[論文レビュー] Enforceable Data Sharing Agreements Using Smart Contracts

Kevin Liu, Harsh Desai+2 more|arXiv (Cornell University)|Apr 27, 2018

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 3被引用数 15

ひとこと要約

本論文では、Ethereumスマートコントラクトを用いて、データ共有契約を自動で強制するブロックチェーンベースのフレームワークを提案している。このフレームワークは、罰則に関する投票メカニズムを介して、動的で安全かつ監査可能な強制を可能にする。法的契約パラメータからカスタマイズ可能なスマートコントラクトを生成し、プライバシーおよび規制要件を満たすとともに、訴訟や人的管理への依存を低減する。

ABSTRACT

As more and more data is collected for various reasons, the sharing of such data becomes paramount to increasing its value. Many applications ranging from smart cities to personalized health care require individuals and organizations to share data at an unprecedented scale. Data sharing is crucial in today's world, but due to privacy reasons, security concerns and regulation issues, the conditions under which the sharing occurs needs to be carefully specified. Currently, this process is done by lawyers and requires the costly signing of legal agreements. In many cases, these data sharing agreements are hard to track, manage or enforce. In this work, we propose a novel alternative for tracking, managing and especially enforcing such data sharing agreements using smart contracts and blockchain technology. We design a framework that generates smart contracts from parameters based on legal data sharing agreements. The terms in these agreements are automatically enforced by the system. Monetary punishment can be employed using secure voting by external auditors to hold the violators accountable. Our experimental evaluation shows that our proposed framework is efficient and low-cost.

研究の動機と目的

• 訴訟や法的プロセスによる人的管理に起因する、高コストで非効率な法的データ共有契約の管理と強制を是正すること。
• ブロックチェーンとスマートコントラクトを用いて、自動的で透明かつ改ざん防止の強制を実現すること。
• データ所有権とプライバシーを保持しつつ、柔軟でカスタマイズ可能なデータ共有条件をサポートすること。
• 第三者監査者を含む安全で分散型の投票メカニズムを導入し、契約違反に対する罰則を決定・強制すること。
• Ethereum Ropstenネットワークを用いて、実世界での展開におけるシステムの効率性とコスト効率を評価すること。

提案手法

• フレームワークは、法的データ共有契約から抽出したパラメータからEthereumスマートコントラクトを生成し、契約条項の自動強制を可能にする。
• 2コントラクトアーキテクチャを採用：データ交換を管理するDataShareコントラクトと、監査者が違反の深刻度と罰則額を投票するCongressContract。
• 罰則は金銭的移転により強制され、監査者が安全に投票して違反に対する適切な処罰を決定する。
• 分散型データストレージをサポートし、データ提供者が自身のデータを制御しつつ、検証可能な共有を可能にする。
• スマートコントラクトは実行後に自動的に破棄されるように設計されており、オンチェーンストレージを最小限に抑え、ガスコストを削減する。
• 公平性を確保し、共謀を防ぐために、安全でしきい値ベースの投票メカニズムを採用している。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 伝統的な法的プロセスに依存せずに、どのようにしてデータ共有契約を自動で強制できるか？
• RQ2 Ethereum上でカスタマイズ可能なスマートコントラクトをデータ共有に展開・実行する際のパフォーマンスオーバーヘッドはどの程度か？
• RQ3 第三者監査者が分散型の方法で、契約違反に対する罰則を安全かつ信頼性高く決定できるか？
• RQ4 提案されたフレームワークは、データ共有契約の管理コストと複雑さをどの程度低減できるか？
• RQ5 検証可能で監査可能なデータ交換を可能にしつつ、データの機微性と所有権をどのように維持できるか？

主な発見

• Ethereum Ropstenネットワーク上でのDataShareコントラクトの平均マイニング時間は20〜50秒であり、マイナー選択に起因する中程度のばらつきが示された。
• CongressContractの平均マイニング時間は25〜40秒であり、DataShareコントラクトと同様のパフォーマンス特性を示した。
• DataShareコントラクトのデプロイガス消費量は、1名の投票者で1,549,929 weiから10名の投票者で1,745,750 weiまで変動し、投票者数に比例して線形に増加した。
• CongressContractのガス消費量は、1名の投票者で2,181,014 weiから10名の投票者で2,183,669 weiまで変動し、DataShareコントラクトよりもわずかに高いベースラインコストを示した。
• DataShareコントラクトにおいて7名の投票者を使用した場合、デプロイ時間の分散が最も高く、6名の投票者で最も低く、ネットワーク動作の非一様性が示された。
• システムは低コストで効率的な実行を示し、ガス使用量とデプロイ時間ともに実世界展開に適した範囲内に保たれた。