Tez No	İndirme	Tez Künye	Durumu
779346		Incentive compatible and provably secure blockchain applications / Teşvik uyumlu ve ispatlanabilir güvenli blokzincir uygulamaları Yazar:OSMAN BİÇER Danışman: DOÇ. DR. ALPTEKİN KÜPÇÜ Yer Bilgisi: Koç Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı Konu:Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control Dizin:	Onaylandı Doktora İngilizce 2022 260 s.
Blokzincir teknolojilerinin hayatımıza girmesi ve gelişmesi para gönderimini gönderici ile gönderen arasındaki mesafeden bağımsız olarak maliyetini düşürerek kolaylaştırmıştır. Dahası, blokzincir teknolojisi sadece günümüz ekonomik modelini etkilememiştir, aynı zamanda daha önce güvenilir bir otorite (devlet veya bilinen bir firma gibi) olmadan imkansız olduğu düşünülen birçok yeni uygulamaya da ilham kaynağı olmuştur. Fakat yeni bir teknoloji olan blokzincir; madencilik, hesap işlemleri ve uygulamaları açısından güvenliğini ve teşvik uyumluluğunu (yani katılımcıların beklenen protokol adımlarını takip etmesinin motive edilmesi) garanti edecek kadar araştırılmamıştır. Kriptografi ve oyun teorisi bize bu mevzuda yardımcı olabilecek ispat yöntemleri olan geleneksel iki araçtır. Bu tezde güvenli blokzincir uygulamaları için oyun teorisi ve kriptografik güvenlik modellerini kullanmaktayız. Birinci olarak, e-bağış adını verdiğimiz merkezi olmayan ve adil çevrimiçi bağışlar için ispatlanabilir güvenli bir blokzincir uygulamasını geliştirmekteyiz. İkinci olarak, pratik ve çok yönlü özellik tabanlı bir dijital imza protokolü önermekteyiz. Üçüncü olarak, çalışma-ispatı blokzincirine Eyal ve Sirer'in (CACM '18) bencil madencilik saldırısına karşı teşvik uyumlu bir savunma çözümü sunarak blokzincirin güvenliğini analiz etmekte ve geliştirmekteyiz. Dördüncü olarak, bu ve benzeri saldırıların ve karşı savunmalarının simüle edilebileceği ağ tabanlı bir simülasyon aracını da beraberinde tasarlamaktayız. Beşinci olarak, eşik kriptografisini ve oyun teorisinin devredilebilir yarar kavramını başarıyla birleştiren bir sistem sunmaktayız. Bu sistem sayesinde koalisyon boyutu bir eşikle sınırlandırılabildiğinde çok oyunculu mekanizmaların daha iyi oyun teorik analizi mümkün olmuştur. Altıncı olarak, bu sistemi teşvik edilmiş başkasına hesaplatma problemine çözümümüzde uygulamakta, teşvik uyumluluğunu göstermekteyiz.
With the introduction and advent of blockchain technologies, money transfers have become easier with lower costs, no matter how far the recipient is from the sender. Moreover, the blockchain technology has not only affected the contemporary economical model, but also inspired many novel applications that have been thought impossible without the help of a trusted third party (such as governments or well-recognized companies). However, being a newly developed technology, blockchain still lacks enough research to ensure its security (in terms of mining, transactions, or its applications) and incentive compatibility (i.e., the participants are motivated for following the expected protocol steps). Cryptography and game theory are two well-known tools with traditional proving methods to help us for this task. In this thesis, we utilize game theory and cryptography based security models for building secure applications on blockchain. First, we develop a provably secure blockchain application that we name as e-donation, for secure, fair and decentralized online donations. Second, we develop a practical attribute based digital signature scheme. Third, we analyze and improve the security of blockchain by providing an incentive compatible defense solution against the selfish mining attack of Eyal and Sirer (CACM '18) on proof-of-work blockchain. Forth, we develop a network-based simulation tool for both attacks and defenses. Fifth, we propose a framework for better game-theoretical analysis of multi-player mechanisms when the sizes of the coalitions can be bounded by a threshold, via successfully combining threshold security ideas of cryptography and transferable utility of game theory. Sixth, we apply our threshold coalition notions to show the incentive compatibility of our solution to the outsourced incentivized computation problem in blockchain with multiple outsourced parties.