[論文レビュー] AStERISK: Auction-based Shared Economy ResolutIon System for blocKchain

Alberto Sonnino, Michał Król+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 23, 2019

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 28被引用数 12

ひとこと要約

AStERISK は、分散型匿名資格とゼロ知識証明を用いて入札額および入札者本人のプライバシーを保証するブロックチェーンベースのオークションシステムであり、分散型共有経済の分野で、入札価格の最適化とワーカー・クライアントの自動割り当てを実現する。信頼できる第三者に依存することなく、スマートコントラクトを用いてセキュリティと公平性を確保する。

ABSTRACT

Recent developments in blockchains and edge computing allows to deploy decentralized shared economy with utility tokens, where altcoins secure and reward useful work. However, the majority of the systems being developed, does not provide mechanisms to pair workers and clients, or rely on manual and insecure resolution. AStERISK bridges this gap allowing to perform sealed-bid auctions on blockchains, automatically determine the most optimal price for services, and assign clients to the most suitable workers. AStERISK allows workers to specify a minimal price for their work, and hide submitted bids as well the identity of the bidders without relying on any centralized party at any point. We provide a smart contract implementation of AStERISK and show how to deploy it within the Filecoin network, and perform an initial benchmark on Chainspace.

研究の動機と目的

• 分散型共有経済プラットフォームにおける、自動的で安全な価格設定とワーカー割り当てメカニズムの欠如を解消すること。
• ブロックチェーン上で入札額および入札者本人の身元が機密に保たれる封印入札オークションを可能にすること。
• 中央集権的な機関に依存せずに資格発行を実現するため、分散型でしきい値に基づく資格システムを採用すること。
• Filecoin などの既存のブロックチェーンベースの共有経済システムとシームレスに統合できること。
• ゼロ知識証明とスマートコントラクトを用いて、オークション結果の公平性と検証可能性を保証すること。

提案手法

• ワーカーは、最低受入価格を含めた暗号化された封印入札を提出し、個人情報ではなく匿名資格にリンクさせる。
• 分散型の複数の機関が部分資格を発行し、ユーザーがローカルでそれらを組み合わせて完全な匿名資格を生成するが、本人の身元は明かさない。
• システムは、入札の正当性を確認するためのゼロ知識証明を用い、入札額や本人の身元を露呈せずに検証する。
• ブロックチェーン上に配置されたスマートコントラクトが、入札のコミットメント、評価、最終決済までのオークションライフサイクルを管理する。
• 最終的なオークション結果は強制力を持ち、ブロックチェーン上に記録され、正当な作業証明を提出することでワーカーが報酬を請求できる。
• 本システムは Filecoin ネットワークおよび Chainspace にデプロイされ、実用性とパフォーマンスが実証された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ブロックチェーン上に封印入札オークションを安全に実装する方法は何か？ その際、入札額および入札者本人のプライバシーを保証できるか？
• RQ2 分散型資格システムは、セキュリティを損なわせることなく、中央集権的機関の代わりに匿名入札に使用できるか？
• RQ3 信頼できない環境下で、スマートコントラクトが最適価格に基づきクライアントをワーカーに自動割り当てできるか？
• RQ4 Filecoin や Chainspace といった実際のブロックチェーンプラットフォームに本システムをデプロイした場合のパフォーマンスとスケーラビリティのトレードオフは何か？
• RQ5 資格機関同士の共謀を防ぎつつ、プライバシーと正しさを維持できるか？

主な発見

• AStERISK は、分散型匿名資格とゼロ知識証明を用いて、ブロックチェーン上でプライベートで自動化された封印入札オークションを成功裏に実現した。
• しきい値を超えない限り、一部の資格機関が侵害されても、入札および本人情報の漏洩を防げる。
• スマートコントラクトの実装が Filecoin ネットワークにデプロイされ、実世界の共有経済プラットフォームとの互換性が実証された。
• Chainspace におけるベンチマークでは、小規模なオークションにおいて実用的なパフォーマンスが得られたが、すべての入札をオンチェーンに保存する構造がスケーラビリティを制限する要因となった。
• 強制的なオンチェーン決済と検証可能な証明により、不正な割り当てや報酬未払いのリスクが軽減された。
• AStERISK は、基盤となるブロックチェーンのスケーラビリティ制限を引き継ぎ、大規模な展開にはステートチャネルの導入が求められる可能性がある。