، انرژی، سلامت و حریم خصوصی مورد تحلیل قرار گرفته‌اند. بخش مهمی از مقاله به مسائل امنیتی بلاکچین، از جمله حملات شبکه، آسیب‌پذیری‌های کد، حملات قراردادهای هوشمند و حفاظت داده‌ها اختصاص یافته است. در نهایت، اقدامات امنیتی و ابزارهای تحلیل آسیب‌پذیری معرفی شده و روندهای تحقیقاتی برای توسعه سیستم‌های مقیاس‌پذیر و ایمن‌تر ارائه شده است. نتایج نشان می‌دهد که در حالی که بلاکچین ظرفیت‌های بالایی دارد، اما بدون توجه به مسائل امنیتی و چالش‌های موجود، نمی‌تواند به صورت پایدار و گسترده به کار گرفته شود. بنابراین، توجه به این چالش‌ها در کنار بهره‌گیری از فناوری‌های نوین، کلید موفقیت در توسعه آینده بلاکچین خواهد بود. این مقاله می‌تواند به عنوان مرجعی برای پژوهش‌های بعدی در زمینه امنیت بلاکچین و توسعه فناوری‌های مرتبط مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Exploring the Security Aspects of Blockchain Technology: Challenges and Prospects

نویسندگان English

Maryam Rezaee
Ali Mohammadpoor
Department of Computer Engineering, Ar.C., Islamic Azad University, Arak, Iran
چکیده English

Blockchain technology, with its unique features such as decentralization, transparency, security, and immutability, has brought about a significant transformation in various technological fields. This article aims to comprehensively review the security aspects of blockchain, its challenges, and future prospects. First, the fundamental concepts of blockchain, various consensus algorithms, and cryptographic techniques used in it are described. Then, the diverse applications of blockchain in fields such as finance, IoT, energy, health, and privacy are analyzed. An important part of the article is dedicated to blockchain security issues, including network attacks, code vulnerabilities, smart contract attacks, and data protection. Finally, security measures and vulnerability analysis tools are introduced, and research trends are presented to develop more scalable and secure systems. The results show that while blockchain has high potential, it cannot be used sustainably and widely without considering the existing security issues and challenges. Therefore, addressing these challenges, along with leveraging new technologies, will be the key to success in the future development of blockchain. This paper can be used as a reference for further research in the field of blockchain security and the development of related technologies.

کلیدواژه‌ها English

Blockchain
Security
Consensus Algorithm
Smart Contract
  1. Rezae M, Mohammadpur A. Exploring the Security Aspects of Blockchain Technology: Challenges and Prospects. Arman Process Journal. 2025;6(2):49-59.
  2. Nakamoto S. Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System. 2008.
  3. Crosby M, Pattanayak P, Verma S, Kalyanaraman V. Blockchain technology: Beyond bitcoin. Applied Innovation. 2016;2(6-10):71.
  4. Zheng Z, Xie S, Dai H, Chen X, Wang H. An Overview of Blockchain Technology: Architecture, Consensus, and Future Trends. IEEE International Congress on Big Data. 2017:557-564.
  5. Christidis K, Devetsikiotis M. Blockchains and Smart Contracts for the Internet of Things. IEEE Access. 2016;4:2292-2303.
  6. Gervais A, Karame G, Wüst K, Glykantzis V, Ritzdorf H, Capkun S. On the Security and Performance of Proof of Work Blockchains. Proceedings of the 2016 ACM SIGSAC Conference on Computer and Communications Security. 2016:3-16.
  7. Kshetri N. Blockchain’s roles in meeting key supply chain management objectives. International Journal of Information Management. 2018;39:80-89.
  8. Christidis K, Devetsikiotis M. Blockchains and Smart Contracts for the Internet of Things. IEEE Access. 2016;4:2292-2303.
  9. Yli-Huumo J, Ko D, Choi S, Park S, Smolander K. Where Is Current Research on Blockchain Technology?—A Systematic Review. PLOS ONE. 2016;11(10):e0163477.
  10. Zheng Z, Xie S, Dai H, Chen X, Wang H. An Overview of Blockchain Technology. IEEE International Congress on Big Data. 2017:557-564.
  11. Wood G. Ethereum: A Secure Decentralised Generalised Transaction Ledger. Ethereum Project Yellow Paper. 2014.
  12. Bonneau J, Miller A, Clark J, Narayanan A, Kroll JA, Felten EW. SoK: Research Perspectives and Challenges for Bitcoin and Cryptocurrencies. IEEE Symposium on Security and Privacy. 2015:104-121.
  13. Conti M, Dehghantanha A, Franke K, Watson S. Internet of Things security and forensics: Challenges and opportunities. Future Generation Computer Systems. 2018;78:544-546.
  14. Dinh T, Wang J, Chen D, Liu R, Ooi BC, Wang J. BLOCKBENCH: A Framework for Analyzing Private Blockchains. Proceedings of the 2017 ACM International Conference on Management of Data. 2017:1085-1100.
  15. Nakamoto S. Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System. 2008.
  16. Saleh F. Blockchain Without Waste: Proof-of-Stake. The Review of Financial Studies. 2020;33(7):3428-3470.
  17. Popov S. The Tangle. 2018. Available from: https://iota.org/IOTA_Whitepaper.pdf.
  18. Bentov I, Lee C, Mizrahi A, Rosenfeld M. Proof of Activity: Extending Bitcoin's Proof of Work via Proof of Stake. ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review. 2014;42(3):34-37.
  19. Szabo N. Smart Contracts: Building Blocks for Digital Markets. EXTROPY. 1996;16.
  20. Christidis K, Devetsikiotis M. Blockchains and Smart Contracts for the Internet of Things. IEEE Access. 2016;4:2292-2303.
  21. Gai K, Qiu M, Sun X. A Survey on FinTech. Journal of Network and Computer Applications. 2018;103:262-273.
  22. Atzei N, Bartoletti M, Cimoli T. A Survey of Attacks on Ethereum Smart Contracts (SoK). Proceedings of the 6th International Conference on Principles of Security and Trust. 2017:164-186.
  23. Bonneau J, Felten E. The Twin Challenges of Privacy and Transparency in Generic Blockchain Designs. IEEE Security & Privacy. 2020;18(4):16-26.
  24. Merkle RC. A Digital Signature Based on a Conventional Encryption Function. Advances in Cryptology — CRYPTO '87. 1988;pp:369-378.
  25. Li X, Jiang P, Chen T, Luo X, Wen Q. A Survey on the Security of Blockchain Systems. Future Generation Computer Systems. 2020;107:841-853.
  26. Luu L, Chu D, Olickel H, Saxena P, Hobor A. Making Smart Contracts Smarter. Proceedings of the 2016 ACM SIGSAC Conference on Computer and Communications Security. 2016:254-269.
  27. Chen T, Li X, Luo X, Wen Q. A Review on Security Privacy Challenges and Attacks of Blockchain. IEEE International Congress on Big Data. 2018:557–564.
  28. Wang S, Ouyang L, Yuan Y, Ni X, Han X, Wang F. Blockchain-Enabled Smart Contracts: Architecture, Applications, and Future Trends. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems. 2019;49(11):2266-2277.