論文の概要: $π$QLB: A Privacy-preserving with Integrity-assuring Query Language for Blockchain

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.14141v2
• Date: Thu, 17 Oct 2024 23:03:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-21 14:21:39.254744
• Title: $π$QLB: A Privacy-preserving with Integrity-assuring Query Language for Blockchain
• Title（参考訳）: $π$QLB: ブロックチェーンのための統合性保証クエリ言語によるプライバシ保護
• Authors: Nasrin Sohrabi, Norrathep Rattanavipanon, Zahir Tari,
• Abstract要約: 現在のブロックチェーンシステムは、組み込みセキュリティとプライバシ保証を備えたデータクエリをサポートしていない。 本稿では,クエリ入力の機密性とクエリ結果の整合性を保証するブロックチェーンシステム用のクエリ言語である$pi$QLBを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.969423486948555
• License:
• Abstract: The increase in the adoption of blockchain technology in different application domains e.g., healthcare systems, supplychain management, has raised the demand for a data query mechanism on blockchain. Since current blockchain systems lack the support for querying data with embedded security and privacy guarantees, there exists inherent security and privacy concerns on those systems. In particular, existing systems require users to submit queries to blockchain operators (e.g., a node validator) in plaintext. This directly jeopardizes users' privacy as the submitted queries may contain sensitive information, e.g., location or gender preferences, that the users may not be comfortable sharing. On the other hand, currently, the only way for users to ensure integrity of the query result is to maintain the entire blockchain database and perform the queries locally. Doing so incurs high storage and computational costs on the users, precluding this approach to be practically deployable on common light-weight devices (e.g., smartphones). To this end, this paper proposes $\pi$QLB, a query language for blockchain systems that ensures both confidentiality of query inputs and integrity of query results. Additionally, $\pi$QLB enables SQL-like queries over the blockchain data by introducing relational data semantics into the existing blockchain database. $\pi$QLB has applied the recent cryptography primitive, i.e., function secret sharing (FSS), to achieve confidentiality. To support integrity, we extend the traditional FSS setting in such a way that integrity of FSS results can be efficiently verified. Successful verification indicates absence of malicious behaviors on the servers, allowing the user to establish trust from the result. To the best of our knowledge, $\pi$QLB is the first query model designed for blockchain databases with support for confidentiality, integrity, and SQL-like queries.
• Abstract（参考訳）: さまざまなアプリケーションドメインにおけるブロックチェーンテクノロジの採用の増加,例えば医療システムやサプライチェーン管理などによって,ブロックチェーン上のデータクエリメカニズムの需要が高まっている。 現在のブロックチェーンシステムは、組み込みセキュリティとプライバシ保証でデータをクエリするサポートがないため、これらのシステムには固有のセキュリティとプライバシに関する懸念がある。 特に既存のシステムは、ユーザーがプレーンテキストでブロックチェーンオペレータ(例えばノードバリデータ)にクエリを送信する必要がある。 これにより、送信されたクエリには、ユーザが共有することを快く感じないような、場所や性別の好みといった機密情報が含まれている可能性があるため、ユーザのプライバシを直接危険にさらすことができる。 一方、現時点では、クエリ結果の整合性を保証する唯一の方法は、ブロックチェーンデータベース全体をメンテナンスし、クエリをローカルに実行することです。 これにより、ユーザにとって高いストレージと計算コストが発生し、このアプローチは一般的な軽量デバイス(スマートフォンなど)に事実上デプロイ可能であることを前提にしている。 そこで本稿では,クエリ入力の機密性とクエリ結果の整合性の両方を保証する,ブロックチェーンシステム用のクエリ言語である$\pi$QLBを提案する。 さらに$\pi$QLBは、既存のブロックチェーンデータベースにリレーショナルデータセマンティクスを導入することで、ブロックチェーンデータ上のSQLライクなクエリを可能にする。 $\pi$QLBは最近の暗号プリミティブ、すなわち関数秘密共有(FSS)を適用して秘密性を達成している。 整合性をサポートするため、従来のFSS設定を拡張し、FSS結果の整合性を効率よく検証する。 検証が成功すると、サーバに悪意のある動作がないことが示され、ユーザは結果から信頼を確立することができる。 私たちの知る限りでは、$\pi$QLBは、機密性、完全性、SQLライクなクエリをサポートするブロックチェーンデータベース用に設計された最初のクエリモデルです。

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