23571

IT3 7

دكتري

مهندسي كامپيوتر- رايانش امن

مهندسي كامپيوتر

1402/11/09

133 ص.

مجتبي مهدوي , مائده عاشوري تلوكي

زنجيره‌ي قالب‌ها , مقياس‌پذيري , حريم خصوصي , زنجيره¬ي تعهد

زنجيره‌ي قالب‌ها، فناوري جديدي است كه امكان ساخت يك دفتر كل غير قابل تغيير را ميسر ساخته -است. اين فناوري با استفاده از يك شبكه توزيع¬ شده، درخواست¬هاي كاربران را در قالب تراكنش، دريافت و اجرا مي¬كند. سپس نتيجه را به‌عنوان يك سابقه غير قابل تغيير اما قابل ‌مشاهده، در قالب‌ها ذخيره مي¬كند. زنجيره‌ي قالب‌ها، داراي ويژگي‌هاي منحصربه‌فردي مثل شفافيت، گمنامي، عدم تمركز و عدم نياز به يك نهاد مركزي مورد اعتماد است. در زنجيره‌ي قالب‌هاي عمومي، امكان رؤيت تراكنش‌ها براي تمامي كاربران وجود دارد و بررسي اطلاعات قالب‌ها و تأييد صحت تراكنش‌ها، پس از ساخت قالب، توسط ساير كاربران صورت مي¬گيرد؛ درنتيجه اين فناوري با چالش حفظ حريم خصوصي مواجه است. از سوي ديگر با افزايش تعداد كاربران، تعداد تراكنش‌ها و اندازه¬ي زنجيره¬، در عمل محدوديت¬هايي چون توان عملياتي، فضاي ذخيره‌سازي و پهناي باند شبكه، چالش مقياس‌پذيري را ايجاد مي¬كند. در بسياري از كاربردها ازجمله عمليات پرداخت، سرعت پاسخگويي به نيازمندي¬هاي كاربران و اجراي تراكنش‌هاي آن‌ها در زنجيره‌ي قالب‌هاي عمومي در مقايسه با راهكارهاي موجود بانكي بسيار كند است. در سال¬هاي اخير روش¬هاي مختلفي براي افزايش مقياس‌پذيري ارائه‌ شده است. در اين رساله پس از بررسي اين راهكارها، چالش‌هاي زنجيره‌هاي تعهد به‌عنوان يك راهكار مؤثر، مورد بررسي قرارگرفته و به ارائه يك طرح پيشنهادي، براي حل چالش‌ها پرداخته شده است. هدف از اين تحقيق ارائه راهكارهاي ساده¬تر با كارايي بالاتر، همراه با حفظ حريم خصوصي كاربران و امكان خروج سريع از زنجيره، بدون نياز به قرار دادن وثيقه است. به‌نحوي‌كه كاربران بتوانند به شكلي ساده و سريع، تراكنش‌هاي خود را با اتصال به زنجيره‌هاي تعهد انجام دهند، بدون آنكه نگران نقض حريم خصوصي خود توسط اپراتورهاي مختلف در زنجيره‌هاي تعهد باشند. همچنين سعي شده است كه ضرورت ارتباط كاربران با اپراتورها براي انجام تراكنش كاهش پيدا كند بدون آنكه كاربران، نگران امنيت دارايي خود باشند. به اين منظور ابتدا راهكار اصلي كه مبتني بر استفاده از توكن¬هاي كور است ارائه مي¬شود. در راهكار اصلي حريم خصوصي كاربر خريدار و تراكنش از ديد اپراتور حفظ خواهد شد، ارتباط كاربر با اپراتور كم خواهد شد و ضرورت خروج كاربر از يك رنجيره¬ي تعهد يا لزوم برخط¬شدن كاربر در هر دوره تناوب در صورت تبديل كل دارايي كاربر به توكن از بين مي¬رود؛ اما كاربر فروشنده كماكان به ازاي هر تراكنش بايد يك¬بار به اپراتور مراجعه كند؛ به همين دليل راهكار بهبوديافته نيز ارائه شده است. هدف از راهكار بهبوديافته اين است كه اگر كاربر خريدار درستكار باشد حريم خصوصي¬اش حفظ شود اما در صورت تقلب قابل شناسايي باشد. به همين دليل اين راهكار تنها در زنجيره¬ي قالب¬هاي خصوصي و نيمه¬خصوصي قابل استفاده است. در اين راهكار تعداد و ارزش تراكنش¬هاي كاربر توسط مالكان زنجيره¬ي قالب¬ها قابل تنظيم است.. در هر دو راهكار كاربران حق انتخاب براي انجام تراكنش¬ها به صورت گمنام يا بدون گمنامي را دارند. در اين رساله، امنيت راهكار پيشنهادي و توكن¬هاي مورد استفاده به شكل صوري و غير صوري مورد بررسي قرار گرفته و نشان مي¬دهيم كه طرح پيشنهادي امن است. علاوه بر تحليل امنيت، تحليل كارايي طرح پيشنهادي بيان¬گر اين موضوع است كه طرح ارائه¬ شده داراي هزينه محاسباتي قابل قبول و هزينه ارتباطي كمتري است.

Blockchain , Scalability , Privacy , Commit chain

Improvement of scalability and privacy in commit-chains

مهندسي فناوري اطلاعات

Blockchain is a new technology that makes it possible to create an immutable ledger. Using a distributed network, this technology receives and executes user requests in the form of transactions. Then it saves the result as an immutable but visible record in the blocks. Blockchain has unique features such as transparency, anonymity, democracy, security, decentralization and no need for a trusted central institution. On public blockchain, it is possible to view transactions for all users, and other users check the information of the templates and confirm the correctness of the transactions after creating the template. As a result, on the one hand, this technology faces the challenge of maintaining privacy, and on the other hand, with the increase in the number of users, the number of transactions, and the size of the chain, in practice there are limitations such as throughput, storage space, and network bandwidth. It creates the challenge of scalability. In many applications, including payment operations, the speed of responding to users' needs and executing their transactions on public blockchain is very slow compared to existing banking solutions. In recent years, various methods have been presented to increase scalability. In this dissertation, after examining these solutions, the challenges of commit chains as an effective solution have been examined and a proposed plan has been presented to solve the challenges. The purpose of this research is to provide simpler solutions with higher efficiency, along with preserving the privacy of users and the possibility of quick exit from the chain, without the need to make collateral. So that users can perform their transactions in a simple and fast way by connecting to commit chains; without having to worry about their privacy being violated by different operators in the commit chains. It has also been tried to reduce the need for users to communicate with operators to perform transactions without users having to worry about the security of their property. Due to the lack of a similar case, the security check of the proposed plan has been done with an informal method, and at the end, the security and efficiency of the proposed plan is proven.

6

32489