Fast Privacy-Preserving Punch Cards

Loyalty programs in the form of punch cards that can be redeemed for benefits have long been a ubiquitous element of the consumer landscape. However, their increasingly popular digital equivalents, while providing more convenience and better bookkeeping, pose a considerable privacy risk. This paper introduces a privacy-preserving punch card protocol that allows firms to digitize their loyalty programs without forcing customers to submit to corporate surveillance. We also present a number of extensions that allow our scheme to provide other privacy-preserving customer loyalty features. Compared to the best prior work, we achieve a $14\times$ reduction in the computation and a $11\times$ reduction in the communication required to perform a "hole punch," a $55\times$ reduction in the communication required to redeem a punch card, and a $128\times$ reduction in the computation time required to redeem a card. Much of our performance improvement can be attributed to removing the reliance on pairings or range proofs present in prior work, which has only addressed this problem in the context of more general loyalty systems. By tailoring our scheme to punch cards and related loyalty systems, we demonstrate that we can reduce communication and computation costs by orders of magnitude

Cryptographic protocols for privacy-aware and secure e-commerce

Aquesta tesi tracta sobre la investigació i el desenvolupament de tecnologies de millora de la privadesa per a proporcionar als consumidors de serveis de comerç electrònic el control sobre quanta informació privada volen compartir amb els proveïdors de serveis. Fem servir tecnologies existents, així com tecnologies desenvolupades durant aquesta tesi, per a protegir als usuaris de la recoleció excessiva de dades per part dels proveïdors de serveis en aplicacions específiques. En particular, fem servir un nou esquema de signatura digital amb llindar dinàmic i basat en la identitat per a implementar un mecanisme d'acreditació de la mida d'un grup d'usuaris, que només revela el nombre d'integrants del grup, per a implementar descomptes de grup. A continuació, fem servir una nova construcció basada en signatures cegues, proves de coneixement nul i tècniques de generalització per implementar un sistema de descomptes de fidelitat que protegeix la privadesa dels consumidors. Per últim, fem servir protocols de computació multipart per a implementar dos mecanismes d'autenticació implícita que no revelen informació privada de l'usuari al proveïdor de serveis.Esta tesis trata sobre la investigación y desarrollo de tecnologías de mejora de la privacidad para proporcionar a los consumidores de servicios de comercio electrónico el control sobre cuanta información privada quieren compartir con los proveedores de servicio. Utilizamos tecnologías existentes y desarrolladas en esta tesis para proteger a los usuarios de la recolección excesiva de datos por parte de los proveedores de servicio en aplicaciones especfíficas. En particular, utilizamos un nuevo esquema de firma digital basado en la identidad y con umbral dinámico para implementar un sistema de acreditación del tamaño de un grupo, que no desvela ninguna información de los miembros del grupo excepto el número de integrantes, para construir un sistema de descuentos de grupo. A continuación, utilizamos una nueva construcción basada en firmas ciegas, pruebas de conocimiento nulo y técnicas de generalización para implementar un sistema de descuentos de fidelidad que protege la privacidad de los consumidores. Por último, hacemos uso de protocolos de computación multiparte para implementar dos mecanismos de autenticación implícita que no revelan información privada del usuario al proveedor de servicios.This thesis is about the research and development of privacy enhancing techniques to empower consumers of electronic commerce services with the control on how much private information they want to share with the service providers. We make use of known and newly developed technologies to protect users against excessive data collection by service providers in specific applications. Namely, we use a novel identity-based dynamic threshold signature scheme and a novel key management scheme to implement a group size accreditation mechanism, that does not reveal anything about group members but the size of the group, to support group discounts. Next, we use a novel construction based on blind signatures, zero-knowledge proofs and generalization techniques to implement a privacy-preserving loyalty programs construction. Finally, we use multiparty computation protocols to implement implicit authentication mechanisms that do not disclose private information about the users to the service providers

Privacy-respecting Reward Generation and Accumulation for Participatory Sensing Applications

Participatory or crowd-sensing applications process sensory data contributed by users and transform them to simple visualizations (such as for example noise or pollution levels) that help create an accurate representation of the surrounding environment. Although contributed data is of great interest to individuals, the involvement of citizens and community groups, however, is still limited. Hence, incentivizing users to increase participation seems crucial for the success of participatory sensing. In this paper, we develop a privacy-preserving rewarding scheme which allows campaign administrators to reward users for the data they contribute. Our system of anonymous tokens allow users to enjoy the benefits of participation while at the same time ensuring their anonymity. Moreover, rewards can be accumulated together thus further increasing the level of privacy offered by the system. Our proposal is coupled with a security analysis showing the privacy-preserving character of the system along with an efficiency analysis demonstrating the feasibility of our approach in realistic deployment settings

