[論文レビュー] SEPAR: A Privacy-Preserving Blockchain-based System for Regulating Multi-Platform Crowdworking Environments.

Mohammad Javad Amiri, Joris Duguépéroux+3 more|arXiv (Cornell University)|May 3, 2020

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 5被引用数 4

ひとこと要約

SEPAR は、軽量な匿名トークンと許可型ブロックチェーンを用いて、分散型プラットフォーム間で、作業時間制限などのグローバルな規制を遵守するプライバシー保護型でブロックチェーンベースのマルチプラットフォーム・クラウドワーキングシステムです。形式的なセキュリティ保証により、陰性な敵対者に対してもプライバシーを確保し、カスタム分散型コンセンサスプロトコルにより高いパフォーマンスとスケーラビリティを実現しています。

ABSTRACT

Despite recent intensive research, existing crowdworking systems do not adequately address all the requirements of a real-world crowdworking environment. First, crowdworking platforms need to integrate within society and in particular to interface with legal and social institutions. Global regulations must be enforced, such as minimal and maximal work hours that participants can spend on crowdworking platforms. Second, crowdworking platforms are naturally distributed and need to collaborate with each other to process complex tasks, resulting in the rise of multi-platform crowdworking systems. Moreover, while collaborating to enforce global regulations or while processing complex tasks that require the transparent sharing of information about the tasks, the system needs to preserve the privacy of all participants. In this paper, we present SEPAR, a multi-platform crowdworking system that enforces global constraints on distributed independent entities. In SEPAR, Privacy is ensured using lightweight and anonymous tokens, while transparency is achieved using a permissioned blockchain shared across multiple platforms. To support fault tolerance and support collaboration among platforms, SEPAR provides a suite of distributed consensus protocols. The privacy guarantees of SEPAR against covert adversaries are formalized and thoroughly demonstrated, and the experiments reveal the efficiency of SEPAR in terms of performance and scalability.

研究の動機と目的

• クラウドワーキングプラットフォームと法的・社会的機関の間の統合不足、特に作業時間制限などのグローバル規制の遵守を、特に解決する。
• 複雑なマルチプラットフォームタスクを処理するために、分散型で独立したクラウドワーキングプラットフォーム間での安全な協働を可能にする。
• マルチプラットフォーム環境における情報共有と規制遵守の過程で、参加者のプライバシーを保護する。
• 透明性と準拠性を維持しながら、フォールトトレランスと相互運用性をサポートするシステムを設計する。

提案手法

• 作業時間などのグローバル制約への準拠を検証可能にするために、参加者のアイデンティティを保護しつつ、軽量な匿名トークンを活用する。
• 複数のプラットフォーム間で共有される許可型ブロックチェーンを導入し、規制遵守とタスク処理の透明性と変更不能性を保証する。
• 独立したプラットフォーム間での協働タスク実行中にフォールトトレランスと調整を可能にするための、分散型コンセンサスプロトコルのセットを設計する。
• 暗号的推論を用いて、陰性な敵対者に対するプライバシー保証を形式的に定式化し、敵対的状況下でも強固なセキュリティ特性を確保する。
• ブロックチェーンとトークンベースのアクセス制御を統合し、プライバシー保護型アイデンティティを規制準拠行動に関連付ける。
• クラウドワーキングワークロードに特化した軽量な暗号演算と効率的なコンセンサスメカニズムを通じて、システムのパフォーマンスとスケーラビリティを最適化する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 分散型で独立したクラウドワーキングプラットフォーム間で、作業時間制限などのグローバル規制をどのように遵守できるか。
• RQ2 複数のプラットフォーム間での透明な協働を可能にする一方で、参加者のプライバシーをどのように保証できるか。
• RQ3 共有される規制遵守を伴うマルチプラットフォーム・クラウドワーキング環境において、フォールトトレランスとシステムのレジリエンスをどのように達成できるか。
• RQ4 実世界のクラウドワーキング環境において、匿名トークンを備えたブロックチェーンベースのシステムのパフォーマンスとスケーラビリティのトレードオフは何か。

主な発見

• SEPAR は、共有される許可型ブロックチェーンを用いて、複数の独立したクラウドワーキングプラットフォームにわたり、最大作業時間などのグローバル制約を効果的に遵守している。
• 匿名トークンと暗号的検証の活用により、陰性な敵対者に対する形式的なプライバシー保証を提供している。
• 実験的評価により、SEPAR のパフォーマンスとスケーラビリティの効率性が確認され、実世界への展開に適している。
• 分散型コンセンサスプロトコルの統合により、プライバシーを損なうことなく、フォールトトレランスと信頼性の高いプラットフォーム間協働が可能になった。
• 軽量なトークンの使用により、オーバーヘッドを低減しながらも、強固なプライバシーと準拠保証を維持している。
• SEPAR は、規制要件を伴う複雑なマルチプラットフォーム・クラウドワーキングエコシステムへの展開において、実用的で実現可能であると示している。