[論文レビュー] Blockchain: Emerging Applications and Use Cases

Danda B. Rawat, Vijay Chaudhary+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 28, 2019

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 27被引用数 11

ひとこと要約

この論文は、仮想通貨以外の分野におけるブロックチェーン技術の新たな応用とユースケースについて包括的なサーベイを提供している。ブロックチェーンの分散型、改ざん不能性、暗号的に保護されたアーキテクチャが、中間者を必要とせず、信頼できる、透明性があり、安全なシステムを実現することを説明している。

ABSTRACT

Blockchain also known as a distributed ledger technology stores different transactions/operations in a chain of blocks in a distributed manner without needing a trusted third-party. Blockchain is proven to be immutable which helps for integrity and accountability, and, to some extent, confidentiality through a pair of public and private keys. Blockchain has been in the spotlight after successful boom of the Bitcoin. There have been efforts to leverage salient features of Blockchain for different applications and use cases. This paper present a comprehensive survey of applications and use cases of Blockchain technology. Specifically, readers of this paper can have thorough understanding of applications and user cases of Blockchain technology.

研究の動機と目的

• 暗号通貨以外の分野におけるブロックチェーン応用の体系的概要を提供すること。
• 金融、医療、ガバナンスなど多様な分野における新たなユースケースを特定・分類すること。
• 分散型、改ざん不能性、暗号的セキュリティといったブロックチェーンのコアな特性が、信頼なしのシステムをどのように実現するかを分析すること。
• 実世界の応用に向けたブロックチェーンの実装事例と課題を強調すること。
• 現在および将来のブロックチェーンユースケースを統合的に把握したい研究者や実務家向けの参考資料として提供すること。

提案手法

• さまざまな分野におけるブロックチェーンの既存文献および実世界の実装をサーベイすること。
• 金融、サプライチェーン、医療、本人確認、投票などの分野に分類してブロックチェーン応用を分類すること。
• ブロックチェーンの技術的アーキテクチャを分析すること。具体的には、ブロック構造、暗号ハッシュ、デジタル署名、およびプルーフ・オブ・ワークのようなコンセンサスメカニズムを含む。
• 公開鍵と秘密鍵が取引の整合性と認証をどのように保証するかを図示すること。
• ブロックチェーンのコアな特徴（分散型、改ざん不能性、透明性、セキュリティ）にユースケースをマッピングすること。
• さまざまな応用分野におけるブロックチェーン導入の実現可能性と制限要因を評価すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 仮想通貨以外の分野において、ブロックチェーン技術が現在積極的に応用されている主な分野は何か？
• RQ2 分散型、改ざん不能性、暗号的セキュリティといったブロックチェーンのコアな特性が、実世界の応用において信頼なしのシステムをどのように実現するか？
• RQ3 投票、本人確認、サプライチェーンといった応用に向けたブロックチェーン導入における、具体的な技術的および運用上の課題は何か？
• RQ4 従来の中央集権的モデルと比較して、ブロックチェーンは金融的および非金融的システムにおいて透明性、セキュリティ、効率性をどのように向上させるか？
• RQ5 レイテンシーやストレージの肥大化といった、現在のブロックチェーン実装の制限要因は何か？ それらは実世界への導入にどのように影響を与えるか？

主な発見

• ブロックチェーンは、銀行などの中間者を排除することで、金融分野における分散型で信頼のいらないシステムを実現し、取引コストと決済時間を削減する。
• サプライチェーン管理において、ブロックチェーンは追跡可能性と透明性を向上させ、製品の出荷元から消費者に至るまでのリアルタイムな追跡を可能にする。
• 医療分野では、ブロックチェーンが暗号的アクセス制御を通じてプライバシーを保持しつつ、安全で相互運用可能な患者データ共有を支援する。
• 本人確認分野では、ブロックチェーンが自己主権型デジタルアイデンティティを可能にし、中央集権的機関への依存を減らし、身元盗難のリスクを低減する。
• ブロックチェーンベースの投票システムは、検証可能で改ざん不能かつリモートでの投票が可能な仕組みを提供し、選挙の整合性とアクセス性を向上させる。
• 利点がある一方で、ブロックチェーンはコンセンサスメカニズムに起因する高いレイテンシーや、大きなブロックサイズといった課題を抱えており、高スループットの応用ではスケーラビリティが制限される。