Date of Award

Summer 2024

Document Type

Dissertation

Degree Name

Doctor of Philosophy (PhD)

Department

Computer Science

Committee Director

Stephan Olariu

Committee Director

Ravi Mukkamala

Committee Member

Shuai Hao

Committee Member

Sachin Shetty

Abstract

Centralized marketplaces provide reliable reputation services through a central authority, but this raises concerns about single points of failure, user privacy, and data security. Decentralized marketplaces have emerged to address these issues by enhancing user privacy and transparency and eliminating single points of failure. However, decentralized marketplaces face the challenge of maintaining user trust without a centralized authority. Current blockchain-based marketplaces rely on subjective buyer feedback. Additionally, the transparency in these systems can deter honest reviews due to fear of seller retaliation. To address these issues, we propose a trust and reputation system using blockchain and smart contracts. Our system replaces unreliable buyer feedback with objective transaction assessments. Performance challenges of blockchain-based systems are tackled through three innovative schemes, resulting in a substantial improvement over the baseline approach. Furthermore, we proposed a decentralized marketplace utilizing blockchain-based smart contracts to address privacy concerns in buyer reviews that arise from the transparency of decentralized marketplaces. This enables buyers to use one-time identities for reviews to promote anonymity. This system ensures that buyers provide reviews by requiring a review fee, which is fully refunded after the review is submitted. Moreover, we proposed a trust and reputation service based on Laplace’s Law of Succession, where trust in a seller is defined as the subjective probability that they will fulfill their contractual obligations in the next transaction. This method accommodates multi-segment marketplaces and time-varying seller performance, predicts trust and reputation far into the future, and discounts older reputation scores. In addition, we propose SmartReview, an automated review system utilizing blockchain smart contracts to generate objective, bias-free reviews. The review module is designed as a smart contract that takes the contract terms and the evidence provided by the buyer and seller as inputs. It employs advanced computer vision and machine learning techniques to produce quantitative and qualitative reviews for each transaction, ensuring objectivity and eliminating reviewer bias. Lastly, we introduce a structured blockchain architecture featuring a layered approach. This architecture includes mechanisms for secure transaction recording and efficient query retrieval through auxiliary indexing, demonstrating significant advancements in decentralized data management.

Comments

Alternate Title: استغلال تقنية البلوكتشين لتعزيز الثقة في الأسواق اللامركزية: منظور نظام السمعة

Alternate Abstract: تقدم الأسواق المركزية خدمات سمعة موثوقة من خلال سلطة مركزية، لكن هذا يثير مخاوف بشأن نقاط الفشل الفردية، وخصوصية المستخدم، وأمان البيانات. وقد ظهرت الأسواق اللامركزية لمعالجة هذه القضايا من خلال تعزيز خصوصية المستخدم وشفافية المعلومات وإزالة نقاط الفشل الفردية. ومع ذلك، تواجه الأسواق اللامركزية تحديًا في الحفاظ على ثقة المستخدمين دون وجود سلطة مركزية. تعتمد الأسواق القائمة على البلوكتشين حاليًا على تعليقات المشترين الذاتية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي الشفافية في هذه الأنظمة إلى تثبيط التقييمات الصادقة بسبب الخوف من انتقام البائع. لمعالجة هذه القضايا، نقترح نظامًا للثقة والسمعة باستخدام البلوكتشين والعقود الذكية. يقوم نظامنا باستبدال تعليقات المشترين غير الموثوقة بتقييمات موضوعية للمعاملات. يتم معالجة تحديات الأداء في الأنظمة القائمة على البلوكتشين من خلال ثلاث آليات مبتكرة، مما يؤدي إلى تحسين كبير مقارنةً بالنهج الأساسي. علاوة على ذلك، اقترحنا سوقًا لامركزيًا يستخدم العقود الذكية القائمة على البلوكتشين لمعالجة القضايا المتعلقة بالخصوصية في تقييمات المشترين الناتجة عن شفافية الأسواق اللامركزية. يتيح هذا للمشترين استخدام هويات لمرة واحدة للتقييمات لتعزيز إخفاء الهوية. يضمن هذا النظام أن يقدم المشترون تقييمات من خلال فرض رسوم على التقييم، والتي يتم ردها بالكامل بعد تقديم التقييم. بالإضافة إلى ذلك، اقترحنا خدمة ثقة وسمعة تعتمد على قانون التعاقب لابلاس، حيث يتم تعريف الثقة في البائع على أنها الاحتمال الذاتي بأنهم سيفون بالتزاماتهم التعاقدية في المعاملة التالية. تتسع هذه الطريقة لتشمل الأسواق متعددة الفروع وأداء البائع المتغير بمرور الوقت، وتقوم بتوقع الثقة والسمعة في المستقبل البعيد، وتخصم درجات السمعة القديمة. بالإضافة إلى ذلك، نقترح SmartReview، وهو نظام تقييم تلقائي يستخدم العقود الذكية للبلوكتشين لتوليد تقييمات موضوعية خالية من التحيز. يتم تصميم وحدة التقييم كعقد ذكي يأخذ شروط العقد والأدلة المقدمة من المشتري والبائع كمدخلات. تستخدم الوحدة تقنيات رؤية حاسوبية متقدمة وتعلم آلي لإنتاج تقييمات كمية ونوعية لكل معاملة، مما يضمن الموضوعية ويزيل التحيز في التقييم. أخيرًا، نقدم هيكلًا منظمًا للبلوكتشين يتميز بنهج طبقي. يتضمن هذا الهيكل آليات لتسجيل المعاملات بشكل آمن واسترجاع الاستعلامات بشكل فعال من خلال الفهرسة المساعدة، مما يظهر تقدمًا كبيرًا في إدارة البيانات اللامركزية.

Rights

In Copyright. URI: http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/ This Item is protected by copyright and/or related rights. You are free to use this Item in any way that is permitted by the copyright and related rights legislation that applies to your use. For other uses you need to obtain permission from the rights-holder(s).

DOI

10.25777/hhre-md67

ISBN

9798384454694

ORCID

0000-0002-8057-0817

Download

Share

COinS