[論文レビュー] ReviewChain: Untampered Product Reviews on the Blockchain

Daniel Martens, Walid Maalej|arXiv (Cornell University)|Mar 5, 2018

Sentiment Analysis and Opinion Mining参考文献 9被引用数 6

ひとこと要約

ReviewChainは、中央集権的機関を排除することで改ざんのない製品レビューを実現する分散型でブロックチェーンベースのシステムを提案する。Ethereumスマートコントラクト、分散型ストレージ（IPFS/Swarm）、インcentiveメカニズムを活用して、信頼できない環境下でもレビューの提出および取得を可能にし、セキュリティ、信頼性、コストの間のトレードオフを、設定可能な設計パターンによって分析する。

ABSTRACT

Online portals include an increasing amount of user feedback in form of ratings and reviews. Recent research highlighted the importance of this feedback and confirmed that positive feedback improves product sales figures and thus its success. However, online portals' operators act as central authorities throughout the overall review process. In the worst case, operators can exclude users from submitting reviews, modify existing reviews, and introduce fake reviews by fictional consumers. This paper presents ReviewChain, a decentralized review approach. Our approach avoids central authorities by using blockchain technologies, decentralized apps and storage. Thereby, we enable users to submit and retrieve untampered reviews. We highlight the implementation challenges encountered when realizing our approach on the public Ethereum blockchain. For each implementation challange, we discuss possible design alternatives and their trade-offs regarding costs, security, and trustworthiness. Finally, we analyze which design decision should be chosen to support specific trade-offs and present resulting combinations of decentralized blockchain technologies, also with conventional centralized technologies.

研究の動機と目的

• オンラインレビュー制度における中央集権的管理の問題、すなわち運営者がレビューを検閲・改ざん・捏造できるという問題に対処すること。
• 信頼できる第三者に依存せずにレビューの完全性を保証する分散型レビュー制度を設計すること。
• Ethereumブロックチェーン上にシステムを実装するが、取引コストやデータストレージといった主要な技術的課題に対処すること。
• 分散型レビュー制度におけるセキュリティ、信頼性、コストの間のトレードオフを分析すること。

提案手法

• システムは、改ざん防止と信頼性の確保を目的として、Ethereumスマートコントラクトを用いてレビューのメタデータとハッシュ値を保存する。
• レビュー本文は分散型ストレージ（IPFSまたはSwarm）に保存され、コスト削減のためブロックチェーン上には暗号的ハッシュ値のみを保存する。
• 分散型アプリケーション（dApp）を介してユーザーがEthereumブロックチェーンに直接接続し、レビューの提出および取得が可能になる。
• 取引手数料は、マイナーがベンダーが資金を提供するトークンプールから報酬を得る仕組みにより管理され、これによりレビュー提出が無料で実現される。
• 複数の構成が可能：完全に分散型、埋め込み鍵を含む部分的に信頼できる（部分的信頼）、またはコンテンツを中央集権型データベースで保存するがハッシュ値はブロックチェーン上に保持するハイブリッド構成。
• レビューの取得は、ローカルのEthereumノードに接続するか、信頼できないリモートノードに依存しない方法でセキュアに実現され、データ完全性が保証される。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 中央機関が存在しない状況で、製品レビューを改ざんされない形で保証するにはどうすればよいか？
• RQ2 Ethereumブロックチェーン上に分散型レビュー制度を実装するにあたり、主な実装上の課題は何か？
• RQ3 マイナーのインcentiveやシステムのセキュリティを損なわずに、レビュアーが取引手数料を支払わずに済ませるにはどうすればよいか？
• RQ4 分散型レビュー制度において、セキュリティ、信頼性、コストの間にはどのようなトレードオフが存在するか？
• RQ5 使いやすさ、完全性、パフォーマンスのバランスを最適化するには、ハイブリッド型または完全に分散型の構成のうち、どれが最も適しているか？

主な発見

• 提案されたReviewChainシステムは、レビュー本文をブロックチェーン上に保存するのではなく、ハッシュ値のみを保存することで、ストレージコストを大幅に削減しながらもデータ完全性を維持している。
• スマートコントラクトに基づく報酬メカニズムにより、ベンダーが資金を提供するプールからマイナーに報酬が支払われるため、取引が無料で実行可能であり、中央機関による制御なしに取引の含め込みが保証される。
• レビューの取得にローカルのEthereumノードへのアクセスを要求することで、信頼できないリモートノードに依存しない高セキュリティな仕組みを実現している。
• dApp、IPFS/Swarm、およびブロックチェーン上のハッシュ値を用いた完全に分散型の構成は、最高の信頼性と改ざん防止性を達成する。
• 完全なレビュー本文を中央集権型データベースに保存するがハッシュ値はブロックチェーン上に保持するハイブリッドアプローチは、ストレージコストを削減できるが、データベースの運用者が内容を改ざんできる可能性があるため、信頼性が低下する。
• 本研究では、セキュリティ、信頼性、コストの最適化をそれぞれ目的とした3つの実用的構成が同定され、それぞれがアーキテクチャおよび実装の面で異なるトレードオフを伴うことが明らかになった。