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Probabilistic Micropayments
(2022)
Probabilistic micropayments are important cryptography research topics in electronic commerce. The Probabilistic micropayments have the potential to be researched in order to obtain efficient algorithms with low transaction costs and high speeding computer power. To delve into the topic, it is vital to scrutinize the cryptographic preliminaries such as hash functions and digital signatures. This thesis investigates the important probabilistic methods based on a centralized or decentralized network. Firstly, centralized networks such as lottery-based tickets, Payword, coin-flipping, and MR2 are described, and an approach based on blind signatures is also discussed. Then, decentralized network methods such as MICROPAY3, a transferable scheme on the blockchain network, along with an efficient model for cryptocurrencies, are explained. Then we compare the different probabilistic micropayment methods by improving their drawback with a new technique. To set the results from the theoretical analysis of different methods into some context, we analyze the attacks that reduce the security and, therefore, the system’s efficiency. Particularly, we discuss various methods for detecting double-spending and eclipse attacks occurrence
Die vorliegende Bachelorarbeit hat die sogenannten Smart Contracts, welche als automatisierte Verträge verstanden werden können, zum Thema. Zunächst wird sich mit der Blockchain, welche eine Grundlage der Smart Contracts darstellt, auseinandergesetzt und darauf aufbauend werden die Smart Contracts genauer beleuchtet. Folgend werden ausgewählte Anwendungsszenarien für Smart Contracts in der Finanzwirtschaft vorgestellt. Abschließend werden Handlungsempfehlungen für den bestmöglichen Umgang mit der Blockchain und den Smart Contracts im Unternehmensumfeld dargestellt.
Blockchain-Governance wird immer wieder mit der Führung von Unternehmen oder von Nationalstaaten verglichen, obwohl diese sich oft eher als Decentralized Autonomous Organizations (DAOs) definieren. In diesem Beitrag werden rechtliche Konzepte, die den Rahmen für die Entscheidungsfindung in Unternehmen und Staaten bilden, sowie die Grundlagen einer DAO mit der Governance von Polkadot verglichen. Im Ergebnis weist der Staat aufgrund der starken Prägung durch die physische Sphäre und der Selektion seiner Bürger die größten Unterschiede zur Polkadot-Governance auf. Von den Unternehmen ist die Genossenschaft in ihrem Ziel der Förderung der Mitglieder und Verwaltung gemeinsamer Infrastruktur, die sich jeweils auch in den Rechten der Mitglieder und der Besetzung der Organe niederschlägt, am nächsten. Die höchste Übereinstimmung hat die Polkadot-Governance jedoch mit der DAO, insofern als sie über die Zeit immer stärker den Gedanken der dezentralen und autonomen Entscheidungsfindung umsetzt.
Blockchain-Governance wird oft mit der Führung von Unternehmen oder von Nationalstaaten verglichen, obwohl diese sich selbst eher als Decentralized Autonomous Organizations (DAOs) und damit als reine Software verorten. In dieser Arbeit wird die Polkadot-Governance in jener Ebene, in der Menschen über Polkadot Entscheidungen treffen, dargestellt, um sie dann mit rechtlichen Konzepten, die den Rahmen für die Entscheidungsfindung in Unternehmen und Staaten bilden, sowie mit den rechtlichen Grundlagen für die Entscheidungsfindung einer DAO zu vergleichen.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Analyse der Europäischen Datenschutz-Grundverordnung. Das Hauptziel hierbei ist das Herausfiltern von Artikeln die im Zusammenhang mit Datenverarbeitung auf Blockchain eine besondere Relevanz haben. Außerdem wird, basierend auf den gefundenen Artikeln, eine Applikation geschrieben, die die Anforderungen einhält und trotzdem mit einer Blockchain kommuniziert.
