SDN and blockchain integration: Overview of the current state and prospects for ensuring network security

Abstract

Дослідження було присвячене комплексному аналізу інтеграційного потенціалу технологій software-defined networking та блокчейн для забезпечення мережевої безпеки в умовах еволюції кіберзагроз. Методологія дослідження ґрунтувалась на системному підході з використанням 46 наукових джерел, опублікованих впродовж 2020-2024 років, та передбачала критичний аналіз архітектурних рішень, порівняння технологічних характеристик та оцінку інтеграційних можливостей. Результати дослідження розкривають унікальний потенціал синергії software-defined networking та блокчейн, що забезпечує підвищення рівня кібербезпеки через децентралізацію управління, криптографічний захист та незмінність мережевих транзакцій. Встановлено, що інтеграція технологій дозволяє реалізувати принципово нові механізми захисту, зокрема автоматизацію політик безпеки через смарт-контракти, динамічний контроль доступу на основі блокчейн та підвищення резильєнтності інформаційних систем. Було виявлено ключові архітектурні рішення, що забезпечують багаторівневий захист мережевої інфраструктури: децентралізоване зберігання політик безпеки, захищене управління журналами подій та автоматизація маршрутизації через смарт-контракти. Доведено ефективність впровадження концепції Zero Trust з використанням блокчейн-технологій, що створює принципово новий підхід до кіберзахисту корпоративних мереж. Архітектурні рішення демонструють високу ефективність у забезпеченні захисту мережевої інфраструктури, особливо в IoT-середовищах, телекомунікаційних та корпоративних мережах. Наукова новизна дослідження полягає в обґрунтуванні концептуальної моделі інтеграції software-defined networking та блокчейн, яка суттєво перевершує можливості традиційних підходів до забезпечення мережевої безпеки. Результати дослідження та розроблені рекомендації щодо впровадження інтеграційних технологічних рішень у критичні інформаційні інфраструктури можуть бути користними для проектування захищених мережевих архітектур та створюють теоретичне підґрунтя для подальших прикладних досліджень у сфері кібербезпеки та мережевих технологій.

The study was devoted to a comprehensive analysis of the integration potential of software-defined networking and blockchain technologies for ensuring network security in the context of the evolution of cyber threats. The research methodology was based on a systematic approach using 46 scientific sources published during 2020-2024, and included a critical analysis of architectural solutions, comparison of technological characteristics, and assessment of integration capabilities. The results of the study revealed the unique potential of synergy between software-defined networking and blockchain, which provides an increase in cybersecurity through decentralisation of management, cryptographic protection and immutability of network transactions. It was established that the integration of technologies allows implementing fundamentally new security mechanisms, in particular, automation of security policies through smart contracts, dynamic access control based on blockchain, and increasing the resiliency of information systems. Key architectural solutions that provide multi-level network infrastructure protection were identified: decentralised storage of security policies, secure event log management, and automation of routing through smart contracts. The effectiveness of implementing the Zero Trust concept using blockchain technologies was proved, which creates a fundamentally new approach to the cybersecurity of corporate networks. Architectural solutions demonstrated high efficiency in protecting network infrastructure, especially in IoT environments, telecommunications, and corporate networks. The scientific originality of the study consisted in the substantiation of the conceptual model of softwaredefined networking and blockchain integration, which significantly exceeds the capabilities of conventional approaches to network security. The results of the study and the formulated recommendations for the deployment of integrative technological solutions within critical information infrastructures can be effectively applied to the design of secure network architectures. They also establish a theoretical basis for subsequent applied research in the domains of cybersecurity and network engineering.