Blokzincir tabanlı gizlilik korumalı istatistiksel hesaplamalar

Bu çalışmada, üçüncü taraflarca sağlanan gizli veriler üzerinde istatistiksel hesaplamalara izin vermek için akıllı sözleşmeler ve homomorfik kriptografi kullanan blokzincir tabanlı bir uygulama mimarisi önerilmektedir. Blokzincir kullanımı, bütünlük ve hata toleransı gibi güvenlik özelliklerini sağlarken; homomorfik şifreleme ise verilerin gizliliğini korur. Bu temel güvenlik prensiplerinin dışında, uygulama mimarisi geliştirilirken veri aktarımı ve veri depolama aşamalarında ayrıca güvenlik sağlayabilecek hassasiyette yaklaşımlar kurgulanmıştır. Yapılan literatür taramasında, bu tez kapsamındaki konulara benzer konulara rastlanmışsa da; bu tez çalışması Ethereum akıllı sözleşmesinde doğrusal regresyon analizi yapması açısından diğer çalışmalardan ayrışmaktadır. Çalışma kapsamında Ethereum blokzincirine akıllı sözleşme geliştirilmiş, bu akıllı sözleşmeye veri gönderen ve verileri okuyan kullanıcılar için ayrı ayrı kullanıcı betikleri yazılmıştır. Çalışmanın örnek senaryosu doğrusal regresyon analizi üzerinden geliştirilmiştir. Doğrusal regresyon analizi ile üçüncü taraflardan toplanan veriler şifrelenerek akıllı sözleşmeye şifreli bir biçimde gönderilir. Akıllı sözleşmeye gelen şifreli veriler ilgili değişkenlerde homomorfik toplama işlemi ile toplanarak kaydedilir. Daha sonra akıllı sözleşmeden şifreli verileri okumak isteyen kullanıcı bu değerleri okur ve işlemlerini gerçekleştirir. Çalışmanın ilerleyen bölümlerinde önerilen sistemin tasarımı, uygulaması ve farklı homomorfik anahtar uzunluklarına dayalı sonuçları sunulmaktadır. Uygulamanın sayısal sonuçları, akıllı sözleşmeye gönderilen farklı anahtar uzunluğuna sahip işlemlerin ne kadar zaman ve gaz ücreti tükettiğini göstermektedir. Farklı anahtar uzunluğundaki verilerin gaz ücreti ve zaman tüketimlerindeki benzerlikler, farklılıklar ve bunların sebepleri tartışılmıştır. Ayrıca değerlendirmeler kısmında, önerilen sistemin getirdiği güvenlik iyileştirmelerinin neler olduğuna da ışık tutulmaktadır. Önerilen mimari, tüm istatistiksel hesaplamalarda kullanılabilecek genel bir bakış açısı kapsamında geliştirilmiştir. İstenildiği takdirde uygulama adımları tekrarlanarak farklı istatistiksel hesaplamalar için de sistem tasarımı yapılabilir. Çalışma, akıllı bir sözleşme aracılığıyla homomorfik hesaplamalara sahip blokzincir tabanlı veri paylaşım mekanizmasının uygulanabilir olduğunu ve verilerin yetkisiz kullanıcılardan korunmasında iyileştirmeler yapılabildiğini göstermektedir.