Privacy Preserving Smart-Contract Platforms and E-Voting

Abstract

Táto práca analyzuje platformy na ochranu súkromia ako Secret, Phala a Oasis Network, ktoré poskytujú nástroje pre vývoj smart kontraktov s možnosťou privátneho úložiska a dôverných výpočtových schopností. Platformy porovnávame na základe ich vlastností, ako je výkon, použiteľnosť a ďalšie faktory v kontexte prípadu použitia v elektronickom hlasovaní. Najprv predstavíme teoretické základy v oblasti volebných systémov, blockchainové technológie, smart kontrakty, technológie dôverného výpočtu a v neposlednom rade jednotlivé platformy na ochranu súkromia. Na základe zistení navrhneme volebný proces nášho smart kontraktu elektronického hlasovania, ktorý budeme implementovať na všetkých platformách. Následne analyzujeme možnosti a schopnosti vývoja každej z platforiem, najmä pokiaľ ide o definíciu štruktúry úložiska. Okrem toho navrhneme aj scenár hodnotenia, ktorý budeme vykonávať na každom z vyvinutých smart kontraktov. Po návrhu kľúčových častí smart kontraktov prechádzame k implementácií, kde diskutujeme o našich skúsenostiach, o použitých nástrojoch, o spôsobe zbere a vyhodnotenia štatistík a o metódach testovania. V rámci tejto fázy sme taktiež vyvinuli aj skripty, ktoré zbierajú štatistiky z navrhnutého scenára hodnotenia elektronického volebného systému, ktoré použijeme na vyhodnotenie a porovnanie týchto platforiem. Na záver zhrnieme dosiahnuté výsledky, kľúčové poznatky, úvahy a potenciálne oblasti pre budúce zlepšenia.This work examines privacy-preserving platforms Secret, Phala, and Oasis Network, which provide frameworks for development of smart contracts with confidential storage and computation capabilities. We compare these platforms based on their features such as performance, usability, and additional factors within the context of an electronic voting use case. Firstly, we establish the theoretical foundations by introducing Voting Systems, then Blockchains, Smart Contracts, Trusted Computing, and Privacy-Preserving Platforms. We analyze the development capabilities, storage options, and other features of the selected platforms and propose the design of smart contracts for the e-voting application. Following this, we implement given smart contracts, detailing our experience, the tools used, testing procedures, contruct structure, and statistics collection methods. Proposed collected statistics allow us to estimate the vote-casting throughput of our implementations. Using this metric, along with other aspects, such as the development experience, storage options, community activity, documentation quality, we evaluate and compare these platforms. At the end we conclude the achieved results, key insights, reflections, and potentional areas for future improvements.