[論文レビュー] WorkerRep: Immutable Reputation System For Crowdsourcing Platform Based on Blockchain

Gurpriya Kaur Bhatia, Shubham Gupta+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2020

Mobile Crowdsensing and Crowdsourcing参考文献 33被引用数 1

ひとこと要約

本論文では、EthereumおよびIOTAブロックチェーンに構築された分散型クラウドソーシングプラットフォームであるWorkerRepを提案する。このシステムは、改ざん防止および中央集権的管理の排除を目的とした、改ざん不能でレピュテーションに基づく信頼システムを提供する。スマートコントラクトとコンセンサスメカニズムを活用することで、第三者に依存せずに透明で改ざん防止のレピュテーションスコアリングと安全なタスク評価を実現する。

ABSTRACT

Crowdsourcing is a process wherein an individual or an organisation utilizes the talent pool present over the Internet to accomplish their task. The existing crowdsourcing platforms and their reputation computation are centralised and hence prone to various attacks or malicious manipulation of the data by the central entity. A few distributed crowdsourcing platforms have been proposed but they lack a robust reputation mechanism. So we propose a decentralised crowdsourcing platform having an immutable reputation mechanism to tackle these problems. It is built on top of Ethereum network and does not require the user to trust a third party for a non malicious experience. It also utilizes IOTAs consensus mechanism which reduces the cost for task evaluation significantly.

研究の動機と目的

• 既存のクラウドソーシングプラットフォームにおける中央集権的レピュテーションシステムの改ざんや単一障害点攻撃に対する脆弱性を解消する。
• 透明性があり、公開で検証可能で、悪意ある改ざんに強く、分散型のレピュテーションメカニズムを構築する。
• ブロックチェーン技術を活用して信頼なしの運用を実現し、第三者中間業者への依存を低減する。
• ボールトスティング、Sybil攻撃、不公正な評価といったレピュテーションシステムの一般的な攻撃を、コンセンサスに基づく評価とレピュテーションペナルティによって軽減する。
• 偽名性と暗号化技術を活用してユーザーのプライバシーを保護しながら、公平な報酬分配とタスク評価を実現する。

提案手法

• タスクの投稿、ワーカーの選定、レピュテーションの追跡を管理するため、Ethereumスマートコントラクトを用いた分散型クラウドソーシングプラットフォームを実装する。
• タスク評価のための取引コストを削減し、スケーラビリティを向上させるために、IOTAのTangleベースのコンセンサスメカニズムを統合する。
• タスク提出物の機密性を保証するため、非対称鍵暗号化を用い、評価者およびタスク投稿者以外にアクセス不可とする。
• 一貫性のない評価や悪意ある評価をフィルタリングするため、コンセンサスに基づく外れ値検出メカニズムを適用する。
• 大多数のコンセンサスから逸脱する評価者に対してレピュテーションペナルティを課し、悪意ある行動を抑止する。
• 初期参加費用とレピュテーションに依存する返金メカニズムを導入し、Sybil攻撃や悪意ある再参加を防ぐ。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにして、クラウドソーシングプラットフォームにおける改ざん不能性と改ざんに対する耐性を確保する分散型レピュテーションシステムを設計できるか？
• RQ2 信頼なし環境において、不公正または偏った評価を検出・緩和するためのメカニズムは何か？
• RQ3 ブロックチェーンベースのシステムは、中央集権的機関への依存を減らしながら、低コストかつスケーラブルなタスク評価をどのように実現できるか？
• RQ4 偽名性は、分散型プラットフォームにおけるプライバシーとレピュテーションの責任のバランスをどのように果たすか？
• RQ5 レピュテーションに基づくインcentiveとペナルティは、共謀、ボールトスティング、その他のレピュテーションベースの攻撃を効果的に防止できるか？

主な発見

• 提案されたWorkerRepプラットフォームは、暗号的に改ざん不能で公開で検証可能な分散型ブロックチェーンベースのレピュテーションシステムを効果的に実装した。
• IOTAのコンセンサスメカニズムの統合により、従来のブロックチェーンソリューションと比較して、タスク評価の取引コストが顕著に削減された。
• コンセンサスに基づく外れ値検出メカニズムは、一貫性のないまたは悪意ある評価を効果的にフィルタリングし、レピュテーションスコアの信頼性を向上させた。
• レピュテーションに依存する返金メカニズムにより、退会後の悪意ある再参加を抑えることができ、Sybil攻撃が緩和された。
• 構造的な評価とレピュテーションの強化により、ボールトスティング、相互評価、白黒洗いといった一般的な攻撃に対して、プラットフォームは回復力を持つことが示された。
• Ethereumテストネット上でのプロトタイプ実装により、設計の実現可能性が確認され、安全で追跡可能で改ざん不能な取引記録が可能であることが裏付けられた。