[論文レビュー] XBlock-EOS: Extracting and Exploring Blockchain Data From EOSIO

Weilin Zheng, Zibin Zheng+3 more|arXiv (Cornell University)|Mar 26, 2020

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 53被引用数 9

ひとこと要約

本論文は、EOSIOブロックチェーンからの最新のオンチェーンデータを収集・処理・公開する包括的なフレームワーク、XBlock-EOSを紹介する。7つの明確に構造化された、公開可能なデータセット（ブロック、取引、アクション、コントラクト、トークン、アカウント、リソース管理）を提供しており、EOSIOにおける大規模なブロックチェーン分析を可能にするとともに、セキュリティ、パフォーマンス、アプリケーション開発分野における多様な研究を支援する。

ABSTRACT

Blockchain-based cryptocurrencies and applications have flourished in blockchain research community. Massive data generated from diverse blockchain systems bring not only huge business values but also technological challenges in data analytics of heterogeneous blockchain data. Different from Bitcoin and Ethereum, EOSIO has richer diversity and a higher volume of blockchain data due to its unique architectural design in resource management, consensus scheme and high throughput. Despite its popularity (e.g., 89,800,000 blocks generated till November 14, 2019 since its launch on June 8, 2018), few studies have been made on data analysis of EOSIO. To fill this gap, we collect and process the up-to-date on-chain data from EOSIO. We name these well-processed EOSIO datasets as XBlock-EOS, which consists of 7 well-processed datasets: 1) Block, Transaction and Action, 2) Internal and External EOS Transfer Action, 3) Contract Information, 4) Contract Invocation, 5) Token Action, 6) Account Creation, 7) Resource Management. It is challenging to process and analyze a high volume of raw EOSIO data and establish the mapping from original raw data to the well-grained datasets since it requires substantial efforts in extracting various types of data as well as sophisticated knowledge on software engineering and data analytics. Meanwhile, we present statistics and exploration on these datasets. Moreover, we also outline the possible research opportunities based on XBlock-EOS.

研究の動機と目的

• ネットワークの高いスループットと増加するデータ量にもかかわらず、包括的で適切に処理されたEOSIOブロックチェーンデータセットが不足しているという問題に応えるため。
• 複雑なアーキテクチャと高い取引レートのため、異種のEOSIOデータを同期・抽出する上で生じる課題を克服するため。
• 公開可能で定期的に更新されるデータセットを提供することで、EOSIOにおける大規模なデータ分析を可能にするため。
• 標準化されたデータアクセスを通じて、ブロックチェーンセキュリティ、スマートコントラクト分析、分散型アプリケーション（DApp）開発分野における多様な研究を支援するため。
• 今後の研究の基盤を築くために、EOSIOデータ分析における新たな機会を提示するため。

提案手法

• ピアツーピア同期を用いてメインネットからEOSIOブロックチェーンの生データを抽出するためのデータ収集フレームワークを設計する。
• 低レベルの生データを意味的整合性を持つ7つの明確に構造化されたデータセットにパース・変換するパイプラインを実装する。
• ソフトウェア工学およびデータ分析技術を活用し、複雑なEOSIOデータ構造（例：アクション、取引、コントラクト）を細分化され、クエリ可能な形式にマッピングする。
• 継続的なメインネットとの同期と定期的なデータセット更新により、データの新鮮さを確保する。
• すべてのデータセットをXBLOCK.PROウェブサイトに公開し、利用可能性を高めるためのドキュメンテーションとメタデータを提供する。
• ブロックチェーンエクスプローラー（例：EOSPark、eosq）の既存ツールやAPIを入力ソースとして活用するが、データ範囲とユーザーアクセスの制限を克服する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高いスループットと特異なコンSENSUSおよびリソースモデルを有するEOSIOブロックチェーンデータの、主な構造的・行動的特徴は何か？
• RQ2 巨視的かつ異種のEOSIOデータを、研究に再利用可能なデータセットとして体系的に抽出・処理・構造化するにはどうすればよいか？
• RQ3 セキュリティ分析、スマートコントラクト監査、DApp開発を支援する上で、最も価値のあるデータ特徴とパターンは何か？
• RQ4 EOSIOのデータ配布および取引量は、BitcoinおよびEthereumと比較してどのように異なるのか？その分析に与えるインパクトは何か？
• RQ5 包括的で最新の、かつ公開可能なEOSIOデータセットを有することで、どのような今後の研究機会が生じるか？

主な発見

• XBlock-EOSは、ブロック、取引、アクション、コントラクト、トークン、アカウント作成、リソース管理をカバーする7つの明確に構造化された、公開可能なデータセットを提供する。
• 2019年11月14日までに、フレームワークはEOSIOで8980万ブロック以上、28億取引以上を処理した。これは、高容量ブロックチェーンデータを扱う上でスケーラビリティを実証している。
• データセット収集プロセスは同期の課題を克服しており、完全なブロックチェーンデータの同期に1か月以上を要した。これは、効率的なデータパイプラインの必要性を示している。
• XBlock-EOSは、包括的で公開可能で定期的に更新されるEOSIOデータセット収集の先駆けであり、ブロックチェーン研究における重要な空白を埋めている。
• これらのデータセットは、不正検出、スマートコントラクト脆弱性分析、トークン行動追跡といった分野での高度な分析を可能にする。
• 著者らは、今後の方向性として、オフチェーンデータとの統合やクロスブロックチェーン分析を提示し、研究可能性をさらに高めることを図っている。