Die vorliegende Diplomarbeit behandelt die Möglichkeiten und Grenzen der Blockchain. Einleitend wird auf den sich ständig weiterentwickelnden Aspekt der Digitalisierung eingegangen sowie die fortlaufende mediale Präsenz der Blockchain aufgezeigt. Grundlegend werden vorab die Eigenschaften der Distributed Ledger Technologie aufgezeigt, um daraufhin die fünf Anforderungen an ein Blockchain-System und deren Umsetzung auszuarbeiten. Basierend auf der Blockchain oder anderen verteilten Datenbanken gilt es die Kryptowährungsprotokolle als Form der Netzwerkkommunikation zwischen den Teilnehmenden und deren Eigenschaften zu betrachten. Infolge werden die Einzelheiten in den Bereichen des Tradings mit Tokens und den dazugehörigen Kryptobörsen bzw. Wallets, der Mininghardware und -arten sowie der technischen Analyse von Basiswerten und dessen Grundwerkzeuge, in Bezug auf das Satoshi-Nakamoto-Bitcoin-Protokoll, untersucht. Letztlich wird Einblick genommen auf die Anwendungen bestimmter Protokolle in Form von Smart Contracts als Fundament für Initial Coin Offerings und dezentrale Applikationen.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Blockchain-Technologie, welche mit Bitcoin eingeführt wurde. Ziel dieser Diplomarbeit ist es, ein Verständnis für die zugrundeliegende Blockchain-Technologie zu erlangen und zu erörtern, welche Möglichkeiten sich im Zeitalter der Industrie 4.0 für die Anwendung dieser in der Gesellschaft ergeben. Es werden zwei ausgewählte Anwendungsbereiche – die Lebensmittelindustrie und das Gesundheitswesen – detailliert beschrieben und die Möglichkeiten des Blockchain-Einsatzes aufgezeigt.
Mit diesem Beitrag wollen wir Ihnen einen Einblick zum gezielten Einsatz der Blockchain-Technologie für Mobilitätsanwendungen geben.
Im Fokus steht dabei die Entwicklung der digitalen Identität für verschiedene Mobilitätsträger. Dabei werden heutige und zukünftige Anforderungen aufgezeigt und aktuelle Entwicklungen betrachtet. Mit der dezentralen Blockchain-Technologie soll beispielsweise ein Fahrzeug in der Lage sein, seine digitale Identität selbst zu verwalten, ohne von einem zentralen Identitätsdienstleister abhängig zu sein. Am Beispiel einer dezentralen Plattform für Sharing Mobility im ländlichen Raum wird die Bedeutung digitaler Identitäten für Mobilitätsträger erforscht und ein Ausblick auf zukünftig in der Geschäftswelt autonom handelnde Fahrzeuge gegeben. Es wird praxisnah gezeigt, wie die Blockchain-Technologie helfen kann, die Anforderungen an eine digitale Identität für Mobilitätsträger zu erfüllen und wie diese in einem nachhaltigen Geschäftsmodell Anwendung finden kann
Mathematics Behind the Zcash
(2020)
Among all the new developed cryptocurrencies from Bitcoin, Zcash comes out to be the strongest cryptocurrency providing both transparency and anonymity to the transactions and its users by deploying the strong mathematics of zk-SNARKs.
We discussed the zero knowledge proofs which is a basic building block for providing the functionality to zk-SNARKs. It offers schnorr and sigma protocols with interactive and noninteractive versions. Non-interactive proofs are further used in Zcash transactions where the validation of sent transaction is proved by cryptographic proof.
Further, we deploy zk-SNARKs proofs following common reference string as public parameter when transaction is made. The proof allows sender to prove that she knows a secret for an instance such that the proof is succinct, can be verified very efficiently and does not leak the
secret. Non-malleability, small proofs and very effective verification make zk-SNARKs a classic tool in Zcash. Since we deal with NP problems therefore we have considered the elliptic curve cryptography to provide the same security like RSA but with smaller parameter size.
Lastly, we explain Zcash transaction process after minting the coin, the corresponding transaction completely hides the sender, receiver and amount of transaction using zero knowledge proof.
As future considerations, we talk about the improvements that can be done in term of decentralization, efficiency by comparing with top ranked cryptocurrencies namely Ethereum and Monero, privacy preserving against the thread of quantum computers and enhancements in shielded transactions.
