[论文解读] 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 46

一句话总结

本文从区块链视角定义了 Web3，确定了十二种架构设计，并使用架构权衡方法对它们进行评估，显示 Web3 依赖传统互联网基础设施，并突出安全性与实用性差距。

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.

研究动机与目标

• 聚焦区块链视角下的协议、架构和评估来澄清“Web3”一词。
• 提取并对 Web3 服务的架构设计类型进行分类。
• 基于多维区块链属性和利益相关方受益对架构进行评估。
• 讨论 Web3 的机遇、挑战及未来发展方向。
• 为 Web3 服务开发提供实用指南和知识基础。

提出的方法

• 提取一个可运行的 Web3 协议，定义实体（用户、服务提供商、区块链维护者）以及具体的交易工作流。
• 将 Web3 服务分解为三个解耦组件（客户端、计算、存储）以及三种处理路径（链上、链下、混合）。
• 将三轴上的组件选择组合识别为十二种架构设计类型。
• 采取受 ATAM 启发的评估框架，使用性能、可扩展性、成本、安全、匿名性、保密性、可用性和易用性等指标。
• 给出一个正在进行的 NFT 销售场景，以说明不同设计类型之间的权衡。

实验结果

研究问题

• RQ1 什么构成一个精确定义或以区块链为中心的 Web3 模型？
• RQ2 Web3 服务的完整架构设计空间选项有哪些？
• RQ3 不同的 Web3 架构在关键质量属性方面的表现如何，谁从每种设计中获益？
• RQ4 Web3 部署和标准化面临的机遇与挑战是什么？

主要发现

• 通过将三种组件（客户端、计算、存储）与三种数据处理路径（链上、链下、混合）相结合，识别出十二种 Web3 架构设计。
• 在当前基础设施下，理想的仅链上的 Web3 架构在可扩展性、成本和隐私方面存在缺陷。
• 混合型和代理驱动的架构在性能和可扩展性方面更出色，但引入了集中的信任问题。
• 混合存储设计提高性能、降低成本，但依赖链下数据可用性并存在潜在的单点故障。
• 评估表明 Web3 服务尚未独立于传统互联网基础设施，需要在安全、隐私和可用性之间进行谨慎设计。