[論文レビュー] Blockchain-Based Trust and Transparency in Airline Reservation Systems using Microservices Architecture

Biman Barua, M. Shamim Kaiser|arXiv (Cornell University)|Oct 18, 2024

Blockchain Technology Applications and Security被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、信頼性、透明性、運用効率を向上させるために、ブロックチェーンを統合したマイクロサービスアーキテクチャを航空予約システムに提案する。スマートコントラクトとコンセンサスメカニズムを活用することで、予約のばらつきが30%削減され、データ同期が改善され、85%の顧客信頼を達成する98%の信頼性を実現した。これは、過剰な複雑さを軽減する単一の真実の源を提供する。

ABSTRACT

This research gives a detailed analysis of the application of blockchain technology to the airline reservation systems in order to bolster trust, transparency, and operational efficiency by overcoming several challenges including customer control and data integrity issues. The study investigates the major components of blockchain technology such as decentralised databases, permanent records of transactions and transactional clauses executed via codes of programs and their impacts on automated systems and real-time tracking of audits. The results show a 30% decrease in booking variations together with greater data synchronization as a result of consensus processes and resistant data formations. The approach to the implementation of a blockchain technology for the purpose of this paper includes many APIs for the automatic multi-faceted record-keeping system including the smart contract execution and controllable end-users approach. Smart contracts organized the processes improving the cycle times by 40% on the average while guaranteeing no breach of agreements. In addition to this, the architecture of the system has no single point failure with over 98% reliability while measures taken to improve security have led to 85% of the customers expressing trust in the services provided. In summation, the results suggest that reservations in the airline sector stand a chance of being redefined with blockchain through savoring the benefits of a single source of truth while attempting to resolve this intrinsic problem of overcomplexity. Although the system improves the experience of customers and the level of operational transparency, issues concerning scalability and regulatory adherence. This research is also a stepping stone for further studies that are intended to address these challenges and more applicable to the airline industry.

研究の動機と目的

• 中央集権的管理とデータ整合性リスクによる伝統的な航空予約システムにおける信頼性と透明性の問題を解決すること。
• 分散型で改ざんできない取引記録を通じて、運用効率の向上と予約差異の削減を図ること。
• サイクルタイムとシステム信頼性に与えるスマートコントラクトおよびコンセンサスメカニズムの影響を評価すること。
• ブロックチェーン強化型マイクロサービスアーキテクチャにおけるユーザー信頼とシステムのレジリエンスを評価すること。
• 航空システムにおける今後の研究のためのスケーラビリティと規制適合の課題を特定すること。

提案手法

• 改ざん不能性と監査可能性を確保するため、ブロックチェーンを基盤データレイヤーとして使用したマイクロサービスベースの航空予約システムの設計。
• 手動介入とエラーを削減するため、予約契約を自動化・強制するスマートコントラクトの実装。
• 分散ノード間でのデータ同期を確保し、一貫性を保ち、データ改ざんを防止するため、コンセンサスプロトコルの使用。
• リアルタイムの取引ログ記録、監査追跡、ユーザー制御可能なデータアクセスを支援する複数のRESTful APIの統合。
• 暗号ハッシュ化とブロックチェーンの改ざん不能性を活用して、取引記録を保護し、データ整合性を確保。
• シミュレーションとユーザーフィードバックメトリクスを用いて、システムの信頼性とパフォーマンスを検証。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ブロックチェーン技術の統合は、航空予約システムにおける信頼性と透明性をどのように向上させるか？
• RQ2 スマートコントラクトは、予約ワークフローにおけるサイクルタイム短縮と契約違反の防止に、どの程度寄与するか？
• RQ3 分散型でコンセンサス駆動のアーキテクチャは、データ同期と予約ばらつき率にどのような影響を与えるか？
• RQ4 本システムの信頼性とユーザー信頼度は、従来の中央集権型システムと比べてどのように異なるか？
• RQ5 航空予約システムへのブロックチェーン導入に伴い、どのようなスケーラビリティと規制適合の課題が生じるか？

主な発見

• データ一貫性とコンセンサスメカニズムの向上により、予約ばらつきが30%削減された。
• スマートコントラクトにより、人的介入なしに予約契約を自動化・強制したため、平均サイクルタイムが40%短縮された。
• 分散型マイクロサービスアーキテクチャのおかげで、単一障害ポイントが存在しないため、98%を超える信頼性を示した。
• 調査対象の85%の顧客が、データ整合性と透明性の向上により、システムに対する信頼を高めたと回答した。
• 本システムは単一の真実の源を提供しており、過剰な複雑さを顕著に軽減し、リアルタイム運用における監査性を向上させた。
• 利点は認められるが、本研究ではスケーラビリティと規制適合が今後の研究に向けた主な課題であると特定した。