Electanon: a blockchain-based, anonymous, robust and scalable ranked-choice voting protocol
Electanon: blokzincir tabanlı, anonim, sağlam ve ölçeklenebilir tercihli oylama protokolü
- Tez No: 731265
- Danışmanlar: PROF. DR. ARDA YURDAKUL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Anonimlik, Blok zinciri sistemi, Oylama, Anonymity, Blockchain system, Voting
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son yıllarda, özellikle Covid-19 salgını sonrasında, uzaktan oylama sistemleri önem kazanmaya başlamıştır. Blokzincir teknolojisinin merkeziyetsizlik, güvenlik ve şeffaflık gibi faydaları, uzaktan seçim sistemlerini de bu teknolojiyi kullanmaya teşvik etmektedir. Mevcut araştırmalar üzerine yapılan analizler; anonimlik, sağlamlık ve ölçeklenebilirliğin blokzincir tabanlı seçim sistemlerinde yaygın sorunlar olduğunu ortaya koymaktadır. Bu tezde, anonimlik, sağlamlık ve ölçeklenebilirliğe odaklanan blokzincir tabanlı, tercihli oylama protokolü olan ElectAnon'u önermekteyiz. Protokol, anonimliği sağlamak için sıfır bilgi ispatlarını kullanır. Protokol, sağlamlığı arttırmak için seçim yetkililerinin seçime doğrudan müdahele etmesini engeller. Protokol, sıralı oy listelerini verimli bir kodlama algoritmasıyla saklayarak ölçeklenebilirliği arttırmayı amaçlar. Ayrıca protokol aday önerme sistemini de içerir. Ayrıca tezin içersinde üç farklı eklenti de ele alınmıştır. Çoklu Seçim eklentisi, aynı seçmen grubunu birden fazla seçimde kullanmak için bir mekanizma sağlar. Merkle Ormanı eklentisi, bir miktar ekstra maliyet karşılığında seçim yetkilileri üzerindeki güven varsayımını en aza indirir. Destekli Merkle Ağacı eklentisi, yetkililerden ek bir yardım gereksinimi karşılığında ölçeklenebilirliği artırmayı hedefler. ElectAnon, Borda Count ve Tideman olmak üzere iki farklı oy sayma yöntemi içerir. ElectAnon, Ethereum akıllı sözleşmeleri ve sıfır bilgi ispat uygulaması olan Semaphore kullanarak geliştirilmiştir. Test sonuçları, önerdiğimiz protokolün 100.000'e kadar seçmenle uygulanabilir bir şekilde çalışabileceğini ve daha önceki çalışmalara göre gaz tüketimini %89'a varan oranlarda azalttığını göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Remote voting has become more critical in recent years, especially after the Covid-19 outbreak. Blockchain technology and its benefits like decentralization, security, and transparency have encouraged remote voting systems to use blockchains. Analysis of existing solutions reveals that anonymity, robustness, and scalability are common problems in blockchain-based election systems. In this thesis, we propose ElectAnon, a blockchain-based, ranked-choice election protocol focusing on anonymity, robustness and scalability. ElectAnon achieves anonymity via zero-knowledge proofs. Robustness is realized by removing the direct control of the authorities in the voting process. Scalability is ensured by treating each ranked-choice ballot as a permutation list, then encoded into a single integer that can be efficiently stored. The proposed protocol includes a candidate proposal system to provide an end-to-end election solution. We also discuss three different extensions in this thesis. The Multiple Elections extension provides a mechanism to use the same set of voters for multiple elections. The Merkle Forest extension minimizes the trust assumption on election authorities in exchange for a decrease in scalability. The Assisted Merkle Tree extension offers just the opposite tradeoff by increasing scalability in favor of requiring external assistance from authorities. ElectAnon is implemented using Ethereum smart contracts and a zero-knowledge gadget, Semaphore. The implementation includes two different sophisticated tallying methods, Borda Count and Tideman. Results show that ElectAnon is capable of running feasibly with up to 100,000 voters and reduces the gas consumption up to 89% compared to previous works.
Benzer Tezler
- Proba:Privacy-preserving, robust and accessible blockchain-powered Helios
Proba:Mahremiyeti koruyan, sağlam ve erişilebilir blokzincir destekli Helios
SERMİN KOCAMAN
Doktora
İngilizce
2024
MatematikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKriptografi Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. ALİ DOĞANAKSOY
DOÇ. DR. FATİH SULAK
- Can blockchain improve election security? A comparative analysis of emerging blockchain e-voting systems
Blokzincir seçim güvenliğini artırabilir mi? Gelişen blokzincir e-oylama sistemlerinin karşılaştırmalı bir analizi
JULİA MADISON JAKUS
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Uluslararası İlişkilerBoğaziçi ÜniversitesiUluslararası İlişkiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEYNEP KADİRBEYOĞLU
- Elektronik oylamalar için blok zincirine dayalı güvenli bir oylama modeli
A blockchain based secure e-voting system
RUHİ TAŞ
Doktora
Türkçe
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAnkara ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER ÖZGÜR TANRIÖVER
- Digital voting system based on blockchain technology
Blokzincir teknolojisi temelli dijital oylama sistemi
MAHMOUD BAKIR AHMED AL-RAWY
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAksaray ÜniversitesiElektrik-Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATİLLA ELÇİ
- A study of single secret leader election protocol constructions for robust proof of stake consensus
Sağlam hisse ispatı tabanlı konsensüsü için tek gizli lider seçim protokolü inşaları üzerine bir çalışma
TEGRİD FETTUH
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
MatematikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKriptografi Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. OĞUZ YAYLA