Details

Целью работы является разработка программного решения, обеспечивающего устойчивое к подделкам хранение и проверку цифровых документов с использованием технологий частного блокчейна и распределённой файловой системы IPFS. Объект исследования – архитектура и реализация децентрализованного веб-приложения с интеграцией блокчейн и IPFS. В ходе выполнения работы были решены следующие задачи: 1. Выбор алгоритма консенсуса, соответствующего требованиям безопасности и офлайн-доступности системы цифровых данных. 2. Проектирование архитектуры веб-приложения с использованием IPFS и блокчейна. 3. Разработка веб-приложения, включающая серверную часть, пользовательский интерфейс и механизм офлайн-проверки билетов. 4. Экспериментальная оценка корректности и производительности реализованного решения. Разработан частный блокчейн с механизмом доказательства работы (PoW), обеспечивающий неизменяемость записей и возможность быстрой проверки. Интегрировано IPFS-хранилище для размещения PDF-документов, идентифицируемых через контент-адресацию (CID). Осуществлена реализация асинхронной архитектуры с оффлайн-верификацией через JavaScript/WebCrypto API. Разработан пользовательский интерфейс, демонстрирующий удобство, скорость отклика и безопасность взаимодействия. Разработанная система продемонстрировала эффективность сочетания блокчейн и IPFS для задач защиты цифровых билетов от подделок. Отзыв и проверка подлинности реализуются мгновенно и не требуют централизованной инфраструктуры. Архитектура соответствует современным нормативным рамкам и может быть внедрена в транспортной отрасли. Экономическая оценка показала потенциал многомиллионной экономии при масштабировании системы на реальных пользователей.

The purpose of the study is to develop a software solution that ensures forgery-resistant storage and verification of digital documents (for example, tickets) using private blockchain technologies and the IPFS distributed file system. The object of research is the architecture and implementation of a decentralized web application with blockchain and IPFS integration. In the course of the work, the following tasks were solved: 1. Selection of a consensus algorithm that meets the requirements of security and offline availability of the digital data system. 2. Design the architecture of a web application using IPFS and Blockchain. 3. Development of a web application that includes a backend, a user interface, and an offline ticket verification mechanism. 4. Conduct an experimental verification of the correctness and performance of the implemented solution. During the work a private blockchain with a proof-of-work (PoW) mechanism has been developed, ensuring the immutability of records and the possibility of quick verification. Integrated IPFS storage for hosting PDF documents identified through content addressing (CID). Asynchronous architecture with offline verification via JavaScript/WebCrypto API has been implemented. A user interface has been developed that demonstrates convenience, responsiveness, and security of interaction. The developed system has demonstrated the effectiveness of combining blockchain and IPFS for the tasks of protecting digital tickets from counterfeiting. Revocation and authentication are implemented instantly and do not require a centralized infrastructure. The architecture conforms to modern regulatory frameworks and can be implemented in the transportation industry. The economic assessment showed the potential for savings of several hundred million dollars when scaling the system to real users.