Blokzincir tabanlı merkezi olmayan üniversite ölçekli oylama sistemi
Blockchain-based decentralized university-scale voting system
- Tez No: 958587
- Danışmanlar: PROF. DR. MUHAMMED ALİ AYDIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 186
Özet
Demokratik toplumların temel unsurlarından biri, adil ve şeffaf seçim süreçleridir. Bu süreçlerin güvenilirliği ise doğrudan oylama sisteminin işleyişine bağlıdır. Oylama sistemi, oylamanın nasıl yapılacağını ve sonuçların nasıl değerlendirileceğini belirleyen kurallar ve yöntemler bütünüdür. Basit bir karardan, siyasi süreçlere kadar geniş bir kullanım alanına sahiptir. Oylama sistemlerinin daha güvenli, şeffaf, katılımcı ve erişilebilir hale getirilmesi amacıyla dijitalleşmenin sunduğu yeniliklerden yararlanılarak çeşitli çözümler geliştirilmiştir. Ancak, bu çözümler güvenilirlik, şeffaflık, doğrulanabilirlik ve gizlilik kriterleri açısından tartışma konusu olmuş ve çözülmesi zor teknik problemlere yol açmıştır. Bu nedenle, tez kapsamında blokzinciri teknolojisinin sunduğu yenilikçi özelliklerden yararlanarak mevcut sorunlara sürdürülebilir ve esnek bir çözüm geliştirilmesi hedeflenmektedir. Ethereum blokzinciri platformu kullanılarak üniversite ölçeğinde merkezi olmayan, şeffaf ve güvenli bir oylama sistemi teorik ve pratik olarak geliştirilmiş ve bu sistem belirli metrikler ışığında maliyet ile performans açısından değerlendirilmiştir. Pratik çalışmalar kapsamında geliştirilen prototipte, kullanıcı kimliklerinin sistemde tanımlanabilmesi amacıyla MetaMask ve Ethereum uyumlu bir cüzdan oluşturma aracı geliştirilmiştir. Bu araç vasıtasıyla kullanıcılar birer açık anahtar (public key), özel ahahtar (private key), anımsatıcı (mnemonic) ve Ethereum adresi elde edebilmektedir. Ethereum adresleri, oylama sistemi içerisinde kullanıcıları tanımlayan ama gerçek hayattaki kimlikleriyle ilişkilendirilemeyen bir değer olarak kullanılmaktadır. Kullanıcılar, özel anahtarlarını (private key) tarayıcı üzerindeki MetaMask içerisine dahil (import) ederek oylama sistemine giriş yapabilmektedir. Seçmen gizliğinin cüzdan ile sağlanması, tek başına yeterli bir kriter değildir. Bu nedenle, kullanılan oy ile seçmen adresinin ilişkilendirilmesini engelleyecek mekanizmalara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu kapsamda, oy gizliği için Pallier şifreleme algoritmasıyla birlikte sıfır bilgi ispatı (ZKP) yönteminden yararlanılmış ve zk-SNARK protokolü tercih edilmiştir. Bu yöntemin tercih edilmesinin nedeni ise; düşük işlem maliyeti ve hızlı doğrulama sürecidir. Oylama sistemi içerisinde kimlik doğrulama, oy verme ve sonuçların doğrulanması süreçleri; cüzdan üretim aracı, MetaMask, Paillier şifreleme algoritması ve sıfır bilgi ispatının (ZKP) bir bütün olarak çalışmasıyla elde edilmektedir.
Özet (Çeviri)
One fundamental component of democratic societies is fair and transparent election processes. The reliability of these processes is directly linked to the functioning of the voting system. A voting system encompasses rules and methods that determine how votes are cast and results are evaluated. Its applications range from simple decision-making to complex political processes. To improve the security, transparency, and accessibility of voting systems, various solutions have been developed utilizing digital innovations. However, these solutions have raised questions regarding their reliability, transparency, verifiability, and confidentiality, and have given rise to technical problems that are difficult to resolve. Therefore, this thesis aims to develop a sustainable and flexible solution by leveraging the innovative features offered by blockchain technology. Using the Ethereum blockchain platform, we theoretically and practically developed a decentralized, transparent, and secure voting system for university-scale applications. Our prototype was evaluated in terms of cost-effectiveness and performance metrics. A MetaMask-compatible wallet creation tool was also developed to enable users to define their identities within the system using public keys, private keys, mnemonic phrases, and Ethereum addresses. Ethereum addresses are used to identify users within the voting system without linking them to their real-life identities. Users can enter the voting system by importing their private keys into MetaMask. While a wallet-based solution provides some level of anonymity, it is not sufficient on its own. Therefore, mechanisms must be designed to prevent linking votes to user addresses. To achieve this, we employed the Paillier homomorphic encryption algorithm and zero-knowledge proof (ZKP) methods, specifically zk-SNARKs. The reason for choosing this approach was its low computational cost and fast verification process. The identity verification, voting, and result validation processes within our system are achieved through a combination of wallet creation tools, MetaMask, Paillier encryption algorithms, and ZKPs.
Benzer Tezler
- Eğitim kurumları için blokzincir tabanlı hibrit not yönetim sistemi tasarımı
Blockchain based hybrid grade management system design for educational institutions
FATİH AKSAKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Bilgi ve Belge YönetimiOndokuz Mayıs ÜniversitesiAkıllı Sistemler Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ ÖZKAN
- A blockchain-based tracking system for university donation
Üniversite bağışları için blokzincir tabanlı takip sistemi
ESRAA AHMED FERWANA
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKarabük ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADIB HABBAL
- Açık ve uzaktan öğrenmede blokzincir teknolojisi ile sürdürülebilir bir eğitim cüzdanı uygulamasının geliştirilmesi
Developing a sustainable learning credential wallet application with blockchain technology in open and distance learning
HAKAN YILDIRIM
Doktora
Türkçe
2023
Bilim ve TeknolojiAnadolu ÜniversitesiUzaktan Eğitim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLSÜN KURUBACAK
- Blockchain based decentralized identity system for internet of things devices
Nesnelerin interneti cihazları için blokzincir tabanlı merkezi olmayan kimlik sistemi
SAİM BUĞRAHAN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHacettepe ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT AYDOS
- Blokzincir tabanlı dijital kimlik ile elektronik ticarette güvenin artırılması
Building trust in electronic commerce using blockchain based digital identity
ÖMER DOĞAN
Doktora
Türkçe
2023
Yönetim Bilişim SistemleriGazi ÜniversitesiYönetim Bilişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACER KARACAN