Застосування блокчейн-технологій в забезпеченні цілісності даних у логiстичних системах

Заголовок (англійською): 
Application of blockchain technologies in ensuring data integrity in logistics systems
Автор(и): 
Рябчун Ю. В.
Компанець Д. С.
Хроленко В. М.
Попович Н. Л.
Автор(и) (англ): 
Riabchun Yu.
Kompanets D.
Khrolenko V.
Popovych N.
Ключові слова (укр): 
блокчейн; цілісність даних; логістика; ланцюг поставок; прозорість; розподілений реєстр; смарт-контракт; Merkle tree
Ключові слова (англ): 
blockchain; data integrity; logistics; supply chain; transparency; distributed ledger; smart contract; Merkle tree
Анотація (укр): 
У статті визначено доцільність застосування блокчейн-технології для забезпечення цілісності даних у цифрових логістичних системах. Актуальність теми зумовлена потребою в надійності та прозорості даних в умовах зростаючої складності ланцюгів постачання, де недостатня довіра між учасниками, затримки в обміні інформацією та можливі фальсифікації негативно впливають на ефективність логістичних процесів. Розглянуто концептуальні основи блокчейну як технології децентралізованого реєстру транзакцій, що забезпечує незмінність, доступність та верифікованість даних за допомогою криптографії та механізмів консенсусу. Особливу увагу приділено аналізу практичного кейсу впровадження блокчейн-рішення для відстеження поставок, де кожен етап логістичного процесу фіксується в захищеному реєстрі з використанням смарт-контрактів. Запропоновано узагальнену архітектуру системи, що демонструє, як ключові учасники ланцюга технологічного рішення – постачальники, перевізники, склади, ритейлери — взаємодіють між собою через блокчейн-платформу. Проведено порівняльний аналіз з традиційними централізованими системами управління даними, а також з альтернативними підходами до забезпечення цілісності, зокрема із застосуванням хешування та контрольних механізмів. Також охарактеризовано криптографічні інструменти, що становлять методологічну основу блокчейн-технології: геш-функції, дерева Меркла, принципи роботи смарт-контрактів. Результати дослідження підтверджують, що блокчейн-технології можуть суттєво підвищити безпеку, прозорість і достовірність логістичних даних. У висновках окреслено переваги застосування блокчейн-технології в логістиці та визначено перспективні напрямки подальших досліджень, пов’язані з масштабованістю та продуктивністю таких рішень.
Анотація (англ): 
The article examines the feasibility of using blockchain technologies to ensure data integrity in digital logistics systems. The relevance of the topic stems from the need for data reliability and transparency in the context of increasing complexity of supply chains, where insufficient trust among participants, delays in information exchange, and potential falsifications negatively impact the efficiency of logistics processes. The conceptual foundations of blockchain as a decentralized transaction ledger technology are presented, which ensures immutability, accessibility, and verifiability of data using cryptography and consensus mechanisms. The study particularly focuses on the analysis of a practical case involving the implementation of a blockchain solution for delivery tracking, where each stage of the logistics process is recorded in a secure ledger using smart contracts. A generalized system architecture is proposed, demonstrating how key participants in the supply chain — suppliers, carriers, warehouses, retailers – interact via a blockchain platform. A comparative analysis is conducted with traditional centralized data management systems, as well as with alternative approaches to ensuring data integrity, specifically, through the use of hashing and control mechanisms. Cryptographic tools that form the methodological basis of blockchain technology are also described: hash functions, Merkle trees, and the principles of smart contracts. The study's findings confirm that blockchain technologies can significantly increase the security, transparency, and reliability of logistics data. The conclusions outline the advantages of using blockchain technologies in logistics systems and identify promising areas for further research concerning the scalability and performance of such solutions.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Управління розвитком складних систем, номер 62, 2025
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Management of Development of Complex Systems, number 62, 2025
Мова статті: 
Українська
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
170-176.pdf
Дата публікації: 
27 Июнь 2025
Номер збірника: 
62
Розділ: 
ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ ПРОЄКТУВАННЯ
Університет автора: 
Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ
Литература: 

1.     Sunny J, Undralla N, Madhusudanan Pillai V. Supply chain transparency through blockchain-based traceability: An overview with demonstration. Computers & Industrial Engineering. 2020. Vol. 150. P. 106895. URL: https://doi.org/10.1016/j.cie.2020.106895.

2.     Haber S, Stornetta W S. How to Time-Stamp a Digital Document. Advances in Cryptology-CRYPT0’ 90. Berlin, Heidelberg, 1990. P. 437–455. URL: https://doi.org/10.1007/3-540-38424-3_32.

3.     Merkle R C. A digital signature based on a conventional encryption function. Advances in Cryptology – CRYPTO’87. Lecture Notes in Computer Science. Vol. 293. Springer, Berlin, Heidelberg, 1988. P. 369–378.

4.     Nakamoto S. Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system. 2008. URL: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf.

5.     Alrakhami M, Al-Mashari M. Enhancing supply chain transparency using blockchain technology: Case of Agri-Food Products. International Journal of Advanced Computer Science and Applications. 2021. Vol. 12, No 3. P. 456–464. DOI: 10.14569/IJACSA.2021.0120353.

6.     Francisco K, Swanson D. The supply chain has no clothes: Technology adoption of blockchain for supply chain transparency. Logistics. 2018. Vol. 2, No 1. Article 2. https://doi.org/10.3390/logistics2010002.

7.     Saberi S, Kouhizadeh M, Sarkis J, Shen L. Blockchain technology and its relationships to sustainable supply chain management. International Journal of Production Research. 2019. Vol. 57, No 7. P. 2117–2135. https://doi.org/10.1080/00207543.2018.1533261.

