[論文レビュー] Multi-Utility Market: Framework for a Blockchain Exchange Platform for Sustainable Development

Jacques Bou Abdo, Sherali Zeadally|arXiv (Cornell University)|Jul 14, 2020

Blockchain Technology Applications and Security被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、発展途上国および農村地域において特に有効な、複数の資源（例：水、エネルギー、その他のインフラ）のピアツーピア取引を可能にするブロックチェーンベースのマルチユーティリティ市場フレームワークを提案する。分散型台帳とスマートコントラクトを活用することで、金融的インcentiveの欠如、決済の複雑さ、単一市場の制限といった主な課題に対処し、スケーラブルでオープンかつ持続可能なリソース取引ソリューションを提供する。

ABSTRACT

Water and other resources are becoming scarcer every day, and developing countries are the neediest for an immediate intervention. Water, as a national need, is considered to be one of the main causes for conflicts in the 21st century. Peer-to-peer trading is one of the most convenient, scalable and sustainable solutions but faces organization challenges such as: the absence of suitable business models motivating normal users to sell their generated resources, currency and financial settlement complexities, and single utility markets. We propose a multi-utility trading platform, based on blockchain technology which can address the challenges faced by peer-to-peer trading. This platform meets the needs of developing countries in particular as well as rural areas of developed countries. The open nature of our proposed design makes it suitable for adoption and use by various stakeholders.

研究の動機と目的

• 発展途上国における水や必須資源の不足が深刻化する状況に対処するため、分散型で持続可能なソリューションを提供すること。
• 単一ユーティリティのピアツーピア取引プラットフォームに見られる弱いユーザーインセンティブや金融決済の複雑さといった制限を克服すること。
• 複数のユーティリティを1つのブロックチェーンベースの取引プラットフォームでサポートできる、オープンでスケーラブルかつ包括的なフレームワークを設計すること。
• 分散型技術とスマートコントラクトを活用して、未開発地域における公平で透明なリソース取引を実現すること。
• ユーティリティ交換を通じて実質的な利益を提供することで、一般ユーザーがリソース取引に参加する動機付けとなる持続可能なビジネスモデルを提供すること。

提案手法

• ブロックチェーン技術を活用して、複数のユーティリティ取引の追跡と決済を可能にする分散型で改ざん不能な台帳を構築する。
• ピア間のリソース交換における契約の自動化と強制を実現するスマートコントラクトを実装し、中間機関への依存を低減する。
• 標準化されたデジタル表現を用いて、1つのプラットフォーム内で水、エネルギーなど多様なリソースをサポートするマルチユーティリティトークン制度を設計する。
• 余剰リソースを提供するユーザーに報酬を提供するインcentiveメカニズムを統合し、参加意欲と持続可能性を高める。
• 拡張性のあるアーキテクチャを設計することで、多様なステークホルダーおよび地域別の適応に適した、相互運用性とオープンアクセスを確保する。
• ブロックチェーンの透明性と改ざん不能性を活用して、発展途上地域に一般的な低信頼環境においてもユーザー間の信頼を構築する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ブロックチェーンベースのプラットフォームは、リソース制約のある環境において、複数のユーティリティの持続可能なピアツーピア取引をどのように可能にするか？
• RQ2 マルチユーティリティ交換システムにおける金融的・組織的障壁を克服するための設計原則は何か？
• RQ3 非専門家である農村部や発展途上地域のユーザーがリソース取引に参加するよう動機づけるには、どのようにインcentiveを設計すべきか？
• RQ4 分散型アーキテクチャは、マルチユーティリティ市場における信頼の向上と取引コストの低減にどのように寄与するか？
• RQ5 水、エネルギー、その他のリソースといった多様なユーティリティを1つのプラットフォームでサポートするには、スケーラビリティやセキュリティを損なわずにどのように実現すべきか？

主な発見

• 提案されたマルチユーティリティ市場フレームワークは、統合されたブロックチェーンベースのプラットフォームを通じて、複数のリソースのピアツーピア取引を可能にし、スケーラビリティと包括性を向上させる。
• スマートコントラクトの統合により、自動的で安全かつ透明な取引決済が実現され、中央集権的機関への依存が低減される。
• プラットフォームのオープンで拡張性のある設計は、多様な地理的・社会経済的文脈への採用を可能にし、特に農村部や発展途上地域に大きな利益をもたらす。
• マルチユーティリティトークンの導入により、単一市場プラットフォームの制限が克服され、クロスコンmodity取引と流動性の向上が実現される。
• フレームワークは、実質的な利益を提供するインcentiveを通じてユーザー参加を促進する持続可能なビジネスモデルを提供し、長期的な持続可能性を高める。
• ブロックチェーンの活用により信頼が向上し、取引コストが低減され、低信頼・未開発環境でもリソース取引が実現可能になる。