[論文レビュー] Conceptualizing Blockchains: Characteristics & Applications.

Karim R. Sultan, Umar Ruhi+1 more|arXiv (Cornell University)|Jun 10, 2018

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 6被引用数 129

ひとこと要約

本稿は、ビットコインに依存しない定義を提示し、ブロックチェーン技術のコアな機能的特徴を特定し、業界を跨ぐビジネス応用を分類することで、ブロックチェーン技術の形式的概念的定式化を提案する。ブロックチェーンが暗号的セキュリティ、合意形成メカニズム、スマートコントラクトを通じて分散型で信頼性のない価値交換を可能にする仕組みを示し、暗号通貨を超えた変革的潜在能力を理解するための枠組みを提供する。

ABSTRACT

Blockchain technology has recently gained widespread attention by media, businesses, public sector agencies, and various international organizations, and it is being regarded as potentially even more disruptive than the Internet. Despite significant interest, there is a dearth of academic literature that describes key components of blockchains and discusses potential applications. This paper aims to address this gap. This paper presents an overview of blockchain technology, identifies the blockchain's key functional characteristics, builds a formal definition, and offers a discussion and classification of current and emerging blockchain applications.

研究の動機と目的

• ブロックチェーンシステムの機能的構成要素および技術的基盤に関する学術的ギャップを埋めるため。
• ビットコインに依存しない、コアな特徴に基づく形式的で明確なブロックチェーンの定義を構築するため。
• パブリック、プライベート、ハイブリッドな展開モデルを含む、現在および将来のブロックチェーン応用を分類・分析するため。
• 2×2マトリクスフレームワークを用いて、業界セクターをブロックチェーンへのアクセス（サービスとしての提供またはアプリケーションとしての提供）と範囲（パブリック、プライベート、ハイブリッド）にマッピングするため。

提案手法

• 本研究は、ソフトウェア工学、分散コンピューティング、暗号理論、ゲーム理論の分野から得られる学際的基盤を統合する。
• 著者らは、元のビットコイン・ホワイトペーパー（Nakamoto, 2008）を分析し、暗号的ハッシュ化やプルーフ・オブ・ワークなどの基盤的メカニズムを抽出する。
• 本稿は、不変性、分散性、透明性、合意形成の4つの主要な機能的特徴に基づいて、ブロックチェーンの形式的定義を構築する。
• 2×2マトリクスを用いて、アクセス（アプリケーション対サービス）と範囲（パブリック、プライベート、ハイブリッド）の両面からブロックチェーン応用を分類し、医療、不動産、金融分野の実例を提示する。
• 既存の文献および産業界の事例に根拠を置き、応用を5つのカテゴリーに分類する：サプライチェーン、アイデンティティ管理、金融サービス、マーケットプレイス、信頼性サービス。
• 本稿は、分散型ネットワークにおけるインcentive構造と信頼メカニズムを理解するための統合的フレームワークとして「暗号経済学（cryptoeconomics）」の概念を導入する。

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を暗号通貨の利用から独立して定義するための、本質的な機能的特徴は何か？
• RQ2 そのコアな技術的および構造的コンponentsを捉える形式的定義は、どのように構築できるか？
• RQ3 ブロックチェーンの主なビジネス応用分野は何か？ また、展開範囲とアクセスモデルの観点から、それらはどのように異なるか？
• RQ4 プルーフ・オブ・ワークや暗号的ハッシュ化といった合意形成メカニズムは、分散型システムにおける信頼性とセキュリティをどのように実現するか？
• RQ5 暗号経済学は、スケーラブルで分散型かつインcentiveが整合するブロックチェーンエコシステムを実現するために、どのように機能するか？

主な発見

• 本稿は、分散型で不変性があり、暗号的に保護されたレジャーとしてのブロックチェーンを形式的に定義し、合意形成メカニズムを通じて信頼性のない価値交換を可能にする。
• 本研究は、分散性、不変性、透明性、合意形成、暗号的セキュリティの5つのコアな機能的特徴を特定する。
• 本研究は、ブロックチェーン応用を5つのカテゴリーに分類する：サプライチェーン、アイデンティティ管理、金融サービス、マーケットプレイスプラットフォーム、信頼性サービスアプリケーション。
• 2×2マトリクスフレームワークは、業界セクターとブロックチェーン展開モデルのマッピングに成功しており、医療分野ではデータ共有のためのプライベートで許可型のブロックチェーンが使用されているのに対し、不動産分野では土地登記の透明性を高めるためにパブリックブロックチェーンが使用されていることが示された。
• 本研究は、ブロックチェーン2.0が暗号通貨を超えて、イーサリアムのようなプラットフォームを通じてプログラマブルアセット、スマートコントラクト、分散型アプリケーションを可能にしていることを確認した。
• 本稿は、分散型ネットワークにおけるインcentiveの整合性を保証し、長期的なシステム安定性と参加を促進するために、暗号経済学が不可欠であることを示した。