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Benchmarking consensus techniques in permissioned blockchain systems
Yernar Kumashev
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Informatik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Informatik
Betreuer*in
Wolfgang Klas
DOI
10.25365/thesis.79733
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30807.83030.421086-8
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Erlaubnisbasierte Blockchain-Systeme haben insbesondere aufgrund ihrer Eigenschaften wie Zugriffskontrolle, Skalierbarkeit, Leistung und Datenschutz erheblich an Bedeutung für Unternehmen gewonnen – Merkmale, die in der am weitesten verbreiteten erlaubnisfreien Blockchain, Bitcoin, weitgehend fehlen. Diese Eigenschaften sind insbesondere in Sektoren wie dem Gesundheitswesen, dem Finanzwesen, der Lieferkette und weiteren Branchen von entscheidender Bedeutung. Gleichzeitig existiert eine Vielzahl unterschiedlicher erlaubnisbasierter Blockchain-Systeme, von denen jedes ein eigenes Konsensverfahren implementiert. Diese Diversität stellt eine Herausforderung bei der Auswahl eines geeigneten Systems dar, da derzeit keine universelle Lösung existiert, die sämtliche Anforderungen erfüllt. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein neuartiges Framework vorgestellt, das die Erstellung von Netzwerken auf drei unterstützten erlaubnisbasierten Blockchain-Systemen ermöglicht: Ethereum Clique, Quorum und Tendermint. Nach der Stabilisierung des Netzwerks werden Tests durchgeführt, um zentrale Leistungskennzahlen zu erfassen, darunter Durchsatz, Latenz, CPU-Auslastung und Speicherverbrauch. Diese Kennzahlen werden anschließend grafisch aufbereitet und analysiert. Der erste Teil der Arbeit bietet einen umfassenden Überblick über erlaubnisbasierte Blockchain-Systeme. Im zweiten Teil werden das Design und die Implementierung des Frameworks erläutert sowie die erforderlichen Schritte zur Erweiterung der Funktionalität auf zusätzliche Blockchain-Systeme detailliert beschrieben. Abschließend folgt im dritten Teil eine eingehende Analyse der erfassten Leistungskennzahlen, wobei die Stärken und Schwächen der drei unterstützten Blockchain-Systeme kritisch bewertet werden.
Abstract
(Englisch)
Permissioned blockchain systems have gained significant traction among corporations due to features such as access control, scalability, performance, and privacy—features that are notably absent in the most widely adopted permissionless blockchain, Bitcoin. These attributes are particularly critical in industries such as healthcare, finance, supply chain, and others. However, there are many different types of permissioned blockchain systems, each employing its own consensus mechanism. This poses a challenge in selecting an appropriate system, as no universal solution currently meets all requirements. This thesis introduces a novel framework capable of creating networks across three supported permissioned blockchain systems: Ethereum Clique, Quorum, and Tendermint. Following network stabilisation, tests are conducted to capture key metrics, including Throughput, Latency, CPU usage, and Memory consumption. These metrics are then visualised in graphical form for analysis. The first section of the thesis provides a comprehensive review of permissioned blockchain systems. The second section outlines the design and implementation of the framework, along with detailed steps to extend its functionality to support additional blockchain systems. Finally, the third section offers an in-depth analysis of the captured metrics, evaluating the strengths and weaknesses of the three blockchain systems supported.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Berechtigte Blockchain Blockchain-Benchmarking Quorum Tendermint Ethereum Clique
Schlagwörter
(Englisch)
Permissioned blockchain Blockchain benchmarking Quorum Tendermint Ethereum Clique
Autor*innen
Yernar Kumashev
Haupttitel (Englisch)
Benchmarking consensus techniques in permissioned blockchain systems
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
xiii, 66 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Wolfgang Klas
Klassifikationen
54 Informatik > 54.52 Software engineering ,
54 Informatik > 54.99 Informatik. Sonstiges
AC Nummer
AC17721073
Utheses ID
78009
Studienkennzahl
UA | 066 | 921 | |