[論文レビュー] The Benefits of Deploying Smart Contracts on Trusted Third Parties

Carlos Molina-Jiménez, Ioannis Sfyrakis+3 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2019

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 34被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、分散化が必須でない多くの実世界の応用において、信頼できる第三者機関（on-TTP）にデプロイされたスマートコントラクトが、オンチェーンスマートコントラクトよりも実用的な利点を提供すると主張している。自動車保険のユースケースを通じて、on-TTPスマートコントラクトがコンプライアンスの簡素化、コスト削減、GDPR準拠の向上を実現し、オンチェーン代替案よりも優れていることを示している。必要に応じてハイブリッドアーキテクチャを採用すべきであると提言している。

ABSTRACT

The hype about Bitcoin has overrated the potential of smart contracts deployed on-blockchains (on-chains) and underrated the potential of smart contracts deployed on-Trusted Third Parties (on-TTPs). As a result, current research and development in this field is focused mainly on smart contract applications that use on-chain smart contracts. We argue that there is a large class of smart contract applications where on-TTP smart contracts are a better alternative. The problem with on-chain smart contracts is that the fully decentralised model and indelible append-only data model followed by blockchains introduces several engineering problems that are hard to solve. In these situations, the inclusion of a TTP (assuming that the application can tolerate its inconveniences) instead of a blockchain to host the smart contract simplifies the problems and offers pragmatic solutions. The intention and contribution of this paper is to shed some light on this issue. We use a hypothetical use case of a car insurance application to illustrate technical problems that are easier to solve with on-TTP smart contracts than with on-chain smart contracts.

研究の動機と目的

• 現在の研究開発におけるオンチェーンスマートコントラクトへの過剰な強調を疑問視すること。
• 特に複雑な実世界の応用において、オンチェーンスマートコントラクトに内在する技術的・実務的欠陥を特定すること。
• 多くのスマートコントラクトユースケースにおいて、on-TTPスマートコントラクトがより単純で効率的かつコンプライアンスに優れた解決策を提供できることを実証すること。
• 両モデルの長所を活かせるように、オンチェーンおよびon-TTPスマートコントラクトを組み合わせたハイブリッドアーキテクチャを提唱すること。
• TTPが本質的に劣っているのではなく、パフォーマンス、管理性、規制準拠性の面で価値あるトレードオフを提供することを強調すること。

提案手法

• 著者たちは、オンチェーンとon-TTPスマートコントラクトの実装を比較するため、仮想の自動車保険アプリケーションを事例として用いた。
• ガスコスト、データ一貫性、GDPR準拠、API統合といった主要な技術的課題を分析した。
• 宣言的ECA（イベント-条件-アクション）ルールを用いた契約義務の履行能力を評価することで、on-TTPスマートコントラクトの実現可能性を検証した。
• 暗号管理、ブロックサイズ制限、直接APIアクセスといった複数の次元において、オンチェーンとon-TTPアプローチを比較した。
• 重要な条項はオンチェーンで強制し、それ以外の敏感さが低いかパフォーマンスに影響を及ぼす可能性があるロジックはTTP上で実行するというハイブリッドモデルを提言した。
• 両デプロイメントモデルの利点と欠点を要約した比較表（表I）を用いて、分析を裏付けた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 理論的利点があるにもかかわらず、なぜ多くの実世界の応用においてオンチェーンスマートコントラクトが過大評価されているのか？
• RQ2 実際のブロックチェーン上でのスマートコントラクトのデプロイにおいて、どのような具体的な技術的・運用的課題が生じるのか？
• RQ3 どのような応用シナリオにおいて、on-TTPスマートコントラクトがオンチェーンスマートコントラクトよりもより現実的かつ効果的な解決策を提供するのか？
• RQ4 オンチェーンおよびon-TTPスマートコントラクトを統合したハイブリッドアーキテクチャは、システムのパフォーマンスとコンプライアンスをどのように向上させるのか？
• RQ5 TTPベースのデプロイは、データプライバシー、規制準拠（例：GDPR）、紛争解決にどのような影響を及えるのか？

主な発見

• on-TTPスマートコントラクトは、自動車保険のような複雑な実世界の応用の実装を著しく簡素化し、オンチェーン代替案に比べて工学的複雑性を低減する。
• on-TTPデプロイはGDPR準拠をより管理しやすくする。データは必要に応じて削除または変更可能であるが、オンチェーンデータの不変性とは対照的である。
• ブロックチェーン上ではガスコストが頻繁な操作や複雑な処理において費用がかかりすぎる場合があり、一方でTTPベースのシステムでは予測可能で管理可能な手数料が可能である。
• on-TTPシステムは直接API呼び出しをサポートしており、オラクルの必要性を排除し、レイテンシと攻撃面を低減する。
• オンチェーンシステムはスケーラビリティとデータ一貫性の問題を抱えるが、on-TTPシステムは集中型で高性能なインfraによってこれらを回避する。
• オンチェーンとon-TTPコンponentsを統合したハイブリッドアーキテクチャは、重要な操作にはブロックチェーンのセキュリティを活用しつつ、他の処理ではパフォーマンスとコンプライアンスを維持するバランスの取れたソリューションを提供する。