Decentralized privacy-preserving collective and multi-objective trading protocols on blockchain with zero-knowledge proofs
Sıfır bilgi ispatlarıyla blokzincir üzerinde merkeziyetsiz, mahremiyet koruyucu, kolektif ve çok amaçlı protokoller
- Tez No: 972081
- Danışmanlar: PROF. DR. CAN ÖZTURAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, üç temel problem için sıfır bilgi ispatlarıyla desteklenen merkeziyetsiz, mahremiyet korumalı kriptografik protokoller tasarladık. İlk olarak, mahremiyet korumalı ödeme problemi, bir kaynak adresin (gönderici) bir hedef adrese (alıcı) belirli bir miktarda jeton transfer ettiği, ancak bakiye ve işlem detaylarının gizliliğinin korunduğu özel bir işlem grubunu ifade etmektedir. Bu problemi, çoklu jeton ödemelerini de kapsayacak şekilde genişlettik. İkinci olarak, mahremiyet korumalı toplama problemi ise, bir grup blokzincir adresinin (toplayıcılar) kendi bireysel verilerini gizliliklerini koruyarak nihai bir toplam değere ulaşmak amacıyla birleştirdiği güvenli çoklu taraf hesaplamasını ifade etmektedir. Bu problemi de, önek toplamayı ve rastgele sayıda toplayıcı desteğini içerecek şekilde genişlettik. Üçüncü olarak, mahremiyet korumalı çoklu jeton takasına dayalı ticaret problemi, bir grup blokzincir adresinin (takasçılar) belirli bir jeton grubunu başka bir jeton grubu karşılığında kolektif olarak değiştirdiği ve teklif vererek müzayede sürecine katıldığı güvenli çoklu taraf hesaplamasını ifade etmektedir; ki burada, bakiye ve teklif gizliliği korunmaktadır. Bu problemi de, Bellman-Ford ve pareto-dominasyonu kullanarak çok amaçlı takasları içerecek ̧sekilde genişlettik. İlk problem için PTTS, ikinci problem için PVSS ve PRFX ve üçüncü problem için PMTBS ve zkMOBF protokollerini tasarladık. Bu protokolleri ölçeklenebilirlik (hesaplama, iletişim ve depolama) ve güvenlik (saldırılar ve indirgeme ispatları) açısından analiz ettik. Ethereum ve Avalanche üzerinde deneyler gerçekleştirerek, bu protokollerin blokzincir gaz tüketimini, ispat oluşturma/doğrulama sürelerini ve ispat çıktı boyutlarını ölçülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this thesis, we propose decentralized privacy-preserving cryptographic protocols on blockchain with zero-knowledge proofs for three essential problems. Firstly, the privacy-preserving payment problem refers to a specific group of transactions where a source address (i.e. sender) transfers a certain amount of tokens to a destination address (i.e. receiver) while still protecting the privacy of their balances and transaction details. We extend this problem to address multi-token payments as well. Secondly, the privacy-preserving aggregation problem refers to a multi-party computation where a group of blockchain addresses (i.e. aggregators) aggregate their data to reach global aggregation by protecting the privacy of their own data. We also extend this problem for prefix aggregation and to support for arbitrary numbers of aggregators. Thirdly, privacy-preserving multi-token bartering-based trading problem refers to a multi-party computation where a group of blockchain addresses (i.e. barterers) collectively exchanges a set of tokens for another set of tokens via proposing bids by protecting the privacy of their balances and bids. We extend this problem as multi-objective bartering using Bellman-Ford and pareto-domination. We propose the protocols of PTTS for the first problem, PVSS and PRFX for the second problem and PMTBS and zkMOBF for the third problem. We analyze the protocols in terms of their scalability (computational, communication and storage overheads) and their security (potential attacks and reduction proofs). We perform experimental study on Ethereum and Avalanche to measure gas consumption, proof generation/verification times and proof artifact size.
Benzer Tezler
- Blokzincir tabanlı ıot sağlık platformu ile hasta verilerinin güvenli paylaşımı ve izlenmesi
Secure sharing and monitoring of patient data through a blockchain-based iot healthcare platform
GALAL ABDULRAHEEM ALI AHMED
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNAL ÇAVUŞOĞLU
- Benchmarking simultaneous authentication schemes
Eş zamanlı kimlik doğrulama şemalarının karşılaştırmalı analizi
MORTEZA AZMOUDEH AFSHAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENVER ÖZDEMİR
- Comparison of the effects of data privacy preserving methods on machine learning algorithms in IoT
Nesnelerin internetinde veri gizliliğini koruma yöntemlerinin makine öğrenme algoritmalarına etkilerinin karşılaştırılması
TAJ ELDEEN SALEH
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolMarmara ÜniversitesiElektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER KORÇAK
- Eğitim denetimi sistemlerinin karşılaştırılmalı olarak incelenmesi (Türkiye, Almanya, Fransa ve İngiltere örneği)
Comparative analysis of educational supervision systems (Example of Turkey, Germany, England and France)
ALİ UZUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Eğitim ve ÖğretimTrabzon ÜniversitesiEğitim Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HARUN KAHVECİ
- Comparative study of privacy-preserving techniques in federated learning
Federasyonel öğrenimde gizliliği koruyan tekniklerin karşılaştırmalı çalışması
NESRINE BEN TAMAGOULT DIT MONGAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBahçeşehir ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. OKAN YAŞAR