[論文レビュー] A First Look at Blockchain-based Decentralized Applications

Kaidong Wu, Yun Ma+2 more|arXiv (Cornell University)|Sep 3, 2019

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 48被引用数 12

ひとこと要約

本論文は、イーサリアム基盤の分散型アプリケーション（DApps）に関する、初めての包括的な実証的研究を提示する。2018年の995のDAppsおよび2980万件の取引を分析した結果、DAppの人気度はパレート分布に従い、スマートコントラクトは主に単一コントラクトであり、一般的な使用パターンを示している。また、オープンソースのDAppsは、取引量がより高い傾向にあり、開発者、ユーザー、ブロックチェーンベンダーがDAppの効率性とコスト効率を向上させるために役立つインサイトを提供する。

ABSTRACT

With the increasing popularity of blockchain technologies in recent years, blockchain-based decentralized applications (DApps for short in this paper) have been rapidly developed and widely adopted in many areas, being a hot topic in both academia and industry. Despite of the importance of DApps, we still have quite little understanding of DApps along with its ecosystem. To bridge the knowledge gap, this paper presents the first comprehensive empirical study of blockchain-based DApps to date, based on an extensive dataset of 995 Ethereum DApps and 29,846,075 transaction logs over them. We make a descriptive analysis of the popularity of DApps, summarize the patterns of how DApps use smart contracts to access the underlying blockchain, and explore the worth-addressing issues of deploying and operating DApps. Based on the findings, we propose some implications for DApp users to select proper DApps, for DApp developers to improve the efficiency of DApps, and for blockchain vendors to enhance the support of DApps.

研究の動機と目的

• ブロックチェーン基盤の分散型アプリケーション（DApps）およびそのエコシステムに関する包括的理解の欠如に対処すること。
• 異なるカテゴリーおよび時間的経過にわたるDAppsの人気度分布を分析すること。
• オープンソース状態やスマートコントラクトのアーキテクチャを含む、一般的な開発実践を調査すること。
• イーサリアムブロックチェーン上でのDAppsのデプロイおよび運用にかかる運用コストを評価すること。
• 実証的発見に基づいて、DAppユーザー、開発者、ブロックチェーンベンダー向けの実行可能な提言を提供すること。

提案手法

• 2018年の5,158のスマートコントラクトおよび29,846,075件の取引ログを含む、995の代表的なイーサリアムDAppsのデータセットを収集した。
• ユニークユーザー数、取引量、取引頻度などの指標を用いて、DAppの人気度に関する記述的分析を実施した。
• オープンソース状態およびスマートコントラクトアーキテクチャ（例：リーダーメンバー、同等、ファクトリーパターン）に基づいて、DAppの開発パターンを分類した。
• スマートコントラクトのデプロイおよび実行コストを定量的に評価し、単一コントラクト型とマルチコントラクト型のDAppsを比較した。
• 取引ログの分析を通じて、スマートコントラクトの相互作用における使用パターンとコストインパクトを同定した。
• 統計的分析を用いて、カテゴリーごとのDAppの成長、人気度、経済的コストのトレンドを同定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 DAppsの人気度は、異なるカテゴリーおよび時間的経過にわたってどのように分布しているか？
• RQ2 DApp設計における一般的な開発実践（オープンソース状態およびスマートコントラクトの構造）は何か？
• RQ3 イーサリアムブロックチェーン上でのDAppsのデプロイおよび運用にかかるコストは何か？
• RQ4 異なるスマートコントラクトパターンは、DAppのパフォーマンスおよびコスト効率にどのように影響するか？

主な発見

• DAppの人気度はパレート分布に従い、約20％のDAppsが全取引の80％を占めており、金融系DAppsが市場への影響を支配している。
• DAppsのうち15.7％しか完全にオープンソースではなく、25.0％は完全にクローズドソースである。オープンソースDAppsは、著しく高い取引量を示している。
• 75％のDAppsが単一のスマートコントラクトのみを使用している。マルチコントラクトDAppsは、主に3つのパターンに従う：リーダーメンバー、同等、ファクトリーパターン。
• 単一コントラクトDAppsのスマートコントラクト1件あたりのデプロイコストは、マルチコントラクトDAppsよりも低い。ファクトリーパターンは、初期のデプロイコストが高くなる傾向にある。
• 同等パターンを採用するDAppsは、ファクトリーコントラクトのオーバーヘッドを回避でき、ファクトリーベースの設計と比較して、デプロイコストを低減する可能性がある。
• ギャンブルや為替取引など、高リスクカテゴリーのDAppsの数は急激に増加しており、長期的なセキュリティおよび持続可能性に関する懸念が生じている。