[論文レビュー] Software Engineering for Blockchain Based Software Systems: Foundations, Survey, and Future Directions.

Mahdi Fahmideh, John Grundy+9 more|arXiv (Cornell University)|May 5, 2021

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 59被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、ブロックチェーンベースのソフトウェア（BBS）工学に関する体系的文献レビューを提示し、BBSシステムの開発に向けた基盤的原則、プロセス、およびモデルを確立している。BBS開発における主な課題、技術、役割を同定し、研究者および実務家が今後の研究を指針とし、ブロックチェーン環境におけるソフトウェア工学の実践を改善するための統合的知識基盤を提供する。

ABSTRACT

Many scientific and practical areas have shown increasing interest in reaping the benefits of blockchain technology to empower software systems. However, the unique characteristics and requirements associated with Blockchain Based Software (BBS) systems raise new challenges across the development lifecycle that entail an extensive improvement of conventional software engineering. This article presents a systematic literature review of the state-of-the-art in BBS engineering research from a software engineering perspective. We characterize BBS engineering from the theoretical foundations, processes, models, and roles and discuss a rich repertoire of key development activities, principles, challenges, and techniques. The focus and depth of this survey not only gives software engineering practitioners and researchers a consolidated body of knowledge about current BBS development but also underpins a starting point for further research in this field.

研究の動機と目的

• ソフトウェア工学の観点から、ブロックチェーンベースのソフトウェア（BBS）工学分野における現在の研究状況を分析すること。
• ブロックチェーンの特性がソフトウェア開発ライフサイクルにもたらす独自の課題を特定し、特徴づけること。
• BBS開発プロセス、モデル、役割、技術に関する既存の知識を統合し、整合的なフレームワークを構築すること。
• 未解決の課題とBBS工学分野における新興トレンドを明らかにすることで、今後の研究の基盤を提供すること。

提案手法

• BBS工学に関する査読付き論文の体系的文献レビューを実施すること。
• 理論的基盤、開発プロセス、モデル、役割、主な活動の観点から研究貢献を分類すること。
• ソフトウェアライフサイクルの異なる段階において、BBS開発で用いられる原則、課題、技術を分析すること。
• 発見を統合し、BBS工学分野における現在の実践と研究の方向性を包括的に要約すること。
• 既存研究の成熟度と範囲を評価し、未開拓の分野と今後の機会を特定すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ブロックチェーンベースのソフトウェアシステムの工学を導く核心的な理論的基盤と原則は何か？
• RQ2 BBS工学で一般的に用いられる開発プロセス、モデル、役割は何か？
• RQ3 BBS開発ライフサイクルにおける主な課題と主要な技術は何か？
• RQ4 ブロックチェーン技術の独自の特性がソフトウェア工学の実践にどのように影響を与えるか？
• RQ5 BBS工学分野における最も顕著なギャップと今後の研究の方向性は何か？

主な発見

• 本論文は、BBS工学をめぐる研究が増加しているが、プロセスやモデルにおいて標準化が限定的であることを同定した。
• 不変性、合意形成メカニズム、データ永続性といったブロックチェーン固有の課題が、ソフトウェア設計およびテストに顕著な影響を与えている。
• 既存の研究は、BBSシステムにおける正しさとセキュリティを保証するため、形式的モデリングおよび検証技術に重点を置いている。
• BBS開発のための統一されたフレームワークが著しく不足しており、統合的メソドロジーの必要性が示唆されている。
• 本調査では、ブロックチェーンアーキテクトやスマートコントラクトエンジニアといった新興の役割が顕在しており、BBS開発に求められる専門性を反映している。
• 本研究は、ライフサイクル管理やBBSシステムのためのツール支援といった未開拓分野を同定することで、今後の研究の基盤を確立した。