V červnu obhajuje svou disertační práci Martin Perešíni z Ústavu inteligentních systémů

Zveme vás na obhajobu disertační práce Ing. Martina Perešíniho z Ústavu inteligentních systémů FIT VUT, která se bude konat v pondělí 29. 6. 2026 od 12:00 v zasedací místnosti G108. Školitelem práce s titulem „Viacvrstvová bezpečnostná analýza blockchainových systémov / Cross-Layer Security Analysis of Blockchain Systems“ je doc. Ing. Ivan Homoliak, Ph.D.

Perešíni získal inženýrský titul na FIT VUT. Dnes je členem výzkumných skupin BlockSec@FIT (Blockchain and System Security Research Group) a Security@FIT a na fakultě vyučuje předmět Blockchainy a decentralizované aplikace. Dlouhodobě spolupracuje se zahraničními pracovišti, mimo jiné s prof. Muhammadem Shafiquem z New York University Abu Dhabi či s Mariem Larangeirou z Institute of Science Tokyo. Během dosavadní odborné dráhy si připsal řadu ocenění. Namátkou zmiňme nejlepší článek na tracku CryptoEx konference IEEE ICBC 2024; na konferenci ETHReS 2026 pak získal společně se studenty, které vedl, dvě ocenění: za nejlepší článek i nejlepší poster.

Ve svém výzkumu se Martin Perešíni věnuje blockchainu jako ucelenému, mnohovrstevnému bezpečnostnímu ekosystému, tedy nejen coby kryptografickému protokolu. Když se řekne „útok na kryptoměnu“, většina lidí si představí hackera, který tzv. prolomí šifrování. Martin Perešíni však ve své práci a výzkumu ukazuje, že přesně takto blockchainy v praxi selhávají jen výjimečně. Mnohem častěji za problémy stojí špatně nastavené ekonomické pobídky, chybné předpoklady v návrhu protokolu a nedostatky v implementaci. A co je klíčové: Tyto slabiny se obvykle skrývají na pomezí mezi vrstvami komplexního systému. Perešíniho práce proto stojí na metodě tzv. cross-layer analýzy. To znamená, že bezpečnost nezkoumá izolovaně, ale napříč vrstvami systému – blockchain totiž není nedělitelný celek. Skládá se z vrstev připomínajících patra budovy: Hovoříme pak o vrstvě konsenzu (jak se tisíce počítačů po celém světě bez „jednotného šéfa“ shodnou na jediném společném výsledku), síťové vrstvě (jak si uzly mezi sebou posílají data) a aplikační vrstvě (peněženky a aplikace, s nimiž se běžný uživatel setkává). Výzkum blockchainu se obvykle dívá na každé patro zvlášť. Perešíni ve své práci ukazuje, že ty nejnebezpečnější trhliny však vznikají ve spojích mezi patry, kde předpoklady jedné vrstvy narážejí na realitu jiné.

Aby své tvrzení doložil, zkombinoval několik přístupů: teorii her (kde se účastníci modelují jako hráči sledující vlastní zisk), rozsáhlé počítačové simulace pracující s reálnými daty (s více než 8 000 simulovanými uzly), návrh a prototypování nových protokolů, praktický bezpečnostní průzkum 36 reálných kryptoměnových peněženek a pokročilou kryptografii v podobě tzv. důkazu s nulovou znalostí (zk-SNARKů). Přístupy umožnily následující hlavní závěry práce. Několik z nich se týká tzv. sobeckého těžení (selfish mining) – tedy situace, kdy účastník tajně zadržuje nalezené bloky, aby získal nečestnou výhodu. Dosavadním přesvědčením (převzaté z praxe bitcoinu) bylo, že se podobný útok vyplatí, až když ovládáte zhruba třetinu (33 %) výpočetního výkonu sítě. Perešíniho analýza s více útočníky ale ukazuje, že pokud jich útočí pět najednou, hranice ziskovosti klesá na pouhých zhruba 14–17 % pro každého. Útoky se tedy stávají ekonomicky výhodnými mnohem dříve, než se předpokládalo. Perešíni navíc formálně dokázal, že oblíbené pravidlo „náhodného výběru transakcí“ v nové generaci takzvaných DAG blockchainů (které kvůli vyšší rychlosti neukládají bloky do jediného řetězce, ale do větvícího se grafu) z hlediska pobídek neobstojí: Racionální účastník má vždy důvod se od pravidel odchýlit. Fakt, že problém přetrvává i v realistickém měřítku, potvrdily zmíněné rozsáhlé simulace. Na pomezí vrstev konsenzu a sítě se pak Perešíni podílel na návrhu protokolu typu Proof-of-Stake s vestavěným „cibulovým“ směrováním (onion routing) – tedy stejným principem vrstvení šifrování, na kterém stojí např. anonymizační síť Tor. Díky tomu je obtížné zjistit, kdo konkrétně navrhl blok, a to při zachování propustnosti. V aplikační vrstvě pak s kolegy sestavil formální klasifikaci toho, jak kryptoměnové peněženky doopravdy ověřují uživatele. Nepříjemné zjištění zní: Navzdory rozhraním, která vypadají, že mají několik bezpečnostních kroků, nabízí většina z 36 zkoumaných peněženek ve skutečnosti jen jednofaktorové ověření potvrzené blockchainem. Poslední dílek „skládačky“ závěrů Perešíniho disertační práce a výzkumu jako takového řeší synchronizaci peněženek v mobilu pomocí zk-SNARKů – kryptografických důkazů, které umožní ověřit, že něco platí, aniž by se odhalila samotná data, a jejichž kontrola je navíc velmi rychlá. Přínos je zde zcela konkrétní: Nároky na úložiště v telefonu klesnou ze 71 MB na 3,5 MB a uživatel už nemusí důvěřovat serverům třetích stran, protože správnost zaručí přímo matematika (čili kryptografie).

