[论文解读] A First Step in the Co-Evolution of Blockchain and Ontologies: Towards Engineering an Ontology of Governance at the Blockchain Protocol Level

Henry Kim, Marek Laskowski+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 6, 2018

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 8被引用 5

一句话总结

本文提出了一种治理本体，作为区块链协议层面智能合约中的元数据标签嵌入，以以太坊上的The DAO为案例研究。它提出了一套基础框架，用于区块链与本体的共同演进，通过在区块链代码中直接建模治理规则，实现语义互操作性，从而弥合协议级互操作性与语义级互操作性目标之间的鸿沟。

ABSTRACT

At the beginning of 2018, there is a growing belief that blockchain technologies constitute a revolutionary innovation in how we transfer value electronically. In that vein, blockchain may be a suitable complement to ontologies to achieve a big part of the vision of the semantic Web by Tim Berners-Lee. We believe that if this complementarity is to be achieved blockchain and ontologies must co-evolve. In this paper, we focus on what and how to engineer models, methods, designs, and implementations for this co-evolution. As a first step in this co-evolution, we propose a conceptual design of a governance ontology represented as meta-data tags to be embedded and instantiated in a smart contract at the blockchain protocol level. We develop this design by examining and analyzing smart contracts from the infamous The DAO experiment on the Ethereum blockchain. We believe there are two contributions of this paper: it serves to inform and implore the blockchain and ontology communities to recognize and collaborate with each other; and it outlines a roadmap for engineering artifacts to bridge the gap between blockchain community focus on protocol-level blockchain interoperability and the ontology community focus on semantic-level interoperability.

研究动机与目标

• 为区块链与本体社区建立协作基础，以实现相互促进。
• 通过工程化成果填补协议级区块链互操作性与语义级互操作性之间的鸿沟。
• 提出一种可于区块链协议层面实例化的治理本体概念设计。
• 展示如何正式建模治理规则，并作为元数据嵌入智能合约中。

提出的方法

• 分析以太坊区块链上The DAO智能合约，以提取与治理相关的模式与结构。
• 使用语义网标准设计治理本体，以表示决策规则与角色。
• 将本体作为元数据标签嵌入智能合约中，以实现机器可读的治理逻辑。
• 使用形式化建模技术，确保治理规则在区块链交易中的一致性与可追溯性。
• 将治理概念如投票、法定人数与权限映射到本体结构中，以实现标准化。
• 提出将基于本体的治理集成到区块链协议设计与智能合约开发中的路线图。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何使用本体结构在区块链系统中正式建模治理规则？
• RQ2 在协议层面，何种机制可实现区块链技术与语义本体的共同演进？
• RQ3 如何将治理元数据嵌入智能合约中，以同时确保机器可读性与人类可理解性？
• RQ4 哪些关键治理原原子可被抽象为可重用的本体，以应用于区块链应用？
• RQ5 在智能合约中集成本体如何提升不同区块链平台之间的互操作性？

主要发现

• 该研究成功识别出The DAO中的核心治理原原子（如投票、法定人数与基于角色的访问控制），并可将其形式化为本体。
• 提出了一套治理本体的概念设计，通过直接将元数据标签嵌入智能合约以表示治理逻辑。
• 该方法实现了对治理规则的语义解释，增强了基于区块链决策的透明度与可审计性。
• 本文证明，在协议层面嵌入本体可同时支持机器处理与人类对治理机制的理解。
• 该研究为未来在异构区块链系统之间实现互操作治理模型奠定了基础。
• 该研究勾勒出将语义技术集成到区块链协议设计中的可行路线图，促进长期可扩展性与标准化。