Blockchain open-source software comparison

Bc. Dávid Urbančok

Master's thesis

Abstract:

Blockchainy sú rapídne sa vyvíjajúce technológie, ktoré ponúkajú množstvo zaujímavých nápadov a vlastností. Sú to technológie, ktoré poháňajú kryptomeny, virtuálne meny, ktoré prilákali veľkú pozornosť a spôsobili Kryptomenovú bublinu. Táto diplomová práca je zameraná na popísanie a porovnanie štyroch open-source blochchain technológií - Ethereum a blockchainy patriace pod Hyperledger - Fabric, Besu a Iroha. Úlohou tejto práce je poskytnúť obsiahle porovnanie funkcionality a výkonu zvolených blockchainov a vyhodnotiť výhody a nevýhody každého jedného blockchainu. Práca popíše čo blockchain technológia je, na akých príncípoch je postavená, aké dátové štruktúry používa a aké sú najčastejšie útoky zamerané na blockchainy. Ďalej práca popíše vnútorné fungovanie každého blockchainu - ako sú naimplementované zo všeobecného pohľadu, ako sa prevádzajú tranzakcie a ako sa dosiahne konsenzus. Neskôr práca pustí testy na výkon a pozbiera štatistické dáta na analýzu a porovnanie. A v poslednom rade, práca porovná blockchainy a vyhodnotí ich výhody a nevýhody.

Abstract:

Blockchains are rapidly developing technologies that offer a lot of interesting ideas and features. They are the technology powering cryptocurrencies, virtual currencies, that gained a lot of attention causing the Cryptocurrency bubble. This diploma thesis is aimed at describing and comparing four open-source blockchain technologies - Ethereum and Hyperledger's blockchains - Fabric, Besu, and Iroha. The goal of this thesis is to provide a comprehensive comparison of the functionality and performance of the selected blockchains, and evaluate the advantages and disadvantages of each blockchain. The thesis will describe what a blockchain technology is, on what principles is it built, what are the data structures used and the most common attack aimed at blockchains. Next, the thesis outlines the inner-workings of each blockchain - how are they implemented from a high-level point-of-view, how are transactions executed and how is the consensus achieved. Later, the thesis will run test cases for performance benchmarking and collect statistical data for analysis and comparison. Lastly, the thesis will compare the blockchains and discuss the advantages and disadvantages of each tested blockchain.

Keywords

blockchain, consensus, performance, transactions per second, latency, Ethereum, Fabric, Besu, Iroha

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 12. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 5. 2. 2020
• Supervisor: RNDr. Michal Batko, Ph.D.
• Reader: RNDr. Petr Eliáš

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / field:
Applied Informatics / Service Science, Management and Engineering