Original title: Škálovatelnost decentralizovaného elektronického hlasování na blockchainových sítích chránících soukromí
Translated title: Scalability of Decentralized E-Voting on Privacy-Preserving Blockchains
Authors: Kmeť, Martin ; Lapeš, Zdeněk (referee) ; Homoliak, Ivan (advisor)
Document type: Bachelor's theses
Year: 2026
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract: [eng] [cze]
Tato bakalářská práce zkoumá škálovatelnost decentralizovaného elektronického hlasování na blockchainových platformách s důvěryhodným hardwarem nebo se zero-knowledge důkazy prostřednictvím návrhu, implementace a porovnání protokolu elektronického hlasování na třech platformách: Oasis Sapphire (Intel SGX/TEE), Secret Network (Intel SGX/TEE) a Aztec Network (ZK-SNARKs). Protokol zahrnuje tři fáze: registraci voličů, odevzdání hlasů a sčítání. Protokol byl testován pro 10 až 10 000 voličů. Oasis Sapphire dosahuje nejvyšší propustnosti 1 063 - 1 464 transakcí za minutu (TPM), přibližně 90 - 120× rychleji než Secret Network, jehož propustnost je omezena na 9,6 - 11,9 TPM sekvenčním modelem s jednou transakcí na blok. Aztec Network dosahuje 11,6 TPM v lokálním prostředí, kde je úzkým hrdlem generování ZK důkazů na straně klienta (5,2 s na hlas), přičemž jeho architektura umožňuje paralelní generování důkazů v reálném nasazení. Platformy založené na TEE zajišťují tajnost hlasování za cenu modelu důvěry v hardware, zatímco přístup Aztec Network s ZKP umožňuje silnější veřejnou ověřitelnost za cenu výrazně vyšší výpočetní náročnosti. Thesis investigates the scalability of decentralized e-voting on privacy-preserving blockchains through the design, implementation, and benchmarking of an e-voting protocol across three platforms: Oasis Sapphire (Intel SGX/TEE), Secret Network (Intel SGX/TEE), and Aztec Network (ZK-SNARKs). The protocol covers three phases: voter registration, vote casting and tallying. Protocol benchmarked across voter counts from 10 to 10 000. Oasis Sapphire achieves the highest throughput at 1 063 - 1 464 transactions per minute (TPM), approximately 90 - 120× faster than Secret Network, which is constrained to 9.6 - 11.9 TPM by its sequential, one-transaction-per-block execution model. Aztec Network reaches 11.6 TPM on the local sandbox, bottlenecked by client-side ZK proof generation (5.2 s per vote), though its architecture supports parallel proving in real deployments. TEE-based platforms provide ballot secrecy under a hardware trust assumption, while Aztec’s ZKP approach enables stronger public verifiability at the cost of significantly higher proving overhead.
Keywords: Blockchain; chytré kon důvěryhodný hardware; e-voting; elektronické hlasování; kryptografie s nulovou znalostí; ochrana soukromí; škálovatelnost; Blockchain; e-voting; electronic voting; privacy; scalability; smart contracts; trusted hardware; zero-knowledge cryptography

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/258879

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-775388


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Bachelor's theses