[논문 리뷰] A Survey on Blockchain & Cloud Integration

Soumik Sarker, Arnob Kumar Saha외 1명|arXiv (Cornell University)|2020. 12. 04.

Blockchain Technology Applications and Security참고 문헌 41인용 수 4

한 줄 요약

이 종합 검토는 블록체인-클라우드 통합을 위한 서비스 중심의 분류 체계를 제시하며, 블록체인이 보안을 강화하고 블록체인-서비스(BaaS), 서버리스 컴퓨팅(FaaS)을 가능하게 하며 클라우드 환경에서 자원/테넌트 관리를 향상시키는 방식을 분석한다. 이 논문은 이러한 모델들 간의 기존 연구들을 비교 분석하여 통합 분야에서의 주요 추세, 한계 및 연구 격차를 규명한다.

ABSTRACT

Blockchain is one of the emerging technologies with the potential to disrupt many application domains. Cloud is an on-demand service paradigm facilitating the availability of shared resources for data storage and computation. In recent years, the integration of blockchain and cloud has received significant attention for ensuring efficiency, transparency, security and even for offering better cloud services in the form of novel service models. In order to exploit the full potential of blockchain-cloud integration, it is essential to have a clear understanding on the existing works within this domain. To facilitate this, there have been several survey papers, however, none of them covers the aspect of blockchain-cloud integration from a service-oriented perspective. This paper aims to fulfil this gap by providing a service oriented review of blockchain-cloud integration. Indeed, in this survey, we explore different service models into which blockchain has been integrated. For each service model, we review the existing works and present a comparative analysis so as to offer a clear and concise view in each category.

연구 동기 및 목표

• 기존 문헌에서 블록체인-클라우드 통합에 대한 종합적인 서비스 중심의 검토가 부족한 점을 보완하기 위해.
• 블록체인이 보안을 강화하고 BaaS 및 FaaS와 같은 새로운 서비스 모델을 가능하게 하며 클라우드 자원 및 테넌트 관리를 향상시키는 방식을 분석하기 위해.
• 다양한 서비스 모델 간의 기존 연구들을 비교 분석하여 각 모델의 장점, 한계 및 연구 격차를 부각하기 위해.
• 특히 블록체인을 기반으로 한 새로운 서비스 모델이 등장하는 바탕이 되는 블록체인-클라우드 통합의 추세와 향후 방향을 규명하기 위해.

제안 방법

• 블록체인-클라우드 통합을 네 가지 모델로 분류하는 서비스 중심의 분류 체계를 수립: 보안-서비스(SeaaS), 블록체인-서비스(BaaS), 기능-서비스(FaaS), 자원/테넌트 관리.
• 범위, 서비스, 스마트 계약 의존성 기반의 비교 프레임워크를 사용해 각 서비스 모델 내 기존 연구들을 검토 및 분석.
• 합의 기반 메커니즘, 프라이버시, 확장성 및 활용 사례에 중점을 두고 정성적이고 비교적 분석을 통해 연구 기여도 평가.
• 2016~2020년도 년도별 년도별 연구 동향 분석을 통해 다양한 서비스 모델에서의 연구 추진력과 주제 이동 추세 파악.
• 체계적 검토 방법을 사용해 50개 이상의 관련 연구를 분류 및 요약하며, 게임 이론 및 스마트 계약과 같은 기술적 메커니즘에 중점을 두었다.
• 공개 블록체인의 확장성 문제, 프라이버시 우려, 그리고 그들의 한계에도 불구하고 공개 플랫폼에 의존하는 주요 과제를 규명.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 블록체인이 다양한 클라우드 서비스 모델에 어떻게 통합되었으며, 각 통합 접근 방식의 주요 특성은 무엇인가?
• RQ2 보안-서비스, 블록체인-서비스, 기능-서비스, 그리고 클라우드 환경에서의 자원/테넌트 관리에서 블록체인을 사용할 때의 장점과 한계는 무엇인가?
• RQ3 블록체인-클라우드 통합 연구에서의 주요 추세는 무엇인가? 특히 플랫폼 선택(공개 대 비공개)과 서비스 모델 도입 측면에서의 변화는?
• RQ4 스마트 계약과 합의 기반 메커니즘이 블록체인 통합 클라우드 서비스의 기능성과 효율성에 어떻게 기여하는가?
• RQ5 블록체인-클라우드 통합 분야에서의 주요 연구 격차와 향후 방향은 무엇인가? 특히 BaaS 및 FaaS와 같은 새로운 서비스 모델 측면에서.

주요 결과

• 대부분의 블록체인-클라우드 통합 연구는 보안-서비스에 집중하며, 데이터 무결성, 접근 제어 및 기록 추적성 향상을 위해 블록체인의 불변성과 탈중앙화 특성을 활용한다.
• 확장성 및 프라이버시 문제에도 불구하고 대부분의 연구는 이더리움과 같은 공개 블록체인을 사용하고 있으며, 이는 당시에 성숙한 비공개 블록체인 플랫폼(예: 하이퍼레지스트 프레드)이 부족했기 때문일 것이다.
• 블록체인-서비스(BaaS)와 기능-서비스(FaaS)는 새로운 서비스 모델로 부상하고 있으며, 서비스 제공의 核심에 블록체인을 두고 있어, 블록체인 네이티브 클라우드 플랫폼으로의 전환을 나타낸다.
• 스마트 계약은 자원 및 테넌트 관리에서 널리 사용되어 자동화, 투명성 및 신뢰할 수 없는 운영을 가능하게 한다. 예를 들어 에너지 비용 최소화 및 유틸리티 관리에서의 적용 사례가 있다.
• 일부 연구에서는 게임 이론적 접근을 활용해 가격 설정과 자원 할당을 최적화하여, 클라우드 환경에서 경제적 효율성을 확보하기 위한 전략적 블록체인 활용 사례를 보여준다.
• 연도별 분석 결과, FaaS 및 BaaS 분야에 대한 연구 관심이 증가하고 있으며, 2018년에서 2020년 사이에 발표 수가 급격히 증가하여, 블록체인 통합 클라우드 서비스의 성숙도와 혁신성이 높아지고 있음을 시사한다.