[論文レビュー] A blockchain-based pattern for confidential and pseudo-anonymous contract enforcement

Nicolas Six, Claudia Negri-Ribalta+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 22, 2021

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 19被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、機密性の高いビジネスロジックとデータをオフチェーンに保存し、ハッシュ値や署名を用いてオンチェーンのスマートコントラクトで監査trailをアーキテクチャ的に固定することで、法的契約条項の機密性と擬似匿名性を保証するブロックチェーンベースのパターンを提案する。このアプローチにより、オフチェーンの法的契約、オンチェーンのスマートコントラクト、およびビジネスプロセスエンジンの間の拘束的関係を確立することで、データの機密性、参加者の擬似匿名性、法的拘束力の両立を実現する。実世界の冷蔵輸送用途を用いた事例を通じて検証された。

ABSTRACT

Blockchain has been praised for its capacity to hold data in a decentralized and tamper-proof way. It also supports the execution of code through blockchain's smart contracts, adding automation of actions to the network with high trustability. However, as smart contracts are visible by anybody on the network, the business data and logic may be at risk, thus companies could be reluctant to use such technology. This paper aims to propose a pattern that allows the execution of automatable legal contract clauses, where its execution states are stored in an on-chain smart-contract and the logic needed to enforce it wraps it off-chain. An engine completes this pattern by running a business process that corresponds to the legal contract. We then propose a pattern-based solution based on a real-life use case: transportation of refrigerated goods. We argue that this pattern guarantees companies pseudonymity and data confidentiality while ensuring that an audit trail can be reconstituted through the blockchain smart-contract to identify misbehavior or errors. This paper paves the way for a future possible implementation of the solution described, as well as its evaluation.

研究の動機と目的

• 企業が法的契約のブロックチェーン導入をためらう要因であるデータの機密性とプライバシー懸念を解消すること。
• ブロックチェーン上に機密なビジネスロジックやデータを露呈させることなく、安全でコンプライアンスに配慮した契約条項の実行を可能にすること。
• 重要なイベントやハッシュ値の改ざん防止されたオンチェーン記録を通じて、契約実行の法的拘束力と監査可能性を保証すること。
• 参加者の擬似匿名性を維持しつつ、ビジネスプロセス実行の検証可能なトレーサビリティを確保すること。
• プライバシーを尊重する形で、法的契約をブロックチェーン技術と統合する再利用可能なアーキテクチャパターンを提供すること。

提案手法

• 機密性の高いオフチェーンのスマート法的契約（SLC）とオンチェーンのブロックチェーンスマートコントラクト（BSC）を結合することで、機密データを公開可視性から分離する。
• ビジネスプロセスの実行はオフチェーンのエンジンが管理し、法的契約ロジックを実装するが、ブロックチェーン上には暗号的ハッシュ値や署名のみを保存する。
• 監査trailは、オンチェーンのBSCの状態変化とオフチェーンデータを統合することで再構築され、契約実行の検証可能なトレーサビリティが保証される。
• 参加者アイデンティティの直接的露呈を回避することで擬似匿名性が維持され、インフェレンス攻撃のリスクは、高密度のインスタンス数やプライベートブロックチェーンの利用によって低減される。
• 再識別リスクを低減するため、プライベートブロックチェーンまたは高密度のインスタンス数を用いる。
• オラクルやメディエーターは信頼できるもの、またはポリシーで管理されるものと想定し、データ整合性を損なう悪意ある行動を防止する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにして、ビジネスデータやロジックの機密性を保ちながら、ブロックチェーン上で法的契約条項を強制可能にするか？
• RQ2 ブロックチェーンベースの契約強制システムにおいて、参加者の擬似匿名性をどのように維持できるか？
• RQ3 オンチェーンおよびオフチェーンのデータソースから、どのようにして検証可能な監査trailを再構築できるか？
• RQ4 法的契約、スマートコントラクト、およびビジネスプロセスを結合するためのアーキテクチャパターンは何か？その統合により、コンプライアンスと信頼性がどのように確保されるか？
• RQ5 オラクルの改ざんやブロックチェーン上のインフェレンス攻撃によって生じるデータ機密性およびシステム整合性の脅威は何か？それらをどのように緩和できるか？

主な発見

• 提案されたオンチェーン／オフチェーンのスマートコントラクト結合パターンにより、機密性の高いビジネスデータおよびロジックが、公開ブロックチェーンの可視性から明確に分離され、機密性が保証された。
• 参加者アイデンティティの直接的露呈を回避することで擬似匿名性が維持され、高密度のインスタンス数やプライベートブロックチェーンの利用による対策により、インフェレンス攻撃のリスクが低減された。
• ハッシュ値や署名のオンチェーン保存により、改ざん防止の監査trailが実現され、オフチェーンデータを用いて再構築可能であり、法的紛争解決を支援する。
• 重要な実行状態をブロックチェーン上にアーキテクチャ的に固定することで、契約条項の法的拘束力が保証され、オフチェーンの法的ロジックの表現力も維持された。
• 適切な場面ではポリシーの強制とプライベートブロックチェーンの利用により、悪意あるオラクルやメディエーターによるリスクが緩和された。
• 本パターンの実装はすでに進行中であり、GitHub上で公開されており、実世界への導入可能性が実証された。