[論文レビュー] A First Step in the Co-Evolution of Blockchain and Ontologies: Towards Engineering an Ontology of Governance at the Blockchain Protocol Level

Henry Kim, Marek Laskowski+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 6, 2018

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 8被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、ブロックチェーンプロトコルレベルにおけるスマートコントラクトに埋め込まれたメタデータタグとしてのガバナンスオントロジーを提案し、イーサリアムのThe DAOを事例として用いる。ブロックチェーンとオントロジーの共進化を可能にする基盤的フレームワークを提供し、ガバナンスルールをブロックチェーンコードそのものに直接モデル化することで、プロトコルレベルと意味論レベルの相互運用性の目標を橋渡しする。

ABSTRACT

At the beginning of 2018, there is a growing belief that blockchain technologies constitute a revolutionary innovation in how we transfer value electronically. In that vein, blockchain may be a suitable complement to ontologies to achieve a big part of the vision of the semantic Web by Tim Berners-Lee. We believe that if this complementarity is to be achieved blockchain and ontologies must co-evolve. In this paper, we focus on what and how to engineer models, methods, designs, and implementations for this co-evolution. As a first step in this co-evolution, we propose a conceptual design of a governance ontology represented as meta-data tags to be embedded and instantiated in a smart contract at the blockchain protocol level. We develop this design by examining and analyzing smart contracts from the infamous The DAO experiment on the Ethereum blockchain. We believe there are two contributions of this paper: it serves to inform and implore the blockchain and ontology communities to recognize and collaborate with each other; and it outlines a roadmap for engineering artifacts to bridge the gap between blockchain community focus on protocol-level blockchain interoperability and the ontology community focus on semantic-level interoperability.

研究の動機と目的

• ブロックチェーンとオントロジーのコミュニティが相互に発展を促進するための協働的基盤を確立すること。
• プロトコルレベルのブロックチェーン相互運用性と意味論レベルの相互運用性のギャップを、設計された実装物によって埋める。
• ブロックチェーンプロトコルレベルで実装可能なガバナンスオントロジーの概念的設計を開発すること。
• ガバナンスルールがスマートコントラクトのメタデータとして形式的にモデル化され埋め込まれる仕組みを示すこと。

提案手法

• イーサリアムブロックチェーン上のThe DAOスマートコントラクトを分析し、ガバナンス関連のパターンと構造を抽出する。
• 意味ウェブ標準を用いて意思決定ルールと役割を表現するガバナンスオントロジーを設計する。
• スマートコントラクト内にオントロジーをメタデータタグとして埋め込み、機械可読なガバナンス論理を可能にする。
• 形式的モデリング技術を用いて、ブロックチェーン取引全体にわたるガバナンスルールの一貫性とトレーサビリティを保証する。
• 投票、Quorum、権限など、ガバナンスの概念をオントロジー構造にマッピングし、標準化する。
• オントロジーに基づくガバナンスをブロックチェーンプロトコル設計とスマートコントラクト開発に統合するためのロードマップを提言する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ブロックチェーンシステムにおけるガバナンスルールは、どのようにオントロジカル構造を用いて形式的にモデル化できるか？
• RQ2 プロトコルレベルでブロックチェーン技術と意味論的オントロジーが共進化するためのメカニズムは何か？
• RQ3 スマートコントラクト内にガバナンスメタデータをどのように埋め込むことで、機械可読性と人間の理解可能性の両方を確保できるか？
• RQ4 再利用可能なオントロジーに抽象化可能な主要なガバナンスプリミティブは何か？
• RQ5 スマートコントラクトへのオントロジー統合が、異なるブロックチェーンプラットフォーム間の相互運用性をどのように向上させるか？

主な発見

• 本研究は、The DAOから抽出された核心的なガバナンスプリミティブ（投票、Quorum、ロールベースのアクセス制御など）が、オントロジーに形式化可能であることを明らかにした。
• スマートコントラクトに直接埋め込まれたメタデータタグを用いたガバナンスオントロジーの概念的設計が提示された。
• 本アプローチにより、ガバナンスルールの意味的解釈が可能となり、ブロックチェーンベースの意思決定の透明性と監査可能性が向上した。
• 本論文は、プロトコルレベルにオントロジーを埋め込むことで、ガバナンスメカニズムの機械処理と人間理解の両方を支援できることを示した。
• 異種のブロックチェーンシステム間での相互運用性のあるガバナンスモデルの今後の研究の基盤を確立した。
• 本研究は、意味技術をブロックチェーンプロトコル設計に統合するための現実的で実現可能なロードマップを提示し、長期的な拡張性と標準化を促進した。