[논문 리뷰] Blockchain-Based Trust and Transparency in Airline Reservation Systems using Microservices Architecture

Biman Barua, M. Shamim Kaiser|arXiv (Cornell University)|2024. 10. 18.

Blockchain Technology Applications and Security인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 신뢰성, 투명성 및 운영 효율성을 향상시키기 위해 항공 예약 시스템에 블록체인을 통합한 마이크로서비스 아키텍처를 제안한다. 스마트 계약과 합의 기반 메커니즘을 활용함으로써 시스템은 예약 변동성을 30% 감소시키고, 데이터 동기화를 향상시키며, 98%의 신뢰도와 85%의 고객 신뢰를 달성하여 단일 진실 원칙을 구현함으로써 과도한 복잡성을 완화한다.

ABSTRACT

This research gives a detailed analysis of the application of blockchain technology to the airline reservation systems in order to bolster trust, transparency, and operational efficiency by overcoming several challenges including customer control and data integrity issues. The study investigates the major components of blockchain technology such as decentralised databases, permanent records of transactions and transactional clauses executed via codes of programs and their impacts on automated systems and real-time tracking of audits. The results show a 30% decrease in booking variations together with greater data synchronization as a result of consensus processes and resistant data formations. The approach to the implementation of a blockchain technology for the purpose of this paper includes many APIs for the automatic multi-faceted record-keeping system including the smart contract execution and controllable end-users approach. Smart contracts organized the processes improving the cycle times by 40% on the average while guaranteeing no breach of agreements. In addition to this, the architecture of the system has no single point failure with over 98% reliability while measures taken to improve security have led to 85% of the customers expressing trust in the services provided. In summation, the results suggest that reservations in the airline sector stand a chance of being redefined with blockchain through savoring the benefits of a single source of truth while attempting to resolve this intrinsic problem of overcomplexity. Although the system improves the experience of customers and the level of operational transparency, issues concerning scalability and regulatory adherence. This research is also a stepping stone for further studies that are intended to address these challenges and more applicable to the airline industry.

연구 동기 및 목표

• 중앙 집중식 제어와 데이터 무결성 리스크로 인해 기존 항공 예약 시스템에서 발생하는 신뢰성 및 투명성 문제를 해결하기 위해.
• 분산형으로 불가변적인 거래 기록을 통해 운영 효율성을 향상시키고 예약 오류를 줄이기 위해.
• 스마트 계약과 합의 기반 메커니즘이 사이클 시간과 시스템 신뢰도에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• 블록체인 강화 마이크로서비스 아키텍처에서 사용자 신뢰도와 시스템 내성에 대해 평가하기 위해.
• 항공 시스템 분야의 향후 연구를 위한 확장성 및 규제 도전 과제를 규명하기 위해.

제안 방법

• 불변성과 감사 가능성을 확보하기 위해 블록체인을 기반 데이터 레이어로 사용하는 마이크로서비스 기반 항공 예약 시스템 설계.
• 수동 간섭과 오류를 줄이기 위해 예약 계약을 자동화하고 강제화하기 위해 스마트 계약 구현.
• 분산 노드 간 데이터 동기화를 위해 합의 프로토콜을 사용하여 일관성 유지 및 데이터 조작 방지.
• 실시간 거래 로깅, 감사 추적 및 사용자 기반 데이터 접근 제어를 지원하기 위해 여러 RESTful API 통합.
• 암호 해시 기법과 블록체인의 불변성으로 거래 기록을 보호하고 데이터 무결성 확보.
• 시뮬레이션과 사용자 피드백 메트릭을 통해 시스템 신뢰도 및 성능 검증.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 블록체인 기술 통합이 항공 예약 시스템의 신뢰성과 투명성에 어떻게 기여하는가?
• RQ2 스마트 계약이 예약 워크플로우에서 사이클 시간을 얼마나 줄이고 약정 위반을 방지하는가?
• RQ3 분산형으로 합의 기반 아키텍처가 데이터 동기화 및 예약 변동률에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 이 시스템의 신뢰도와 사용자 신뢰 수준은 기존의 중앙 집중식 시스템과 비교해 어떻게 다른가?
• RQ5 항공 예약 시스템에 블록체인을 구현함에 있어 나타나는 확장성 및 규제 도전 과제는 무엇인가?

주요 결과

• 개선된 데이터 일관성과 합의 기반 메커니즘 덕분에 예약 변동성이 30% 감소하였다.
• 스마트 계약으로 수동 간섭 없이 예약 계약을 자동화하고 강제화함으로써 평균 사이클 시간이 40% 감소하였다.
• 분산형 마이크로서비스 아키텍처 덕분에 단일 장애 지점이 없었고, 시스템은 98% 이상의 신뢰도를 보였다.
• 설문 조사한 고객의 85%가 시스템에 대해 더 높은 신뢰를 느꼈으며, 이는 데이터 무결성과 투명성에 대한 사용자 신뢰도 향상을 시사한다.
• 시스템은 단일 진실 원칙을 제공하여 과도한 복잡성을 크게 감소시키고 실시간 운영에서 감사 가능성을 향상시켰다.
• 장점이 있음에도 불구하고, 본 연구는 확장성 및 규제 준수를 향후 연구가 필요로 하는 핵심 과제로 규명하였다.