Tematický záběr Martina Perešíniho je široký. O kyberbezpečnostní otázky spjaté s blockchainem se přitom začal zajímat na konci inženýrského studia. Zvažoval tehdy, zda pokračovat na FIT doktorským studiem, nebo zvolit práci v průmyslu. „Měl jsem ale pocit, že když už jsem školu vystudoval s vynaloženým úsilím a dobrými výsledky, je prostě škoda jít do korporátu a řešit provozní věci. Začal jsem obcházet jednotlivé školitele s dotazy na možná témata disertace. A byl jsem představen i docentu Homoliakovi, který byl tehdy na postdocu v Singapuru a vracel se zpět do Brna. V zahraničí se intenzivně věnoval blockchainům a po návratu mě pro toto téma taky nadchl,“ popisuje Perešíni začátky svého doktorátu. Na blockchainu jej zaujala novost technologie z pohledu počítačové bezpečnosti a její obrovský, dodnes nevyužitý potenciál. „Technologie blockchainu se stále, řekl bych, hledá. Nenašla svůj pravý use case. Navíc je mediálně spojována primárně s pump and dump schématy a existuje kolem ní i spousta obecně sdílených mýtů, jako je třeba absolutní anonymita transakcí a uživatelů. Přesto se v současnosti intenzivně řeší i zajímavé koncepty jako central bank digital currency, které by už využívaly centrální bankovní autoritu,“ komentuje současný stav problematiky Perešíni. V blízké budoucnosti vidí na tomto poli řadu zajímavých odborných výzev – blockchain je totiž, jeho slovy, sofistikovaným způsobem, „jak dělat důvěryhodné věci v nedůvěryhodném prostředí“, a to s pomocí pilířů, jimiž jsou matematika/kryptografie, distribuovaný systém a ekonomická motivace. Což je v době masivního nástupu AI možná cesta zajištění bezpečnosti, privátnosti a verifikovatelnosti. Konkrétně zmiňuje coby jedno z témat blízké budoucnosti důvěryhodné výpočty, digitální tokenizaci fyzických aktiv a také problém konsenzuálních protokolů, které umožňují nezávislým uzlům shodnout se na stavu databáze, pořadí transakcí apod. i bez existující centrální autority. „My se s docentem Homoliakem věnujeme například konsenzuálnímu protokolu Proof of Useful Work, který se snaží proměnit Proof of Work koncept z energeticky náročného ‚hádání hashů‘ na užitečný výpočet, konkrétně například na generování zk-SNARK důkazů,“ zmiňuje jednu z aktuálních výzkumných výzev Perešíni.

A jak Martin Perešíni vnímá svou nejbližší budoucnost? „Jsem v procesu jednání o možné postdoc pozici a budu za ni samozřejmě rád. Výzkumných úkolů je před námi spousta,“ uzavírá rozhovor o své dosavadní odborné dráze Perešíni.

Přejeme Martinu Perešínimu úspěšnou obhajobu a štěstí v další profesní cestě.