Vis enkel innførsel

dc.contributor.advisorRaikwar, Mayak.
dc.contributor.advisorGligoroski, Danilo.
dc.contributor.authorStevenson, Kamilla.
dc.contributor.authorSkoglund, Oda.
dc.date.accessioned2021-10-13T17:19:30Z
dc.date.available2021-10-13T17:19:30Z
dc.date.issued2021
dc.identifierno.ntnu:inspera:80310926:20553331
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11250/2799868
dc.description.abstractKonsensus i Blockchains, ofte oppnådd med energikrevende Proof of Work (PoW) protokoller, er gjenstand for re-evaluering, som en følge av at nye Proof of Stake (PoS) protokoller vokser frem som gode alternativ. Disse PoS-protokollene kan likevel ikke konkurrere med personvernet som tilbys av PoW, siden de iboende avslører både identiteten og stake til interessentene. Vi gjennomførte en litteraturstudie av alle tilgjengelige PPoS forslagene med vitenskapelig publisering: Proof-of-Stake Protocols for Privacy-Aware Blockchains av Ganesh et al., Anonymous LotteryIn the Proof-of-Stake setting av Baldimtsi et al., Ouroboros Crypsinous: Privacy-Preserving Proof-of-Stake av Kerber et al., and Zether: Towards Privacy in a Smart Contract World av Bünz et al. En analyse med fokus på personvern og ytelse identifiserte utfordringer med PPoS-forslagene. Av de identifiserte utfordringene valgte vi å forbedre ytelsen til Baldimsti et al. sitt forslag gjennom de følgende nye forslagene. (1) En PPoS som bruker homomorf kryptering for å fjerne behovet for å sende flere (ikke-linkbare) bevis i multi-stake-setting. (2) En ordning med en trade-off mellom personvern av stake og ytelse, som tilbyr en alternativ metode for å takle personvern i multi-stake setting. Som et bevis på konseptet instansierer vi begge forslagene med PoS-protokollen Algorand. Av denne grunn gir vi en litteraturstudie og analyse av Algorand med et spesielt fokus på personvernet til identitet og stake. Forslagene vurderes basert på ytelse, personvern og sikkerhet. Når det gjelder ytelse, har Baldimsti et al. sitt forslag lineær kompleksitet, forslag 1 har konstant kompleksitet, og forslag 2 sin ytelse bestemmes av interessenten og kommer på bekostning personvern. Mens Baldimsti et al. sitt forslag og forslag 1 holder interessentenes identitet og stake private, tillater forslag 2 interessenter som ønsker varierende grad av personvern å samhandle på samme blockchain. Vi spesifiserer områder for videre arbeid i begge forslagene og presenterer videre ideer for forbedringer av ytelsen.
dc.description.abstractConsensus in Blockchains, commonly achieved by wasteful Proof of Work (PoW) protocols, is subject to re-evaluation as emerging Proof of Stake (PoS) protocols pose a viable alternative. However, these PoS protocols, although viable, cannot compete with the privacy offered by PoW since PoS inherently reveal both the identity and stake of the stakeholders. We conducted a literature study of the four currently available PPoS proposals with a record of scientific publication: Proof-of-Stake Protocols for Privacy-Aware Blockchains by Ganesh et al., Anonymous Lottery In the Proof-of-Stake setting by Baldimtsi et al., Ouroboros Crypsinous: Privacy-Preserving Proof-of-Stake by Kerber et al., and Zether: Towards Privacy in a Smart Contract World by Bünz et al. An analysis focusing on privacy and performance identified issues with the PPoS proposals. Of the identified issues, we chose to improve upon the performance of Baldimsti et al.’s proposal through the following novel proposals. (1) A PPoS that applies homomorphic encryption to remove the need to send multiple unlinkable proofs in the multi-stake setting. (2) A scheme with a trade-off between stake privacy and performance, offering an alternative method of tackling privacy in the multi-stake setting. As a proof of concept, both proposals are instantiated with the PoS protocol Algorand. For this purpose, a literature study and analysis of Algorand were conducted, with a specific focus on the privacy of identity and stake. The proposals are evaluated in terms of performance, privacy, and security. In terms of performance, Baldimsti et al.’s proposal has linear complexity, Proposal 1 has constant complexity, and Proposal 2’s performance is determined by the stakeholder and comes at the cost of privacy. While Baldimsti et al.’s proposal and Proposal 1 keep the identity and stake of stakeholders private, Proposal 2 permits stakeholders with desires for varying degrees of privacy to interact on the same blockchain. We specify paths for future work within both our proposals and present further ideas for improvements to performance.
dc.languageeng
dc.publisherNTNU
dc.titleDesign of Novel Energy-Efficient and Privacy-Preserving Blockchain Consensus Mechanisms
dc.typeMaster thesis


Tilhørende fil(er)

Thumbnail

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel