[論文レビュー] Exploring Web3 From the View of Blockchain

Qin Wang, Rujia Li+4 more|arXiv (Cornell University)|Jun 17, 2022

Caching and Content Delivery被引用数 46

ひとこと要約

本論文はブロックチェーンの観点からWeb3を定義し、12のアーキテクチャ設計を特定し、アーキテクチャのトレードオフ手法を用いて評価を行い、Web3が従来のインターネット基盤に依存することを示し、セキュリティと実用性のギャップを浮き彫りにする。

ABSTRACT

Web3 is the most hyped concept from 2020 to date, greatly motivating the prosperity of the Internet of Value and Metaverse. However, no solid evidence stipulates the exact definition, criterion, or standard in the sense of such a buzzword. To fill the gap, we aim to clarify the term in this work. We narrow down the connotation of Web3 by separating it from high-level controversy argues and, instead, focusing on its protocol, architecture, and evaluation from the perspective of blockchain fields. Specifically, we have identified all potential architectural design types and evaluated each of them by employing the scenario-based architecture evaluation method. The evaluation shows that existing applications are neither secure nor adoptable as claimed. Meanwhile, we also discuss opportunities and challenges surrounding the Web3 space and answer several prevailing questions from communities. A primary result is that Web3 still relies on traditional internet infrastructure, not as independent as advocated. This report, as of June 2022, provides the first strict research on Web3 in the view of blockchain. We hope that this work would provide a guide for the development of future Web3 services.

研究の動機と目的

• ブロックチェーンの観点からプロトコル、アーキテクチャ、評価に焦点を当てて、Web3という用語を明確にする。
• Web3サービスのためのアーキテクチャ設計タイプを抽出し、分類する。
• 多次元のブロックチェーン特性と利害関係者の利益を用いてアーキテクチャを評価する。
• Web3の機会、課題、今後の方向性について議論する。
• Web3サービス開発のための実践的ガイダンスと知識基盤を提供する。

提案手法

• 定義されたエンティティ（ユーザー、サービス提供者、ブロックチェーン維持者）を備えた実行中のWeb3プロトコルと具体的な取引ワークフローを抽出する。
• Web3サービスを3つの分離されたコンポーネント（クライアント、計算、ストレージ）と3つの処理ルート（オンチェーン、オフチェーン、ハイブリッド）に分解する。
• 3つの軸にまたがるコンポーネントの選択の組み合わせとして12のアーキテクチャ設計タイプを同定する。
• 性能、スケーラビリティ、コスト、セキュリティ、匿名性、機密性、可用性、使いやすさなどの指標を用いたATAMに触発された評価フレームワークを採用する。
• デザインタイプ間のトレードオフを示すために、NFTセールの実行中のシナリオを提示する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Web3の厳密でブロックチェーン中心の定義またはモデルとは何か？
• RQ2 Web3サービスの完全なアーキテクチャ設計空間のオプションは何か？
• RQ3 さまざまなWeb3アーキテクチャは主要な品質属性の観点でどのように性能を発揮し、どの設計から誰が利益を得るのか？
• RQ4 Web3のデプロイメントと標準化が直面する機会と課題は何か？

主な発見

• クライアント、計算、ストレージという3つのコンポーネントと、オンチェーン、オフチェーン、ハイブリッドという3つのデータ処理ルートを組み合わせることで、12のWeb3アーキテクチャ設計を同定する。
• オンチェーンのみの理想的なWeb3アーキテクチャは、現行のインフラ下でスケーラビリティ、コスト、プライバシーの欠点に直面する。
• ハイブリッドおよびエージェント対応アーキテクチャはより良い性能とスケーラビリティを提供するが、中央集権化と信頼性の懸念を生み出す。
• ハイブリッドストレージ設計は性能を向上させ、コストを削減するが、オフチェーンデータの可用性と単一障害点の可能性に依存する。
• 評価は、Web3サービスがまだ伝統的なインターネット基盤に独立しておらず、セキュリティ、プライバシー、使いやすさのバランスをとる慎重な設計が必要であることを示している。