Πρωτόκολλα ασφαλών υπολογισμών πολλών συμμετεχόντων

Abstract

Η συνεχόμενη και ραγδαία ανάπτυξη τις τεχνολογίας, έχει οδηγήσει σε παροχή διευκολύνσεων στην καθημερινότητα των ανθρώπων. Ταυτόχρονα όμως, η εξέλιξη αυτή καθιστά ολοένα και πιο επιτακτική την ανάγκη για ασφαλή επικοινωνία και ανταλλαγή πληροφοριών, λόγω της αξίας αυτών και της ύπαρξης αντιπάλων που επιθυμούν να τις αποκτήσουν στην κατοχή τους. Σε αυτό το πλαίσιο, είναι πολύ σημαντική η ύπαρξη και η συνεισφορά των πρωτοκόλλων ασφαλών υπολογισμών πολλών συμμετεχόντων (SMC), που έρχονται για να δώσουν λύση σε ζητήματα που αφορούν την ασφαλή ανταλλαγή δεδομένων και εκτέλεση υπολογισμών μεταξύ πολλών οντοτήτων. Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή, εστιάζει στην μελέτη των συγκεκριμένων πρωτοκόλλων. Πιο συγκεκριμένα, μελετάται αναλυτικά η έννοια των SMC πρωτοκόλλων, με παρουσίαση των σημαντικότερων τεχνικών και των εφαρμογών που αυτές τυγχάνουν, καθώς και των επιπέδων ασφαλείας που επιτυγχάνουν, σύμφωνα πάντα με τον Γενικό Κανονισμό της Προστασίας των Προσωπικών Δεδομένων της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Επιπρόσθετα, σκοπός της παρούσης διατριβής είναι η μελέτη των χαρακτηριστικών και της απόδοσης της τεχνικής Shamir Secret Sharing και η σύγκριση δύο διαφορετικών φόρμουλων παρεμβολής που μπορεί να χρησιμοποιηθούν σε αυτή. Ακόμη, σκοπός αποτελεί η εξέταση του κατά πόσο μπορεί να χρησιμοποιηθεί η τεχνική του Shamir για την επίτευξη καλής ψευδωνυμοποίησης, καθώς και η εξέταση του ερευνητικού ερωτήματος για το αν μπορεί να αξιοποιηθεί η συγκεκριμένη διαδικασία, με σκοπό να προασπιστεί η ιδιωτικότητα, σε περιπτώσεις όπου υπάρχει η ανάγκη να αποθηκεύονται δεδομένα και ενέργειες χρηστών, σε περιβάλλοντα όπως αυτό μίας αλυσίδας Blockchain. Για την επίτευξη των παραπάνω στόχων χρησιμοποιήθηκαν εικονικά περιβάλλοντα, στα οποία έλαβαν χώρα τα πειράματα και έγιναν οι μετρήσεις. Από τα αποτελέσματα της μεταπτυχιακής διατριβής, προκύπτει ότι σημαντική επιρροή στο χρόνο εκτέλεσης της τεχνικής, ασκεί το μέγεθος του μηνύματος και ο αριθμός των shares που δημιουργούνται. Την ίδια στιγμή, από τη σύγκριση των δύο φόρμουλων παρεμβολής, προέκυψε ότι η φόρμουλα του Newton είναι πιο αποτελεσματική, ακόμα και σε περίπτωση εισαγωγής νέων σημείων. Τέλος, αναπτύχθηκε στην πράξη περίπτωση εφαρμογής της τεχνικής του Shamir για καλή ψευδωνυμοποίηση και παρουσιάστηκε μία νέα ιδέα για μελλοντική αξιοποίησή της στην αλυσίδα Blockchain.