Anonymous Point Collection - Improved Models and Security Definitions

This work is a comprehensive, formal treatment of anonymous point collection. The proposed definition does not only provide a strong notion of security and privacy, but also covers features which are important for practical use. An efficient realization is presented and proven to fulfill the proposed definition. The resulting building block is the first one that allows for anonymous two-way transactions, has semi-offline capabilities, yields constant storage size, and is provably secure

Los programas de fidelización online: un estudio desde la perspectiva del engagement marketing y las comunidades de marca

La retención de clientes se ha convertido en uno de los mayores retos a los que se enfrentan las empresas en la actualidad. Dentro de la estrategia de retención se incluyen los programas de fidelización, los cuales adoptan formas muy diversas y han sido objeto de una implantación masiva por parte de organizaciones pertenecientes a diferentes sectores. Pero en los últimos tiempos, como ha sucedido con buena parte de las estrategias de marketing, las empresas han hecho uso de Internet para desarrollar sus programas de fidelización. En este sentido, Internet cuenta con una serie de peculiaridades como medio de comunicación que han sido aprovechadas por las empresas para desarrollar sus programas de fidelización online (en adelante, PFO). Entre ellas, cabe destacar la posibilidad de suministrar una gran cantidad de información y contenidos en sus páginas web, de personalizar el envío de la información a través del email marketing y de permitir la interactividad con los usuarios, además de poder estar permanentemente conectados gracias a las nuevas tecnologías móviles. Con respecto a la interactividad, las redes sociales (Facebook, Twitter, etc.) no sólo permiten una comunicación bidireccional entre la empresa y los usuarios sino que también posibilitan a estos últimos, en nuestro caso los miembros de los PFO, a poder interactuar entre ellos, generándose así comunicación multidireccional. Por ello, en vista del gran potencial de generación de interactividad que presentan las redes sociales para las marcas patrocinadoras de PFO, éstas están apostando por la creación de perfiles (principalmente, en Facebook) en los que publican posts con información sobre el programa y cuestiones que pueden resultar de interés para los miembros, ofreciendo además a través de ellos la posibilidad de que se relacionen. Y en cuanto a la conectividad total de los usuarios, la nueva generación de smartphones y tablets permiten a las personas interactuar con las marcas en cualquier momento y lugar, y además, disfrutar de ventajas tales como estar informado al momento de todas las noticias y novedades relativas al programa, acceder a juegos online o poder acumular puntos mediante el escaneo de códigos QR (Quick Response), entre otras posibilidades.Departamento de Organización de Empresas y Comercialización e Investigación de MercadosDoctorado en Economía de la Empres

Unlinkable Updatable Hiding Databases and Privacy-Preserving Loyalty Programs

Loyalty programs allow vendors to profile buyers based on their purchase histories, which can reveal privacy sensitive information. Existing privacy friendly loyalty programs force buyers to choose whether their purchases are linkable. Moreover, vendors receive more purchase data than required for the sake of profiling. We propose a privacy-preserving loyalty program where purchases are always unlinkable, yet a vendor can profile a buyer based on her purchase history, which remains hidden from the vendor. Our protocol is based on a new building block, an unlinkable updatable hiding database (HD), which we define and construct. HD allows the vendor to initialize and update databases stored by buyers that contain their purchase histories and their accumulated loyalty points. Updates are unlinkable and, at each update, the database is hidden from the vendor. Buyers can neither modify the database nor use old versions of it. Our construction for HD is practical for large databases

Implementations for Unlinkable Updatable Hiding Databases and Privacy-Preserving Loyalty Programs

Loyalty programs allow vendors to profile buyers based on their purchase histories, which can reveal privacy sensitive information. Existing privacy-friendly loyalty programs force buyers to choose whether their purchases are linkable. Moreover, vendors receive more purchase data than required for the sake of profiling. We propose a privacy-preserving loyalty program where purchases are always unlinkable, yet a vendor can profile a buyer based on her purchase history, which remains hidden from the vendor. Our protocol is based on a new building block, an unlinkable updatable hiding database (HD), which we define and construct. HD allows the vendor to initialize and update databases stored by buyers that contain their purchase histories and their accumulated loyalty points. Updates are unlinkable and, at each update, the database is hidden from the vendor. Buyers can neither modify the database nor use old versions of it. Our construction for HD is practical for large databases