Mathematics behind the Zcash
(2020)
Among all the new developed cryptocurrencies, Zcash comes out to be the strongest cryptocurrency providing both transparency and anonymity to the transactions and its users by deploying the strong mathematics of zk-SNARKs. We discussed the zero knowledge proofs as a building block for providing the functionality to zk-SNARKs. It offers schnorr protocol which is further used in Zcash transactions where the validation of sent transaction is proved by cryptographic proof. Further, we deploy zk-SNARKs following common reference string that allows sender to prove that she knows a secret such that the proof is succinct, can be verified and does not leak the secret. Non-malleability, small proofs and effective verification make zk-SNARKs a classic tool in Zcash. We deal with NP problems therefore we have considered the elliptic curve cryptography to provide the security. Lastly, we explain Zcash transaction, the corresponding transaction completely hides the sender, receiver and amount of transaction using zero knowledge proof.
With the growing market of cryptocurrencies, blockchain is becoming central to various research areas relevant from a mathematical and cryptographic point of view. Moreover, it is capable of transforming the traditional methods involving centralized network operations into decentralized peer-to-peer functionalities. At the same time, it provides an alternative to digital payments in a robust and tamperproof manner by adding the element of cryptography, consequently making it traversable for an individual who is a part of the blockchain network. Furthermore, for a blockchain to be optimal and efficient, it must handle the blockchain trilemma of security, decentralization, and scalability constraints in an effective manner. Algorand, a blockchain cryptocurrency protocol intended to solve blockchain’s trilemma, has been studied and discussed. It is a permissionless (public) blockchain protocol and uses pure proof of stake as its consensus mechanism.
While blockchain technology is still in an early stage of its development, it is already of surging economic importance.
In the literature, blockchain is referred to as either being a disruptive, institutional, foundational, or general purpose technology. There is still no consensus about the economic theory that should apply for analyzing its economic effects. This article draws on use cases from the coffee supply chain to explore, which theories could potentially apply to an emerging blockchain economy.
Fake News und Betrugsschemata sind heutzutage ein allgegenwärtiger Bestandteil des Internets. Erfahrene Nutzer haben gelernt damit umzugehen und Richtiges von Falschem zu unterscheiden. Doch auch die erfahrensten Benutzer des Internets können von geschickten Hochstaplern und Betrügern manipuliert werden. Die Betreiber der sozialen Medien, können und wollen oftmals nicht für die Sicherheit ihrer Nutzer garantieren, weswegen ein Ansatz benötigt wird, welcher diese Betreiber ablöst. Nachdem Non-Fungible Tokens gezeigt haben, wie digitales Eigentum implementiert werden kann, zeigen sogennante Soulbound Tokens, wie digitales Vertrauen im Internet existieren kann. Diese Art von Tokens sind nicht transferierbar und für immer an ihren Besitzer gebunden, wodurch diverse, digitale Persönlichkeiten entstehen können, deren Glaubwürdigkeit von Soulbound Tokens bewiesen wird. Decentralized Reputation (DeRep) beschreibt dabei eine Reputationsplattform, auf welcher Benutzer Soulbound Tokens als Bewertung für andere Nutzer ausstellen können. Zusammen mit weiteren Funktionen, wie einem Bewertungsalgorithmus für die Profile der Nutzer, wird veranschaulicht, wie Reputation mithilfe von Soulbound Tokens generiert werden kann und welche Herausforderung dabei entstehen.
Mehr als 50 Milliarden physische Objekte sollen bis 2020 mit dem Internet verbunden sein. Diese reichen von kleinen und rechenarmen RFID-Systemen bis zu komplexen Geräten wie Smartphones, intelligenten Geräten und Fahrzeugen.
