[论文解读] PubChain: A Decentralized Open-Access Publication Platform with Participants Incentivized by Blockchain Technology

Taotao Wang, Soung Chang Liew+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 1, 2019

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 26被引用 6

一句话总结

PubChain 提出了一种去中心化、开放获取的学术出版平台，利用区块链和 IPFS 技术消除付费墙和信息孤岛，通过基于信用的奖励机制激励作者、审稿人和读者。该平台通过以太坊上的智能合约实现防篡改、透明的出版与评审工作流程，已实现功能原型并经模拟验证具备抵御欺诈行为的能力。

ABSTRACT

We design and implement Publication Chain (PubChain), a decentralized open-access publication platform built on decentralized and distributed technologies of blockchain and IPFS peer-to-peer file sharing systems. The existing publication platforms have some severe drawbacks. First, instead of promoting widespread knowledge sharing, access to publications on the platforms owned by publishers is often on a fee basis. This drawback of pay wall prevents researchers from "standing on the shoulders of giants". Moreover, the peer review process on most all existing publication platforms (including both open-access and publisher platforms) is prone to be ineffective, since there is no proper incentive to reviewers for performing high-qualified reviews. PubChain is an alternative platform to the existing publication venues aiming to address their drawbacks. No central third-party owns the contents (i.e., papers and reviews) of PubChain. Exploiting blockchain technology, we devise an elaborate incentive scheme on PubChain to incentivize key stakeholders (i.e., authors, readers and reviewers) to participate publication activities on PubChain in a substantive manner by earning credits and rewards through self-motivated interactions. We have performed simulations to investigate the robustness of our proposed incentive scheme against fraudulent publications and reviews. We also have implemented a prototype of PubChain to demonstrate its key concepts.

研究动机与目标

• 解决集中式学术出版平台的局限性，包括付费墙、信息孤岛以及因缺乏激励而导致的无效同行评审。
• 通过消除集中控制和所有权，实现学术出版物的自由、开放和去中心化访问。
• 设计并实现一种基于区块链的激励机制，奖励作者、审稿人和读者对平台的实质性贡献。
• 利用 IPFS 进行文件存储、区块链实现元数据不可篡改性，确保学术内容的完整性和持久性。
• 构建并评估一个功能原型系统，证明去中心化、激励驱动的学术出版的可行性。

提出的方法

• 利用区块链技术（特别是以太坊）通过智能合约存储学术论文和评审的不可篡改元数据。
• 使用 IPFS（星际文件系统）分发并持久存储全文论文、代码和多媒体内容，以内容寻址哈希作为标识符。
• 通过 JSON-RPC 交互部署智能合约系统，管理论文提交、所有权追踪、评审提交和评审打分。
• 实施基于信用的激励机制，奖励参与者在论文提交、同行评审和互动方面的贡献，奖励记录于链上。
• 采用双向锚定机制，将捐赠的加密货币锁定在主区块链的特殊地址中，确保长期财务可持续性，且无盈利动机。
• 通过模拟评估激励机制对欺诈性提交和低质量评审的鲁棒性，验证系统对 Sybil 攻击和垃圾信息攻击的抗性。

实验结果

研究问题

• RQ1 去中心化的出版平台如何消除付费墙并确保学术文献的自由、开放获取？
• RQ2 基于区块链的激励机制在多大程度上能提升学术出版中同行评审的质量和可靠性？
• RQ3 基于 IPFS 和区块链构建的去中心化系统能否实现学术内容的持久、防篡改存储与检索？
• RQ4 所提出的基于信用的激励机制在多大程度上能有效激励作者、审稿人和读者的持续参与？
• RQ5 在无集中控制的非营利性开放获取学术出版平台中，构建此类平台面临的关键技术和经济挑战是什么？

主要发现

• PubChain 原型系统成功演示了使用以太坊智能合约和 IPFS 实现论文发布、元数据存储和评审提交的核心功能。
• 该系统实现了无需依赖中心化权威或出版商的去中心化、持久且可验证的出版与评审工作流程。
• 模拟结果证实，所提出的激励机制对欺诈性提交和低质量评审具有鲁棒性，确保了系统的完整性。
• 平台通过实现跨不同领域和机构的全球统一访问，消除了信息孤岛。
• 双向锚定技术成功将捐赠的加密货币锁定在不可花费的地址中，确保了无盈利提取的财务可持续性。
• 该项目被设计为非营利性倡议，依赖志愿者贡献和社区倡导实现扩展，开发团队不获取任何经济补偿。