Designing Secure And Fair Protocols With Bitcoin

Abstract

Το ενδιαφέρον για το Bitcoin και τα υπολοιπα ψηφιακά κρυπτό-νομίσματα έχει παρουσιάσει αύξησητα τελευταία χρόνια. Το Bitcoin είναι το πρώτο αποκεντρωμένο ψηφιακό κρύπτο-νόμισμα και το πιοδημοφιλές σε χρήση. Το συντακτικό του συστήματος συναλλαγών του Bitcoin μας επιτρέπει να δημιουργήσουμε έξυπνα συμβόλαια στα οποία η μεταφορά χρημάτων μπορεί να επιτευχθεί αυτόματα, αφούεπιτευχθούν συγκεκριμένες προϋποθέσεις.Σε αυτή τη διπλωματική εργασία παρουσιάζεται το P2P δίκτυο του Bitcoin μελετώντας τους κόμβους,τις ανταλλαγές μηνυμάτων, τις συναλλαγές, τα block και τα script. Στο υπόλοιπο μέρος της εργασίας,επικεντρωνόμαστε σε πρωτόκολλα ασφαλών υπολογισμών και βρίσκουμε τρόπους να εξαναγκάσουμετη δικαιοσύνη σε περιβάλλον 2 παικτών ή Ν παικτών. Παρουσιάζονται πρωτόκολλα τα οποία έχουνεφαρμογή σε λοτταρίες, ασφαλείς υπολογισμούς, επαληθεύσιμους υπολογισμούς και σε ηλεκτρονικέςψηφοφορίες. Επεκτείνουμε κάποιες από τις προαναφερθείσες λειτουργίες που υπάρχουν στη βιβλιογραφία ώστε να πετύχουμε καλύτερη πολυπλοκότητα στο πρωτόκολλο ηλεκτρονικής ψηφοφορίας πουέχει ήδη προταθεί και προτείνουμε ένα πρωτόκολλο το οποίο είναι αποκεντρωμένο και δε βασίζεται σεεπικοινωνία των ψηφοφόρων μέσω ιδιωτικών καναλιών.Το πρώτο μέρος είναι ένας πρόλογος σε αυτή την εργασία. Το δεύτερο μέρος επικεντρώνεται στοδίκτυο Bitcoin. Αρχικά, παρουσίαζουμε βασικές αρχές κρυπτογραφίας που χρησιμοποιούνται στο Bitcoin και μελετάμε την ανταλλαγή μηνυμάτων μεταξύ των κόμβων. Στη συνέχεια, επικετρωνόμαστε στιςβασικές λειτουργίες οι οποίες είναι οι συναλλαγές και τα block. Επιπροσθέτως, μελετούμε τα BitcoinScripts τα οποία είναι χρήσιμα για την κατασκευή έξυπνων συμβολαίων. Το τρίτο μέρος είναι αφιερω-μένο στους ασφαλείς υπολογισμούς και στην κατασκευή τέτοιων πρωτόκολλων στο μοντέλο τιμωρίας.Αναλύουμε πρωτόκολλα κρυπτογραφίας τα οποία θα χρησιμοποιηθούν αργότερα στην εργασία για τηνκατασκευή πρωτόκολλων ασφαλών υπολογισμών. Στα επόμενα 2 κεφάλαια εστιάζουμε σε εφαρμογέςασφαλών υπολογισμών μέσω Bitcoin. Στο τελευταίο κεφάλαιο μελετάμε πρωτόκολλα ηλεκτρονικήςψηφοφορίας και προτείνουμε το δικό μας πρωτόκολλο. Το τέταρτο μέρος αποτελεί τον επίλογο με τασυμπεράσματα και προεκτάσεις για μελλοντική εργασία.