[論文レビュー] PubChain: A Decentralized Open-Access Publication Platform with Participants Incentivized by Blockchain Technology

Taotao Wang, Soung Chang Liew+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 1, 2019

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 26被引用数 6

ひとこと要約

PubChain は、ブロックチェーンと IPFS を活用した分散型でオープンアクセスの学術出版プラットフォームを提案する。このプラットフォームは、ペイウォールや情報の島嶼化を排除し、著者、査読者、読者に対してクレジットベースの報酬制度を導入することでインcentivizeする。Ethereum 上のスマートコントラクトを用いて改ざん不能で透明性のある出版および査読ワークフローを実現し、コア機能を有する動作可能なプロトタイプと、不正活動に対する耐性を検証するシミュレーションを提供する。

ABSTRACT

We design and implement Publication Chain (PubChain), a decentralized open-access publication platform built on decentralized and distributed technologies of blockchain and IPFS peer-to-peer file sharing systems. The existing publication platforms have some severe drawbacks. First, instead of promoting widespread knowledge sharing, access to publications on the platforms owned by publishers is often on a fee basis. This drawback of pay wall prevents researchers from "standing on the shoulders of giants". Moreover, the peer review process on most all existing publication platforms (including both open-access and publisher platforms) is prone to be ineffective, since there is no proper incentive to reviewers for performing high-qualified reviews. PubChain is an alternative platform to the existing publication venues aiming to address their drawbacks. No central third-party owns the contents (i.e., papers and reviews) of PubChain. Exploiting blockchain technology, we devise an elaborate incentive scheme on PubChain to incentivize key stakeholders (i.e., authors, readers and reviewers) to participate publication activities on PubChain in a substantive manner by earning credits and rewards through self-motivated interactions. We have performed simulations to investigate the robustness of our proposed incentive scheme against fraudulent publications and reviews. We also have implemented a prototype of PubChain to demonstrate its key concepts.

研究の動機と目的

• 中央集権的な学術出版プラットフォームの限界、すなわちペイウォール、情報の島嶼化、インcentive の欠如による効果のない査読体制を是正すること。
• 中央集権的な管理や所有権を排除することで、学術論文への自由でオープンかつ分散型のアクセスを可能にすること。
• 著者、査読者、読者がプラットフォームへの意味のある貢献に対して報酬を受ける、ブロックチェーンベースのインcentive メカニズムを設計および実装すること。
• IPFS を用いたファイル保存とブロックチェーンを用いたメタデータの改ざん不能性により、学術的コンテンツの完全性と持続可能性を確保すること。
• 分散型でインcentive に基づく学術出版の実現可能性を示す、機能的なシステムのプロトタイピングと評価を行うこと。

提案手法

• 特に Ethereum を用いて、スマートコントラクトを通じて学術論文および査読の改ざん不能なメタデータを保存するブロックチェーン技術を活用する。
• IPFS（InterPlanetary File System）を用いて、本文、コード、マルチメディアを配布および恒久的に保存し、コンテンツアドレス付きハッシュを識別子として使用する。
• JSON-RPC による相互作用を通じて、論文の提出、所有権の追跡、査読の提出、査読スコアの管理を可能にするスマートコントラクトシステムを導入する。
• 論文の提出、共同査読、参加活動などの貢献に対して報酬を支給するクレジットベースのインcentive スキームを実装し、報酬をオンチェーンに保存する。
• 寄付された暗号資産を親ブロックチェーン上の特別なアドレスにロックする二重ペグ方式を採用し、利益追求を目的としない長期的財務持続可能性を確保する。
• 不正な提出や低品質の査読に対する耐性を評価するため、インcentive スキームをシミュレーションし、Sybil 攻撃やスパム攻撃に対するシステムの耐性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 分散型出版プラットフォームは、どのようにペイウォールを排除し、学術的文献への自由でオープンなアクセスを保証できるか？
• RQ2 ブロックチェーンベースのインcentive は、学術出版における査読の質と信頼性をどの程度向上させられるか？
• RQ3 IPFS とブロックチェーンに基づく分散型システムは、学術的コンテンツの恒久的かつ改ざん不能な保存および取得を達成できるか？
• RQ4 提示されたクレジットベースのインcentive メカニズムは、著者、査読者、読者の継続的参加をどの程度促進できるか？
• RQ5 中央集権的管理のない非営利型オープンアクセス学術出版プラットフォームを構築するにあたり、主な技術的および経済的課題は何か？

主な発見

• PubChain のプロトタイプ実装は、Ethereum スマートコントラクトと IPFS を用いて、論文の投稿、メタデータの保存、査読の提出というコア機能を正常に実現したことを示している。
• 中央機関や出版者に依存せず、分散型で恒久的かつ検証可能な出版および査読ワークフローを実現している。
• シミュレーションにより、提案されたインcentive メカニズムが不正な提出や低品質の査読に対して耐性を示し、システムの完全性を保証していることが確認された。
• 異なる分野や機関を越えて、世界中が統合された形で学術的コンテンツにアクセス可能になることから、情報の島嶋化が排除された。
• 二重ペグ方式の適用により、寄付された暗号資産が使用不能なアドレスにロックされ、利益の抽出を伴わない財務持続可能性が達成された。
• 本プロジェクトは非営利の取り組みとして設計されており、開発チームに対して報酬を支払わない。規模拡大はボランティアの貢献とコミュニティの支援に依存する。