영지식 증명 기반의 속성 샘플링 및 보상을 활용한 History기반의 Shapley Value E-participation Framework
History-based Shapley Value E-participation Framework using attribute sampling and compensation based on Zero-Knowledge Proof
- 주제어 (키워드) 블록체인 , 전자 참여 프레임워크 , 영지식 증명 , 샤플리 값 , 차등 보상; Blockchain , E-participation , Differential Reward , Shapley Value , Blockchain based E-participation
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 박수용
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 컴퓨터공학과
- 실제 URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000079427
- UCI I804:11029-000000079427
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록 (요약문)
블록체인 기반 전자 참여 시스템은 기존의 전자 참여 방식에 비해 투명성, 데이터 무결성, 보안성을 크게 향상시킨다. 그러나 기존 시스템은 영지식 증명 (ZKP) 기반 시스템의 비효율적인 속성 샘플링, 성실한 참여자와 불성실한 참여자를 구분할 수 있는 효과적인 차등 보상 메커니즘의 부재와 같은 문제에 직면해 있다. 이 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 설계된 블록체인 기반 전자 참여 프레임워크를 소개한다. 제안된 접근 방식은 속성 키를 통합하여 ZKP 기반 시스템에서 속성 샘플링을 개선함으로써 프라이버시를 손상시키지 않고. 효율적이고 안전하게 참여자를 샘플링할 수 있도록 한다. 이를 통해 샘플링 프로세스의 무결성을 유지하면서 적격 사용자만 선별할 수 있다. 또한, 이 프레임워크는 샤플리 값을 사용하여 참여자의 성실도에 따라 공정하게 보상하는 강력한 차등 보상 시스템을 구현하여 진실한 기여를 장려하는 동시에 불성실한 행동에 불이익을 준다. 제안된 프레임워크의 보안성은 종합적인 보안 분석을 통해 엄격하게 검증되며, 그 효과성을 입증하기 위해 성능을 철저하게 평가한다. 또한 실제 사용자를 대상으로 한 프로토타입을 통해 이 접근 방식의 실현 가능성을 보여줌으로써 전자 참여 시스템에서의 실용성과 배포 가능성을 강조한다.
more초록 (요약문)
Blockchain-based E-participation systems significantly enhance transparency, data integrity, and security compared to traditional E-participation methods. However, existing systems often face challenges, such as inefficient attribute sampling in Zero-Knowledge Proof (ZKP)-based systems and the absence of effective differential reward mechanisms to distinguish between sincere and insincere participants. This paper introduces a blockchain-based E-participation framework designed to address these challenges. The proposed approach improves attribute sampling in ZKP-based systems by incorporating attribute keys, enabling efficient and secure sampling of participants without compromising privacy. This ensures that only eligible users are selected while maintaining the integrity of the sampling process. Furthermore, the framework uses Shapley Values to implement a robust differential reward system that fairly compensates participants based on their sincerity, encouraging genuine contributions while penalizing insincere behavior. The security of the proposed framework is rigorously validated through a comprehensive security analysis, and its performance is thoroughly evaluated to demonstrate its effectiveness. Additionally, the feasibility of this approach is showcased through a prototype with real-world users, highlighting its practicality and potential for deployment in E-participation systems.
more목차
제 1 장 서론 1
제 2 장 배경지식 4
2.1. 블록체인과 스마트 컨트랙트 4
2.2. 전자 참여 샘플링 5
2.3. 전차 참여의 진정성 측정 5
2.4. 샤플리 값 6
제 3 장 관련 연구 8
제 4 장 영지식 증명 기반 속성 샘플링 및 차등 보상 11
4.1. 샘플링 프로세스 16
4.2. 보상 프로세스 19
4.2.1. 과거 점수 측정 단계 21
4.2.2. 현재 점수 & 샤플리 값 측정 단계 23
4.2.3. 보상 분배 단계 25
제 5 장 실험 26
5.1. 보안 분석 26
5.1.1. 스마트 컨트랙트 보안성 26
5.1.2. key의 보안성 27
5.2. 성능 평가 29
5.2.1. 샘플링 성능 평가 29
5.2.2. 보상 성능 평가 31
5.3. 적응성 평가 34
5.3.1. 블록체인 플랫폼 별 보상 시간 비교 실험 34
5.3.2. 블록체인 플랫폼 별 비용 성능 측정 실험 36
5.4. 프로토 타입 구현 38
제 6 장 결론 42
참고문헌 43
