[論文レビュー] A Survey on Blockchain & Cloud Integration

Soumik Sarker, Arnob Kumar Saha+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 4, 2020

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 41被引用数 4

ひとこと要約

本調査は、ブロックチェーン・クラウド統合のサービス指向の分類体系を提示し、ブロックチェーンがセキュリティを強化し、ブロックチェーン・サービスとしての提供（BaaS）を可能にし、サーバーヲスコンピューティング（FaaS）を支援し、クラウド環境におけるリソース／テナント管理を改善する仕組みを分析している。本調査は、これらのモデルにおける既存研究を比較的にレビューし、統合分野における主なトレンド、制限事項、研究ギャップを特定している。

ABSTRACT

Blockchain is one of the emerging technologies with the potential to disrupt many application domains. Cloud is an on-demand service paradigm facilitating the availability of shared resources for data storage and computation. In recent years, the integration of blockchain and cloud has received significant attention for ensuring efficiency, transparency, security and even for offering better cloud services in the form of novel service models. In order to exploit the full potential of blockchain-cloud integration, it is essential to have a clear understanding on the existing works within this domain. To facilitate this, there have been several survey papers, however, none of them covers the aspect of blockchain-cloud integration from a service-oriented perspective. This paper aims to fulfil this gap by providing a service oriented review of blockchain-cloud integration. Indeed, in this survey, we explore different service models into which blockchain has been integrated. For each service model, we review the existing works and present a comparative analysis so as to offer a clear and concise view in each category.

研究の動機と目的

• 既存の文献において、ブロックチェーン・クラウド統合の包括的なサービス指向のレビューが不足しているという問題に対処すること。
• ブロックチェーンがセキュリティをどのように強化し、BaaS や FaaS といった新しいサービスモデルを可能にし、クラウドのリソースおよびテナント管理をどのように改善するかを分析すること。
• 異なるサービスモデルにわたる既存研究の比較的分析を提供し、利点、制限事項、研究ギャップを浮き彫りにすること。
• とりわけ、ブロックチェーンを基盤とする新しいサービスモデルが登場するに伴い、ブロックチェーン・クラウド統合におけるトレンドと今後の方向性を特定すること。

提案手法

• ブロックチェーン・クラウド統合を4つのモデルに分類するサービス指向の分類体系を構築した：セキュリティ・サービスとしての提供（SecaaS）、ブロックチェーン・サービスとしての提供（BaaS）、関数としてのサービス（FaaS）、リソース／テナント管理。
• 範囲、サービス、スマートコントラクト依存性に基づく比較フレームワークを用いて、各サービスモデルにおける既存研究をレビューおよび分析した。
• 合意形成メカニズム、プライバシー、スケーラビリティ、ユースケースに焦点を当て、定性的および比較的分析を通じて研究貢献を評価した。
• 2016年から2020年までの出版物の年次傾向分析を実施し、各サービスモデルにおける研究の勢いと焦点の変化を特定した。
• 系統的レビュー手法を用いて50件以上の関連研究を分類および要約し、ゲーム理論やスマートコントラクトのような技術的メカニズムに重点を置いた。
• パubbリックブロックチェーンのスケーラビリティの制限、プライバシー懸念、およびそれらの制限にもかかわらずパubbリックプラットフォームに依存する傾向といった、主な課題を同定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ブロックチェーンは、どのように異なるクラウドサービスモデルに統合されてきたのか。各統合アプローチの主な特徴は何か。
• RQ2 セキュリティ・サービスとしての提供（SecaaS）、ブロックチェーン・サービスとしての提供（BaaS）、関数としてのサービス（FaaS）、およびクラウドにおけるリソース／テナント管理において、ブロックチェーンを使用する利点と制限は何か。
• RQ3 特に、プラットフォーム選択（パubbリック対プライベート）とサービスモデルの採用に関して、ブロックチェーン・クラウド統合研究における新たなトレンドは何か。
• RQ4 スマートコントラクトと合意形成メカニズムは、ブロックチェーン統合クラウドサービスの機能性と効率性にどのように寄与しているか。
• RQ5 とりわけ、BaaS や FaaS のような新しいサービスモデルに関して、ブロックチェーン・クラウド統合における主要な研究ギャップと今後の方向性は何か。

主な発見

• ブロックチェーン・クラウド統合研究の大多数はセキュリティ・サービスとしての提供（SecaaS）に注目しており、ブロックチェーンの改ざん不能性と分散性を活用して、データの完全性、アクセス制御、履歴追跡性を強化している。
• スケーラビリティとプライバシーの制限にもかかわらず、多くの研究がイーサリアムのようなパubbリックブロックチェーンに依存している。これは、当時成熟したプライベートブロックチェーンプラットフォーム（例：Hyperledger Fabric）が不足していたためと考えられる。
• ブロックチェーン・サービスとしての提供（BaaS）と関数としてのサービス（FaaS）は、新たなサービスモデルとして登場しており、ブロックチェーンがサービス提供の核となることで、ブロックチェーンネイティブなクラウドプラットフォームへのシフトが顕著である。
• スマートコントラクトは、リソースおよびテナント管理において広く使用されており、自動的で透明性があり、信頼性の高い運用を可能にしている。例えば、エネルギーコストの最小化やインフラ管理の分野で応用されている。
• 一部の研究では、ゲーム理論的手法が採用されており、価格設定とリソース配分を最適化する。これは、クラウド環境における経済的効率性を実現するための戦略的ブロックチェーン活用を示している。
• 年次分析の結果、FaaS および BaaS における研究関心が増加しており、2018年から2020年にかけて発表数が著しく増加した。これは、ブロックチェーン統合クラウドサービス分野における成熟度とイノベーションの高まりを示している。