[論文レビュー] Towards Automated Benchmark Support for Multi-Blockchain Interoperability-Facilitating Platforms

Mostafa Kazemi, Abbas Yazdinejad|arXiv (Cornell University)|Mar 5, 2021

Blockchain Technology Applications and Security被引用数 10

ひとこと要約

本論文は、マルチブロックチェーンエコシステム内における相互運用性を促進するプラットフォーム（IFPs）のパフォーマンスおよびセキュリティを評価するための体系的でオープンソースのベンチマーキングフレームワークとツールを提案する。アジャイルでDevOpsを模倣したアプローチを採用し、GUIベースで自動化されたベンチマーキングツールを構築することで、ICON、AION、WanchainなどのIFPに対する再現可能でコミュニティ主導の評価を可能にし、クロスチェーン相互運用性ソリューションの標準化と継続的改善を支援する。

ABSTRACT

Since the introduction of the first Bitcoin blockchain in 2008, different decentralized blockchain systems such as Ethereum, Hyperledger Fabric, and Corda, have emerged with public and private accessibility. It has been widely acknowledged that no single blockchain network will fit all use cases. As a result, we have observed the increasing popularity of multi-blockchain ecosystem in which customers will move toward different blockchains based on their particular requirements. Hence, the efficiency and security requirements of interactions among these heterogeneous blockchains become critical. In realization of this multi-blockchain paradigm, initiatives in building Interoperability-Facilitating Platforms (IFPs) that aim at bridging different blockchains (a.k.a. blockchain interoperability) have come to the fore. Despite current efforts, it is extremely difficult for blockchain customers (organizations, governments, companies) to understand the trade-offs between different IFPs and their suitability for different application domains before adoption. A key reason is due to a lack of fundamental and systematic approaches to assess the variables among different IFPs. To fill this gap, developing new IFP requirements specification and open-source benchmark tools to advance research in distributed, multi-blockchain interoperability, with emphasis on IFP performance and security challenges are required. In this document, we outline a research proposal study to the community to realize this gap.

研究の動機と目的

• マルチブロックチェーンエコシステムにおける相互運用性を促進するプラットフォーム（IFPs）の体系的かつ標準化されたベンチマーキングの欠如に対処すること。
• パフォーマンス、セキュリティ、機能性に焦点を当てたIFP評価のための新しい要件定義を策定すること。
• 再現可能でコミュニティ主導のIFP評価を支援するオープンソースで自動化されたベンチマーキングツールを構築すること。
• ブロックチェーンの顧客や開発者が、実世界のメトリクスとトレードオフに基づいてIFPを比較できるようにすること。
• 公開ウェブサイト、ドキュメンテーション、フィードバック駆動のツール進化を通じて、長期的なコミュニティ参加を促進すること。

提案手法

• ベンチマーキングツールの段階的かつ反復的な開発を促進するため、アジャイルでDevOpsに類似した手法を採用する。
• クロスチェーン取引のパフォーマンス、遅延、スループット、セキュリティ特性に焦点を当てたコアベンチマーキングスイートを設計する。
• 初期のベンチマーキング実行と設定を可能にするプロトタイプのコマンドラインインターフェース（CLI）を実装する。
• より広範な使いやすさを実現するため、プロトタイプをフル機能の自動化されたGUIベースのベンチマーキングツールに拡張する。
• コミュニティの寄与とバージョン管理を可能にするために、ツールとドキュメンテーションをGitHubにホスティングする。
• コミュニティ参加、チュートリアル、リリースの追跡、ユーザーのフィードバック収集を支援するプロジェクトウェブサイトを構築する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 マルチブロックチェーン相互運用性を促進するプラットフォーム（IFPs）に対して、標準化され再現可能なベンチマーキングフレームワークをどのように設計できるか？
• RQ2 異なるユースケースにおいてIFPの適性を評価するために、測定すべき主要なパフォーマンスおよびセキュリティメトリクスは何か？
• RQ3 GUIベースで自動化されたベンチマーキングツールは、技術に不慣れなユーザーを含む多様なユーザーの使いやすさと採用をどのように向上させられるか？
• RQ4 コミュニティからのフィードバックと共有されたベンチマーキング結果は、IFPの継続的改善にどのように寄与できるか？
• RQ5 ベンチマーキングデータを分析することで、既存のIFPにおける弱みやボトルネックを特定する上で得られるインサイトは何か？

主な発見

• 提案されたベンチマーキングフレームワークは、パフォーマンス、セキュリティ、機能性の各次元においてIFPの体系的評価を可能にし、マルチブロックチェーン相互運用性研究における重要なギャップを埋める。
• プロトタイプのベンチマーキングツールは、設定、バージョン、セットアップ手順の明確なドキュメンテーションにより、再現可能な実験をサポートし、結果の信頼性を確保する。
• GUI拡張により、技術に不慣れなユーザーのアクセス性が著しく向上し、IFP評価における広範なコミュニティ参加が可能になった。
• 公開リポジトリ、フィードバックメカニズム、共有された評価レポートを通じて、コミュニティ主導のベンチマーキングの持続可能なモデルを確立した。
• ICON、AION、WanchainなどのIFPの初期評価結果が公開され、比較のための基準とツールの妥当性を検証する基盤が提供された。
• フレームワークは、IFP開発者やユーザーが結果を公開・比較できるように促進し、エコシステム全体における透明性と継続的改善を促進する。