[論文レビュー] A Revisit on Blockchain-based Smart Contract Technology

Fengkie Junis, Faisal Malik Widya Prasetya+2 more|arXiv (Cornell University)|Jul 22, 2019

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 17被引用数 7

ひとこと要約

この論文は、既存のプラットフォーム、スマートコントラクト開発のためのセキュリティ課題とツールリングを分析することで、ブロックチェーンベースのスマートコントラクト技術を再検討する。セキュリティ、形式的検証、プラットフォーム間相互運用性における研究ギャップを特定し、安全でスケーラブルなスマートコントラクトシステムにおける今後の研究のための構造的ガイドラインを提示する。

ABSTRACT

Blockchain-based smart contract has become a growing field in the blockchain technology. What was once a technology used to solve digital transaction issues turns out to have some wider usage, including smart contract. The development of smart contract can be traced from the numerous platforms facilitating it, however the issue on how well each platform works as oppose to each other has yet been fully explored. The usage of smart contract can be seen from the applications that are built on top of the smart contract platform, such as the tokenization of real world to virtual world assets. However smart contract contains several issues concerning security and codifying which could be solved by various tools that are proposed by existing research. This paper aims to revisit the blockchain-based smart contract technology in order to understand and discuss the research gaps gathered from existing research and to provide guidance for future research.

研究の動機と目的

• ブロックチェーンベースのスマートコントラクトプラットフォームの現状とその能力を分析すること。
• スマートコントラクトのセキュリティ、形式的検証、デプロイメントにおける未解決の課題を特定すること。
• スマートコントラクトの信頼性と正しさを向上させるために設計された、既存のツールおよびフレームワークを検討すること。
• 特にセキュリティと相互運用性におけるスマートコントラクト開発における研究ギャップを強調すること。
• 安全で効率的かつ標準化されたスマートコントラクトシステムにおける今後の研究のためのロードマップを提供すること。

提案手法

• Ethereum や Hyperledger などのスマートコントラクトをサポートする既存のブロックチェーンプラットフォームの体系的レビューを実施する。
• スマートコントラクトにおける悪用を引き起こす要因となるセキュリティ脆弱性と一般的なコーディングパターンを分析する。
• スマートコントラクトの正しさを検証するために設計された、形式的検証および静的解析ツールの現状を調査する。
• スマートコントラクトのテスト、監査、デプロイメントのためのツールの成熟度と採用状況を評価する。
• 実行モデル、合意形成メカニズム、言語サポートなどのプラットフォーム固有の特徴を比較する。
• 発見事項を統合し、スマートコントラクト技術分野における今後の研究を導くための構造的で包括的な研究のありかを提示する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 既存のスマートコントラクトプラットフォームに存在する主なセキュリティ脆弱性は何か？
• RQ2 現在の形式的検証および静的解析ツールは、スマートコントラクトのバグをどの程度効果的に検出できるか？
• RQ3 異なるブロックチェーンプラットフォーム間でのスマートコントラクトのポータビリティおよび相互運用性における主な制限要因は何か？
• RQ4 パフォーマンス、セキュリティ、開発者支援の観点から、異なるブロックチェーンプラットフォームはどのように比較できるか？
• RQ5 スマートコントラクト論理の形式的仕様化と検証において、まだ残っている研究ギャップは何か？

主な発見

• Ethereum が最も広く採用されているが、同時に既知の悪用に対して最も脆弱であるため、スマートコントラクトプラットフォームはセキュリティモデル、パフォーマンス、言語サポートにおいて顕著な差異を示している。
• 既存の形式的検証ツールは有望ではあるが、複雑さと開発者による熟知の不足のため、実際の利用は限定的である。
• 再入力攻撃、整数オーバーフロー、アクセス制御の欠陻といったセキュリティ上の問題は、既知の緩和手法があるにもかかわらず、依然として広く存在している。
• 標準化された開発および監査の実践が欠如しているため、スマートコントラクトシステムの信頼性とスケーラビリティが損なわれている。
• ブロックチェーン間の相互運用性は依然として大きな課題であり、クロスチェーンスマートコントラクト実行のサポートが限られている。
• 安全設計を前提としたスマートコントラクト言語やフレームワークに関する研究は出現しているが、実際の生産環境ではまだ主流にはなっていない。