ОСОБЛИВОСТІ ОПТИМІЗАЦІЇ ТРАНЗАКЦІЙНИХ ВИТРАТ СМАРТ-КОНТРАКТІВ У ДЕЦЕНТРАЛІЗОВАНИХ СИСТЕМАХ МОНІТОРИНГУ НА БАЗІ EVM
DOI:
https://doi.org/10.28925/2663-4023.2026.35.1374Ключові слова:
смарт-контракт; віртуальна машина Ethereum; EVM; оптимізація газу; Інтернет речей; побітове пакування; пороговий підпис.Анотація
У статті досліджено проблему економічної неефективності прямої інтеграції мереж Інтернету речей (IoT) із децентралізованими блокчейн-платформами через високі комісійні витрати, що тарифікуються в одиницях газу (Gas) віртуальної машини Ethereum (EVM). Актуальність роботи зумовлена зростанням обсягів багатовимірної телеметрії у системах моніторингу критичної інфраструктури та необхідністю забезпечення незмінності аудиторського сліду без швидкого вичерпання лімітів блоку мережі. Показано, що традиційні моделі On-chain верифікації та стандартного ABI-кодування мають лінійну асимптотичну складність транзакційних витрат і призводять до марнотратного використання енергонезалежного сховища (SSTORE) через ефект роздування вхідних даних (Calldata Bloat). Запропоновано комплексний підхід до мінімізації вартості транзакцій у середовищі EVM, що базується на винесенні процедур перевірки консенсусного кворуму в позамережеве середовище (Off-chain) за допомогою порогової криптографії та застосуванні алгоритму побітового ущільнення змінних стану (Bitwise Slot Packing). Розроблено архітектуру взаємодії смарт-контракту з периферійним шлюзом, де верифікація зведеного вектора здійснюється за допомогою єдиного виклику прекомпільованого примітиву ecrecover. Особливістю підходу є консолідація незалежних 16-бітних сенсорних метрик в одне 256-бітне машинне слово за допомогою логічних операторів побітового зсуву, що дозволяє підвищити корисну інформаційну щільність слота пам'яті. Практична цінність розробленої моделі полягає у переведенні обчислювальної складності верифікації смарт-контракту в константний клас O(1) та підтвердженому зниженні транзакційних витрат на 98%. Це дозволяє використовувати публічні та консорціумні блокчейн-мережі як рентабельний рівень аудиту для систем екологічного та індустріального моніторингу.
Завантаження
Посилання
Dritsas, E., & Trigka, M. (2025). A survey on the applications of cloud computing in the industrial internet of things. Big Data and Cognitive Computing, 9(2), 44. https://doi.org/10.3390/bdcc9020044
Awosika, A., Shukla, R. M., & Pranggono, B. (2025). A survey for blockchain-enabled resource management in edge, cloud, and next generation wireless networks. IEEE Access, 13, 14520–14548. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2025.3531240
Rozlomii, I. O., Babenko, V. H., Naumenko, S. V., & Lashchevska, N. O. (2026). Model detsentralizovanoho upravlinnia identychnistiu IoT prystroiv u krytychnykh infrastrukturakh na osnovi khmarnykh servisiv i blokcheyn-reiestriv [A model of decentralized identity management of IoT devices in critical infrastructures based on cloud services and blockchain registry]. Zviazok, (4), 45–56. https://doi.org/10.31673/2412-9070.2026.046913 [in Ukrainian].[cite: 1, 12]
Caldarelli, G. (2022). Overview of blockchain oracle research. Future Internet, 14(6), 175. https://doi.org/10.3390/fi14060175
Jin, Y., Huang, D., & Tian, C. (2025). On-chain/off-chain adaptive low-latency network communication technology. Applied Sciences, 15(16), 8880. https://doi.org/10.3390/app15168880
Kushwaha, S. S., Joshi, S., Singh, D., Kaur, M., & Lee, H. N. (2022). Ethereum smart contract analysis tools: A systematic review. IEEE Access, 10, 57037–57062. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3169902
Pinna, A., Ibba, S., Baralla, G., Tonelli, R., & Marchesi, M. (2021). A massive analysis of Ethereum smart contracts: Empirical gas profiling on local EVM testnets. IEEE Access, 9, 78014–78031. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3083836
Vacek, V., Zarb, A., & Ellul, J. (2023). Reducing the gas cost of IoT telemetry storage on Ethereum using bit-packing and Rollup batching. Blockchain: Research and Applications, 4(3), 100142. https://doi.org/10.1016/j.bcra.2023.100142
Aumasson, J. P., Hamelink, A., & Shlomovits, O. (2021). A survey of ECDSA threshold signing. IACR Cryptology ePrint Archive, Paper 2020/1390, 1–34. https://eprint.iacr.org/2020/1390
Brandão, L. T. A. N., Davidson, M., & Vassilev, A. (2023). NIST roadmap toward criteria for threshold schemes for cryptographic primitives (NIST Internal Report 8214B). National Institute of Standards and Technology. https://doi.org/10.6028/NIST.IR.8214B
Jia, G., Chen, Y., & Li, X. (2025). RWA-BFT: Reputation-weighted asynchronous BFT for large-scale IoT. Sensors, 25(2), 413. https://doi.org/10.3390/s25020413
Havor, A. S., & Gertsiuk, M. M. (2026). Architectural model of fault-tolerant integration of peripheral iot networks with blockchain ledgers based on threshold cryptography. Telecommunication and information technologies, 92(3), 167–177. https://doi.org/10.31673/2412-4338.2026.032417
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Артур Гавор, Світлана Шлянчак, Андрій Аносов
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
