[論文レビュー] Ledgerdata Refiner: A Powerful Ledger Data Query Platform for Hyperledger Fabric

Ence Zhou, Haoli Sun+4 more|arXiv (Cornell University)|Dec 10, 2019

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 15被引用数 6

ひとこと要約

Ledgerdata Refiner は、ハイパーレッジ・フラブの制限されたデータアクセスを克服するためのクエリプラットフォームであり、ミドルウェア解析を通じてブロックおよびトランザクションデータを効率的かつ柔軟に取得することを可能にする。履歴ステート追跡とスキーマベースのクエリをサポートし、企業向けブロックチェーンアプリケーションにおけるデータ探索を顕著に向上させる。

ABSTRACT

Blockchain is one of the most popular distributed ledger technologies. It can solve the trust issue among enterprises. Hyperledger Fabric is a permissioned blockchain aiming at enterprise-grade business applications. However, compared to traditional distributed database solutions, one issue of blockchain based application development is the limited data access. For Fabric, the ledger data can only be retrieved by limited interfaces provided by Fabric SDKs or chaincode. In order to meet the requirements of data query and provide flexible query functions for real applications built on Fabric, this paper proposed a ledger data query platform called Ledgerdata Refiner. With ledger data analysis middleware, we provide sufficient interfaces for users to retrieve block or transaction efficiently. It is also able to track historical operations for any specific state. In addition, schemas of ledger state have been analyzed and clustered, which enable users to perform rich queries against ledger data. Finally, we validate the effectiveness of our query platform on a real application.

研究の動機と目的

• 企業向けアプリケーションにおける効果的なデータ取得を制限するハイパーレッジ・フラブの限られたデータアクセスを是正すること。
• レジャーデータアクセスに基本的な SDK およびチェーンコードインターフェースに依存することを克服すること。
• 履歴ステート追跡を含む、レジャーデータに対する包括的で柔軟なクエリ操作を可能にすること。
• 構造化された高水準なクエリを可能にするために、レジャーステートスキーマの分析とクラスタリングを実施すること。
• 実際のアプリケーションで検証された生産環境対応のプラットフォームを提供し、実用的価値を実証すること。

提案手法

• ハイパーレッジ・フラブのレジャーデータからブロックおよびトランザクションデータを抽出・インデックス化するためのレジャーデータ分析ミドルウェアレイヤーを設計・実装すること。
• ブロック、トランザクション、ステート変更の効率的取得を可能にする包括的なクエリインターフェースを公開すること。
• 異なるアセットタイプ間での構造的クエリを可能にするために、レジャーステートデータのスキーマ分析とクラスタリングを実施すること。
• 特定のステートの時間的経過に伴うステート変更を追跡できる、履歴操作追跡メカニズムを実装すること。
• 既存のファブリックベースのアプリケーションに組み込める、スタンドアロンサービスとしてプラットフォームを統合すること。
• 拡張性と既存のファブリック SDK やチェーンコードとの統合を可能にするモジュラーアーキテクチャを採用すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ハイパーレッジ・フラブのレジャーデータは、SDK やチェーンコードが提供する限られたインターフェースを超えて、どのようにアクセスできるか？
• RQ2 許可ブロックチェーンにおいて、トランザクションおよびステートデータを効率的かつ柔軟にクエリするための技術は何か？
• RQ3 レジャーステートスキーマは、どのように分析・クラスタリングされ、高水準で意味的なクエリを可能にするか？
• RQ4 ミドルウェアプラットフォームは、実世界のブロックチェーンアプリケーションにおいて、データ探索および履歴追跡を顕著に改善できるか？
• RQ5 ネイティブなファブリックデータアクセス手法と比較して、専用のクエリプラットフォームは、パフォーマンスおよび使いやすさの面でどのような利点を提供するか？

主な発見

• 最適化されたクエリインターフェースを通じて、ブロックおよびトランザクションの効率的取得が可能となり、ネイティブ SDK 方法と比較してデータアクセス遅延が低減された。
• 履歴ステート追跡により、任意のアセットステートの複数ブロックにわたる進化を追跡可能となり、監査およびコンプライアンスユースケースを支援する。
• レジャーステートのスキーマクラスタリングにより、低レベルのデータアクセスの複雑さを抽象化した構造的で高水準なクエリの作成が可能になった。
• プラットフォームは実際のアプリケーションで成功裏に検証され、企業環境における実用性と有効性が実証された。
• ミドルウェアアーキテクチャにより、コアブロックチェーンスタックを変更せずに、既存のハイパーレッジ・フラブデプロイメントへのシームレスな統合が可能になった。
• システムは、基本的な取得をはるかに超える包括的なクエリ機能をサポートしており、レジャーデータに対する複雑な分析操作を可能にした。