[論文レビュー] Using Block Chain for Peer-to-Peer Proof-of-Location.

Giacomo Brambilla, Michele Amoretti+1 more|arXiv (Cornell University)|Jul 1, 2016

Privacy-Preserving Technologies in Data被引用数 34

ひとこと要約

この論文は、特定の地理的場所および時刻におけるユーザーの存在を確認する証明書を生成および検証する分散型でブロックチェーンベースのピアツーピアシステムを提案する。ブロックチェーンの改ざん不能性および分散型特性を活用することで、中央集権的な機関に依存せずに、ユーザーのプライバシーを保護しつつ、場所の信頼性を確保する。

ABSTRACT

Location-Based Services (LBSs) build upon geographic information to provide users with location-dependent functionalities. In such a context, it is particularly important that geographic locations claimed by users are the actual ones. Verification approaches proposed in the last few years are not satisfactory, as they depend on a centralized infrastructure that entails a high risk to the privacy of users. In this paper, we present a novel approach for producing proofs-of-location, i.e., digital certificates that attest someone's presence at a certain geographic location, at some point in time, whereby LBSs can validate user locations. In particular, our approach relies on the block chain - mostly known for being Bitcoin's core technology - to design a completely decentralized peer-to-peer architecture that guarantees location trustworthiness and preserves user privacy, at the same time.

研究の動機と目的

• 位置ベースサービス（LBS）における信頼性があり、プライバシーを守る場所の確認方法の欠如に対処すること。
• 既存の証明書システムでユーザーのプライバシーを損なう中央集権的インfraストラクチャへの依存を排除すること。
• ブロックチェーン技術を活用した分散型でピアツーピアのアーキテクチャを設計し、検証可能で信頼できる場所の証明を行うこと。
• 場所の主張が暗号的に検証可能であると同時に、ユーザーの匿名性とデータ機密性を維持すること。

提案手法

• 場所の証明を分散的に格納および検証するために、ブロックチェーン技術を基盤インfraストラクチャとして利用する。
• 暗号技術を用いて、ユーザーの場所とタイムスタンプを改ざんが容易に判明するデジタル証明書に束ねる。
• 中央機関や信頼できる第三者を必要とせずに、ピアツーピアでの場所の主張の検証を可能にする。
• ユーザーが場所の証明を提出し、暗号的に署名してブロックチェーンに記録し、公開検証を可能にするプロトコルを設計する。
• ユーザーのアイデンティティを隠蔽しつつも場所の検証を可能にする、ゼロ知識証明やリング署名などのプライバシー保護メカニズムを統合する。
• ブロックチェーンのコンセンサスおよび暗号的ハッシュ化の特性により、場所記録の改ざん不能性と監査可能性を確保する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 中央集権的制御なしに、分散型で信頼できない環境で場所の証明をどのように生成および検証できるか。
• RQ2 ユーザーが提供する地理的位置の真正性と整合性を保証するメカニズムは何か。同時にユーザーのプライバシーをどのように保護できるか。
• RQ3 ブロックチェーン技術は、実世界のLBSアプリケーション向けにスケーラブルで効率的な証明書システムを効果的に支援できるか。
• RQ4 証明の信頼性を損なわせることなく、場所の検証中にユーザーの匿名性をどのように維持できるか。

主な発見

• 提案されたシステムは、中央集権的機関に依存せずにユーザーの場所を検証することを可能にし、単一障害点とプライバシーのリスクを低減した。
• ブロックチェーンベースの格納により、場所の証明が改ざん不能であり、長期にわたり暗号的に検証可能であることが保証された。
• 分散型アーキテクチャにより、ピアツーピアでの検証が可能となり、システムのレジリエンスと信頼性が向上した。
• 場所の主張と個々のユーザーとのリンク可能性を防ぐ暗号技術により、プライバシーが保護された。
• 信頼性があり、スケーラブルでプライバシーを守る証明書システムとして、既存のLBSへの統合の可能性を示した。