Für dieses Internet of Things (IoT) bedarf es eines Systemvertrauens, da die Nutzung intelligenter Dienste über das Internet ohne menschliches Eingreifen geschieht. Heute vorhandene zentrale Vertrauensinstanzen für IoT verlieren aufgrund von Hacker- und Cyberangriffen ihr Vertrauen. Mit der Blockchain existiert eine Vertrauensarchitektur, die es dem Menschen erlaubt, einem System und seinen Komponenten, und nicht einer zentralen Instanz zu vertrauen. Kann die Symbiose von Blockchain und IoT Vertrauen generieren? Dieser Artikel präsentiert eine systematische Literaturübersicht zum Konzept Vertrauen im Kontext der Blockchain-Technologie für das IoT und deren Geschäftsmodelle.
Das Ziel dieses Beitrags ist die Darstellung der aktuellen Entwicklungen im Zusammenspiel von Blockchain und IoT, um diese als Blaupause für die Schaffung von Vertrauen in weiteren Anwendungsfeldern nutzen zu können.
In dieser Arbeit wird die Fragmentierung der klassischen Zielgruppen analysiert. Des Weiteren wird unter Betrachtung der Marketingabläufe ausgewertet, welche Online-Marketing-Maßnahmen sich für eine Lösung der bestehenden Fragmentierung eignen. Die Maßnahmen werden auf ihre Anwendungsmöglichkeiten geprüft. Außerdem wird in der Arbeit dargestellt, welche Chancen und Risiken durch den Einsatz der Blockchain-Technologie im Online-Marketing entstehen. Ziel der Arbeit ist das Erstellen einer Entscheidungsbasis für deutsche Unternehmen, ob sich eine Investition in diesen Bereich unter Bewertung des Return on Investment lohnt.
After creating a new blockchain transaction, the next step usually is to make miners aware of it by having it propagated through the blockchain’s peer-to-peer network. We study an unintended alternative to peer-to-peer propagation: Exclusive mining. Exclusive mining is a type of collusion between a transaction initiator and a single miner (or mining pool). The initiator sends transactions through a private channel directly to the miner instead of propagating them through the peerto-peer network. Other blockchain users only become aware of these transactions once they have been included in a block by the miner. We identify three possible motivations for engaging in exclusive mining: (i) reducing transaction cost volatility (“confirmation as a service”), (ii) hiding unconfirmed transactions from the network to prevent frontrunning and (iii) camouflaging wealth transfers as transaction costs to evade taxes or launder money. We further outline why exclusive mining is difficult to prevent and introduce metrics which can be used to identify mining pools engaging in exclusive mining activity.
Diese Masterarbeit zeigt einen Ansatz zur Vorhersage von Zugverspätungen mit Hilfe von Supervised Learning. Dazu werden Modelle mit verschiedenen Algorithmen getestet und miteinander verglichen. Außerdem wird gezeigt, wie das entwickelte Vorhersagemodell in eine Blockchain-Anwendung integriert werden kann.
Diese Arbeit behandelt den Einsatz der Blockchaintechnologie im Supply Chain Management. Unter der Erläuterung der Funktionsweise der Blockchaintechnologie werden Beispiele für mögliche Einsätze von Blockchains im Supply Chain Management aufgeführt und bewertet. Weiterhin wird die Industrie 4.0 in Verbindung mit dem Supply Chain Management gesetzt und deren Bedeutung für die Automatisierung und Digitalisierung hervorgehoben. Am Ende der Arbeit werden zusätzlich die Smart Contracts eingeführt, um damit letztendlich und zusammenfassend durch die Aufführung zusätzlicher Beispiele die aufgestellten Thesen, wie z.B. das durch die immer strenger werdende Gesetzgebung in Europa bzw. in Deutschland z.B. in puncto Lebensmittelnachverfolgbarkeit, die Blockchain einen wesentlichen Beitrag zur Unterstützung des Supply Chain Managements liefern kann, zu untermauern und damit zu beweisen. Weiterhin wird durch die Einbeziehung der Smart Contracts bewiesen, dass die Verwendung der Blockchain in Kombination mit Smart Contracts eine disruptive Auswirkung auf das Vertragswesen in puncto Flexibilität und Sicherheit haben kann.