[论文解读] A First Look at Blockchain-based Decentralized Applications

Kaidong Wu, Yun Ma+2 more|arXiv (Cornell University)|Sep 3, 2019

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 48被引用 12

一句话总结

本文首次对基于以太坊的去中心化应用（DApps）进行了全面的实证研究，分析了2018年期间的995个DApps及2980万笔交易。研究发现，DApp的受欢迎程度符合帕累托分布，智能合约主要为单合约结构，且具有常见的使用模式；开源DApps展现出更高的交易量，为开发者、用户和区块链供应商提供了提升DApp效率和成本效益的实用建议。

ABSTRACT

With the increasing popularity of blockchain technologies in recent years, blockchain-based decentralized applications (DApps for short in this paper) have been rapidly developed and widely adopted in many areas, being a hot topic in both academia and industry. Despite of the importance of DApps, we still have quite little understanding of DApps along with its ecosystem. To bridge the knowledge gap, this paper presents the first comprehensive empirical study of blockchain-based DApps to date, based on an extensive dataset of 995 Ethereum DApps and 29,846,075 transaction logs over them. We make a descriptive analysis of the popularity of DApps, summarize the patterns of how DApps use smart contracts to access the underlying blockchain, and explore the worth-addressing issues of deploying and operating DApps. Based on the findings, we propose some implications for DApp users to select proper DApps, for DApp developers to improve the efficiency of DApps, and for blockchain vendors to enhance the support of DApps.

研究动机与目标

• 为解决对基于区块链的去中心化应用（DApps）及其生态系统的全面理解不足的问题。
• 分析不同类别及随时间推移的DApp受欢迎程度分布。
• 研究常见的开发实践，包括开源状态和智能合约组织结构。
• 评估在以太坊区块链上部署和运行DApps的运营成本。
• 基于实证发现，为DApp用户、开发者和区块链供应商提供可操作的建议。

提出的方法

• 收集了995个流行的以太坊DApps数据集，包含5,158个智能合约和29,846,075笔交易日志，时间范围为2018年。
• 使用唯一用户数、交易量和交易频率等指标，对DApp受欢迎程度进行描述性分析。
• 根据开源状态和智能合约架构（如领导者-成员、等价、工厂模式）对DApp开发模式进行分类。
• 量化智能合约的部署和执行成本，比较单合约与多合约DApps的差异。
• 分析交易日志，识别智能合约交互的使用模式及其成本影响。
• 使用统计分析方法，识别各类别中DApp增长、受欢迎程度和经济成本的趋势。

实验结果

研究问题

• RQ1 DApp在不同类别及随时间推移的受欢迎程度如何分布？
• RQ2 DApp设计中的常见开发实践是什么，包括开源状态和智能合约组织结构？
• RQ3 在以太坊区块链上部署和运营DApps的相关成本是什么？
• RQ4 不同的智能合约模式如何影响DApp的性能和成本效率？

主要发现

• DApp的受欢迎程度符合帕累托分布，约20%的DApps贡献了80%的总交易量，其中金融类DApps在市场影响力方面占据主导地位。
• 仅有15.7%的DApps为完全开源，25.0%为完全闭源，且开源DApps的交易量显著更高。
• 75%的DApps仅使用一个智能合约，而多合约DApps主要遵循三种模式：领导者-成员、等价和工厂模式。
• 单合约DApps的平均每个智能合约部署成本低于多合约DApps，其中工厂模式的初始部署成本更高。
• 采用等价模式的DApps避免了工厂合约的开销，与基于工厂的设计相比，可能降低部署成本。
• 高风险类别（如博彩和交易所）中的DApps数量迅速增长，引发了对长期安全性和可持续性的担忧。