Розроблення інформаційної системи автоматизованого обліку енергетичних ресурсів з використанням технології блокчейн
Автор: Юзюк Володимир Сергійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Проектування та адміністрування інформаційних комунікаційних мереж
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Магістерська кваліфікаційна робота спрямована на дослідження та створення децентралізованої інформаційної системи для автоматизованого обліку енергетичних ресурсів, що базується на застосуванні блокчейн-технологій. Основною метою дослідження є розробка технічного рішення, здатного забезпечити прозорість, безпеку, ефективність та економічну доцільність у процесах управління енергоресурсами. Така система повинна функціонувати як на рівні окремих мікромереж, так і в контексті взаємодії між різними користувачами, надаючи можливість розподілу енергетичних ресурсів з максимальною вигодою та мінімальними витратам, так і у взаємодії між користувачами [1]. Розробка базується на використані блокчейн-технологій, що дозволяють уникнути типових недоліків традиційних централізованих систем, таких як вразливість до атак, низька прозорість та високі експлуатаційні витрати. Основний акцент зроблений на створення гнучкої та надійної системи, яка може інтегруватися з існуючими інфраструктурами та відповідати вимогам безпеки та економічної ефективності в енергетичному секторі [2]. Проведене дослідження підтвердило актуальність переходу до децентралізованих моделей обліку й управління енергетикою у зв’язку зі зростанням кількості розподілених енергетичних ресурсів, таких як сонячні панелі та вітрові турбіни. Поширення DER вимагає створення технологічних рішень, здатних ефективно інтегрувати їх у загальну енергетичну інфраструктуру для підвищення продуктивності системи, зниження витрат та забезпечення стійкості до зовнішніх і внутрішніх загроз [3]. Блокчейн-технології були визначені як ефективний засіб реалізації таких рішень, адже вони дозволяють автоматизувати процеси обліку, розподілу та розрахунків, забезпечуючи при цьому високу прозорість і захист даних. Вивчення блокчейн-технологій охопило аналіз алгоритмів консенсусу, таких як Proof of Work та Proof of Stake, а також їхніх модифікацій, wе дозволило оцінити їх ефективність, безпеку та вплив на загальну продуктивність системи. У роботі акцентовано увагу на платформі Ethereum як технологічній основі для створення децентралізованих додатків, які підтримують автоматизацію операцій між учасниками за допомогою смарт-контрактів. Окремо досліджено функціональність смарт-контрактів у забезпеченні прозорості взаємодій, мінімізації ризиків шахрайства та спрощенні облікових операцій [4,5]. Проаналізовано також перспективи використання блокчейн-технологій, їхні переваги та виклики, включно з масштабованістю, енергоспоживанням та проблемами інтеграції у чинну інфраструктуру [6]. У ході розробки інформаційної системи створено архітектуру, яка забезпечує облік енергетичних мікромереж, організацію торгівлі енергією між користувачами та інтеграцію мікромереж із централізованими енергетичними системами. Здійснено проєктування та впровадження смарт-контрактів для автоматизації ключових процесів: обліку транзакцій між користувачами, взаємодії між мікромережами та координації загальної роботи системи [6]. Реалізація проєкту виконувалася за допомогою середовища розробки Hardhat із використанням бібліотек Ethers.js і Web3.js. Особливу увагу приділено безпеці, зокрема проведенню аудиту смарт- контрактів за допомогою інструментів Slither і Etherscan. Це дозволило виявити та усунути вразливості, включаючи reentrancy-атаки, логічні помилки та неоптимальне використання змінних. Моделювання навантажень підтвердило здатність системи ефективно функціонувати за умов збільшення кількості учасників та обсягів операцій. Результати дослідження підтвердили переваги децентралізованого підходу в порівнянні з централізованими рішеннями для обліку енергоресурсів. Економічний аналіз показав, що впровадження системи на основі блокчейн-технологій значно знижує ризики та витрати на облік і управління енергоресурсами порівняно з традиційними методами. Отримані результати мають практичне значення та можуть стати основою для розробки комерційних рішень у сфері енергетики, а також для розширення функціоналу блокчейн-додатків в інших галузях, що потребують прозорості та надійності облікових операцій.