8.     Casino F, Dasaklis T K, Patsakis C A. Systematic literature review of blockchain-based applications: Current status, classification and open issues. Telematics and Informatics. 2019. Vol. 36. P. 55–81. DOI: 10.1016/j.tele.2018.11.006.

9.     Kshetri N. The emerging role of big data in key development issues: Opportunities, challenges, and concerns. Big Data for Development. Cambridge University Press, 2018. P. 13–28.

10.  Mougayar W. The Business Blockchain: Promise, Practice, and the Application of the Next Internet Technology. Wiley, 2016. 180 p.

11.  Berezutskyi I, Honcharenko T, Ryzhakova G, Tykhonova O, Pokolenko V, Sachenko I. Methodological approach for choosing type of IT projects. Management. 2024 IEEE 4th International Conference on Smart Information Systems and Technologies. 2024. P. 14-19. https://doi.org/10.1109/SIST61555.2024.10629587.

12.  Ryzhakova G, Honcharenko T, Predun K, Petrukha N, Malykhina O, Khomenko O. Using of fuzzy logic for risk assessment of construction enterprise management system. 2023 IEEE International Conference on Smart Information Systems and Technologies (SIST). 2023. P. 208-213. https://doi.org/10.1109/SIST58284.2023.10223560.

13.  Гончаренко Т А. Застосування BIM-технології для створення інформаційної моделі території під забудову. Управління розвитком складних систем. 2018. 33. С. 138–145.

14.  Гончаренко Т А. Кластерний метод формування метаданих багатовимірних інформаційних систем для розв’язання задач генерального планування. Управління розвитком складних систем. 2020. № 42. С. 93–101. DOI: 10.32347/2412-9933.2020.42.93-101.

15.  Chernyshev, D., Dolhopolov, S., Honcharenko, T., Haman, H., Ivanova, T., & Zinchenko, M. (2022). Integration of building information modeling and artificial intelligence systems to create a digital twin of the construction site. In 2022 IEEE 17th International Conference on Computer Sciences and Information Technologies (CSIT) (pp. 36–39). https://doi.org/10.1109/CSIT56902.2022.10000717.

References: 

1.     Sunny, J., Undralla, N., & Madhusudanan Pillai, V. (2020). Supply chain transparency through blockchain-based traceability: An overview with demonstration. Computers & Industrial Engineering, 150, 106895. https://doi.org/10.1016/j.cie.2020.106895.

2.     Haber, S., & Stornetta, W. S. (1990). How to time-stamp a digital document. In Advances in cryptology-CRYPT0’ 90 (pp. 437–455). Springer. https://doi.org/10.1007/3-540-38424-3_32.

3.     Merkle, R. C. (1988). A digital signature based on a conventional encryption function. In Advances in cryptology – CRYPTO’87. Lecture Notes in Computer Science (Vol. 293, pp. 369–378). Springer.

4.     Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system. https://bitcoin.org/bitcoin.pdf.

5.     Alrakhami, M., & Al-Mashari, M. (2021). Enhancing supply chain transparency using blockchain technology: Case of agri-food products. International Journal of Advanced Computer Science and Applications, 12(3), 456–464. https://doi.org/10.14569/IJACSA.2021.0120353.

6.     Francisco, K., & Swanson, D. (2018). The supply chain has no clothes: Technology adoption of blockchain for supply chain transparency. Logistics, 2(1), Article 2. https://doi.org/10.3390/logistics2010002.

7.     Saberi, S., Kouhizadeh, M., Sarkis, J., & Shen, L. (2019). Blockchain technology and its relationships to sustainable supply chain management. International Journal of Production Research, 57 (7), 2117–2135. https://doi.org/10.1080/00207543.2018.1533261.

8.     Casino, F., Dasaklis, T. K., & Patsakis, C. A. (2019). A systematic literature review of blockchain-based applications: Current status, classification and open issues. Telematics and Informatics, 36, 55–81. https://doi.org/10.1016/j.tele.2018.11.006.

9.     Kshetri, N. (2018). The emerging role of big data in key development issues: Opportunities, challenges, and concerns. In Big Data for Development (pp. 13–28). Cambridge University Press.

10.  Mougayar, W. (2016). The business blockchain: Promise, practice, and the application of the next internet technology. Wiley.

11.  Berezutskyi, I., Honcharenko, T., Ryzhakova, G., Tykhonova, O., Pokolenko, V., & Sachenko, I. (2024). Methodological approach for choosing type of IT projects. In Management. 2024 IEEE 4th International Conference on Smart Information Systems and Technologies (pp. 14–19). IEEE. https://doi.org/10.1109/SIST61555.2024.10629587.

12.  Ryzhakova, G., Honcharenko, T., Predun, K., Petrukha, N., Malykhina, O., & Khomenko, O. (2023). Using of fuzzy logic for risk assessment of construction enterprise management system. In 2023 IEEE International Conference on Smart Information Systems and Technologies (SIST) (pp. 208–213). IEEE. https://doi.org/10.1109/SIST58284.2023.10223560.

13.  Honcharenko, T. A. (2018). Application of BIM technology for creating an information model of the territory for development. Management of Complex Systems Development, 33, 138–145.

14.  Honcharenko, T. A. (2020). Cluster method of metadata formation of multidimensional information systems for solving general planning problems. Management of Complex Systems Development, 42, 93–101. https://doi.org/10.32347/2412-9933.2020.42.93-101.

15.  Chernyshev, D., Dolhopolov, S., Honcharenko, T., Haman, H., Ivanova, T., & Zinchenko, M. (2022). Integration of building information modeling and artificial intelligence systems to create a digital twin of the construction site. In 2022 IEEE 17th International Conference on Computer Sciences and Information Technologies (CSIT) (pp. 36–39). https://doi.org/10.1109/CSIT56902.2022.10000717.