[논문 리뷰] When Services Computing Meets Blockchain: Challenges and Opportunities

Xiaoyun Li, Zibin Zheng외 1명|arXiv (Cornell University)|2020. 12. 08.

Blockchain Technology Applications and Security참고 문헌 76인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 개인정보 위험, 정보 사각지대, 인centive 메커니즘과 같은 핵심 과제를 해결하기 위해 블록체인 기술을 서비스 컴퓨팅과 통합하는 것을 조사한다. 블록체인의 탈중앙화, 스마트 계약, 암호화 보안 기능을 활용하여, 창작, 탐색, 조합, 조정과 같은 서비스 라이프사이클 단계에서 신뢰성, 상호운용성, 자동화를 향상시키는 통합 프레임워크를 제안한다. 블록체인 as 서비스(BaaS)는 확장 가능한 구현을 위한 핵심 추진력으로 부상하고 있다.

ABSTRACT

Services computing can offer a high-level abstraction to support diverse applications via encapsulating various computing infrastructures. Though services computing has greatly boosted the productivity of developers, it is faced with three main challenges: privacy and security risks, information silo, and pricing mechanisms and incentives. The recent advances of blockchain bring opportunities to address the challenges of services computing due to its build-in encryption as well as digital signature schemes, decentralization feature, and intrinsic incentive mechanisms. In this paper, we present a survey to investigate the integration of blockchain with services computing. The integration of blockchain with services computing mainly exhibits merits in two aspects: i) blockchain can potentially address key challenges of services computing and ii) services computing can also promote blockchain development. In particular, we categorize the current literature of services computing based on blockchain into five types: services creation, services discovery, services recommendation, services composition, and services arbitration. Moreover, we generalize Blockchain as a Service (BaaS) architecture and summarize the representative BaaS platforms. In addition, we also outline open issues of blockchain-based services computing and BaaS.

연구 동기 및 목표

• 서비스 컴퓨팅의 핵심 과제 분석: 개인정보 및 보안 위험, 정보 사각지대, 가격 설정/인센티브 메커니즘.
• 탈중앙화, 암호화, 스마트 계약을 통해 블록체인 기술이 이러한 과제를 어떻게 해결할 수 있는지 조사.
• 블록체인 기반 서비스 컴퓨팅을 창작, 탐색, 추천, 조합, 조정의 다섯 가지 핵심 영역으로 분류.
• 기존 블록체인 as 서비스(BaaS) 플랫폼과 그 아키텍처 설계를 조사하고 비교.
• 향후 연구를 위한 블록체인 기반 서비스 컴퓨팅 및 BaaS 분야의 열린 기술적·비기술적 과제 식별.

제안 방법

• 블록체인 통합 서비스 컴퓨팅 분야의 기존 문헌을 창작, 탐색, 추천, 조합, 조정의 다섯 가지 서비스 라이프사이클 단계로 분류.
• 암호화, 탈중앙화, 스마트 계약, 내재된 인centive 등 블록체인의 核심 기능을 분석하여 서비스 컴퓨팅 과제 해결 수단으로서의 기능 분석.
• 블록체인 인프라를 추상화하고 다양한 애플리케이션 워크로드를 지원하기 위한 계층적 BaaS 아키텍처 제안.
• 스택, 확장성, 통합 능력 기반으로 대표적인 BaaS 플랫폼(예: Amazon QLDB, Azure Blockchain, IBM Blockchain) 조사.
• 시스템 복잡성, 높은 비용, 규제 리스크, 표준화 부족 등의 기술적·비기술적 장벽 식별.
• 확장성, 보안, 개발자 접근성 등의 차원에서 BaaS 플랫폼을 비교 분석하여 평가.

Figure 1: When services computing meets blockchain

실험 결과

연구 질문

• RQ1 블록체인 기술은 서비스 컴퓨팅에서 개인정보 및 보안 위험을 어떻게 완화할 수 있는가?
• RQ2 블록체인은 분산 서비스 생태계에서 정보 사각지대 문제를 어떻게 해결하는가?
• RQ3 스마트 계약과 탈중앙화 인센티브는 서비스 컴퓨팅에서 가격 설정 및 인센티브 메커니즘을 어떻게 향상시키는가?
• RQ4 블록체인 as 서비스(BaaS) 플랫폼의 주요 아키텍처 패턴과 기능 구성 요소는 무엇인가?
• RQ5 확장 가능한 블록체인 기반 서비스 컴퓨팅을 구현할 때의 주요 열린 과제(기술적·비기술적)는 무엇인가?

주요 결과

• 블록체인의 내재된 암호화 및 디지털 서명 기능은 서비스 컴퓨팅에서 데이터 오용 및 개인정보 泄露를 크게 감소시킨다.
• 탈중앙화로 인해 중앙 집중형 공격(예: DDoS, 시스템 장애)의 위험을 완화하여 시스템의 내구성을 향상시킨다.
• 스마트 계약은 자동화된 신뢰 없는 인센티브 메커니즘을 가능하게 하여, 기여나 버그 보고에 대한 개발자 보상 등 생태계 참여도를 향상시킨다.
• Amazon QLDB 및 IBM Blockchain과 같은 BaaS 플랫폼은 블록체인 배포 및 관리를 서비스 개발자에게 간소화하는 추상화 계층을 제공한다.
• 진전이 있었음에도 불구하고, BaaS 플랫폼은 여전히 서버리스 및 마이크로서비스 기반 서비스 아키텍처를 지원하는 데 유연성이 부족하다.
• 공개 블록체인에서도 DAO 해킹 및 거래 익명성 해제와 같은 보안 취약점이 여전히 열린 과제로 남아 있다.

Figure 2: Services requesters, services vendors and services agents play three main roles in services computing