DEVELOPMENT AND MODERNITY

Application of artificial intelligence to optimize smart contracts in blockchain systems using graph theory

Authors

  • Maria V. Popova First President of Russia B.N. Yeltsin Ural Federal University

How to cite

GOST Popova M. V. Application of artificial intelligence to optimize smart contracts in blockchain systems using graph theory // Academic Research Journal. 2023. Vol. 1. No. 1. P. 46-59. DOI: 10.25726/z8249-0282-8436-n
APA Popova, M. V. (2023). Application of artificial intelligence to optimize smart contracts in blockchain systems using graph theory. Academic Research Journal, 1(1), 46-59. https://doi.org/10.25726/z8249-0282-8436-n

Abstract

This article examines the application of artificial intelligence methods to optimize smart contracts in blockchain systems using graph theory. The introduction outlines the current problems of traditional smart contract analysis, including the limitations of existing static and dynamic analysis methods, as well as the growing complexity and vulnerability of blockchain applications in the context of the rapid development of cyber threats. The necessity of integrating machine learning algorithms with graph theory methods to increase the reliability and efficiency of smart contracts is substantiated. The methodological part of the study describes a developed model that uses artificial intelligence algorithms to analyze the structural features of smart contracts represented as graphs. The stages of graph model construction are described in detail: from data preprocessing and the formation of nodal representations to the application of clustering algorithms and anomaly search. The work uses a combined approach to identify hidden relationships between the components of the blockchain system, as well as optimize the processes of verification and contract execution. The experimental results demonstrate that the proposed model significantly improves the accuracy of vulnerability detection and optimization efficiency compared to traditional methods. In the course of comparing performance and security, the model showed an improvement in key indicators by 25-30%, which is confirmed by both statistical and practical tests on real data. The analysis of graph structures has revealed previously unnoticed patterns of interaction between the elements of smart contracts, which opens up new opportunities for their automated audit. The discussion of the results focuses on the advantages of integrating artificial intelligence and graph theory while ensuring the security of blockchain systems, and provides recommendations for further improving the methodology, taking into account the specifics of various blockchain platforms. The limitations of the study related to the need for high-quality source data and scaling algorithms to distributed networks are noted. In conclusion, it is concluded that the developed model is important for increasing the stability and functionality of smart contracts, which allows us to count on its further adaptation in related areas of digital security and the fintech industry.

Keywords

artificial intelligence optimization smart contracts blockchain graph theory

References

Верескун В.Д. Разработка методов распределенных рассуждений для интеллектуальной системы и сервиса стратегий совместного управления смарт объектами: НИР: грант № 17-07-00620. Российский фонд фундаментальных исследований, 2017.

Грачева Д.А. Перспективы использования смарт-контрактов в предпринимательской деятельности // Категория законного интереса в отраслях публичного и частного права: сборник научных статей. Витебск, 2022. С. 51-55.

Едина Е. Система блокчейн при использовании и распоряжении правами на результаты интеллектуальной деятельности // Правовая защита интеллектуальной собственности: проблемы теории и практики: сборник научных трудов VII Международного юридического форума (IP Форум). 2019. С. 401-403.

Заяц А.М. О некоторых особенностях смарт-контрактов, реализуемых в блокчейн системе // Информационные системы и технологии: теория и практика: сборник научных трудов. СПб., 2024. С. 28-35.

Казнин А.А. Применение смарт-контрактов в блокчейн для автоматизации процессов организаций // Тенденции развития науки и образования. 2023. № 99-7. С. 43-45.

Козловская С.А., Ковалева А.И., Согомонян Г.Т. Оптимизация бизнес-процессов посредством применения смарт-контрактов в рамках интеграции блокчейн-технологии в систему здравоохранения Российской Федерации // Экономика данных: повышение эффективности экономики, торговли и производства России: мат. VIII Межд. межвуз. науч.-прак. конф. Краснодар, 2024. С. 149-157.

Кравцов К.И. Оптимизация экономической безопасности смарт-контрактов при поддержке искусственного интеллекта // Решетневские чтения: материалы XXVII Международной научно-практической конференции, посвященной памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М.Ф. Решетнева: в 2-х частях. Красноярск, 2023. С. 460-462.

Логинов Е.Л., Шкута А.А., Борталевич В.Ю., Сорокин Д.Д. Оптимизация управленческих транзакций при функционировании объектов цифровой экономики, использующих смарт-контракты на основе технологии блокчейн // Финансовые механизмы ациклического регулирования структурных диспропорций в экономике России и других стран СНГ: мат. Межд. науч.-прак. конф. Под ред. В.А. Цветкова, К.Х. Зоидова. 2017. С. 197-200.

Меретукова С.К., Чундышко В.Ю., Меретуков Ш.Т. Особенности применения смарт-контрактов в блокчейн-сети для оптимизации современных экономических процессов // Вестник Адыгейского государственного университета. Серия: Естественно-математические и технические науки. 2023. № 1 (316). С. 59–69. 11 с.

Пономаренко В. Значение технологии блокчейн и смарт-контрактов для учета объектов авторского права и распоряжения ими // Правовая защита интеллектуальной собственности: проблемы теории и практики: мат. X Межд. юрид. форума (IP Форум). 2022. С. 105-107.

Романенко К.С. Обзор блокчейн-платформ для разработки смарт-контрактов // Фундаментальные и прикладные аспекты компьютерных технологий и информационной безопасности: мат. VII Всеросс. науч.-техн. конф. Ростов н/Дону: Южный федеральный университет, 2021. С. 9-13.

Секрет В.П. Разработка смарт-контрактов для системы электронных медицинских карт на основе блокчейн-платформы Quorum // МНСК-2022: материалы 60-й Межд. науч. студ. конф. Новосибирск, 2022. С. 164. 1 с.

Феоктистов Д.И., Воркунов О.В., Зарипова Р.С. Технологии смарт-контрактов блокчейн в электроэнергетике // Цифровизация в энергетике. Под ред. Ю.С. Валеевой, Р.С. Зариповой, К.А. Сарыева. Казань, 2023. С. 90-96.

Чернов М.И., Свистун К.И., Захаров А.К. Внедрение смарт-контрактов и блокчейн технологий в организацию // Перспективные треки использования цифровых технологий и инноваций в практике корпоративного управления: мат. Всеросс. (нац.) науч.-прак. конф. «Инновации в управлении социально-экономическими системами» (RCIMSS-2023). 2023. С. 436-440.

Чернявцева С.И. Разработка семантических смарт-контрактов на основе технологии блокчейн // МНСК-2022: мат. 60-й Межд. науч. студ. конф. Новосибирск, 2022. С. 170.

Published

2025-05-26

Issue

Section

DEVELOPMENT AND MODERNITY

Metrics

261 views
0 downloads
Want to publish with us?
Submit an article

Machine-readable metadata

Similar Articles

1 2 3 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.