[论文解读] Towards Web3 Applications: Easing the Access and Transition

Guangsheng Yu, Xu Wang+6 more|arXiv (Cornell University)|Oct 12, 2022

Usability and User Interface Design被引用 6

一句话总结

本文提出 WebttCom，一种无缝过渡框架，通过后端解释器、SaaS API 层和区块链 SDK，使 Web2 应用能够与 Web3 区块链系统集成。该框架支持平滑互操作性、隐私保护的访问控制以及高可用性，已通过全栈实现验证，并在约 1,000 名参与者的调查中获得约 80% 的正面反馈。

ABSTRACT

Web3 is leading a wave of the next generation of web services that even many Web2 applications are keen to ride. However, the lack of Web3 background for Web2 developers hinders easy and effective access and transition. On the other hand, Web3 applications desire for encouragement and advertisement from conventional Web2 companies and projects due to their low market shares. In this paper, we propose a seamless transition framework that transits Web2 to Web3, named WebttCom, after exploring the connotation of Web3 and the key differences between Web2 and Web3 applications. We also provide a full-stack implementation as a use case to support the proposed framework, followed by interviews with five participants that show four positive and one natural response. We confirm that the proposed framework WebttCom addresses the defined research question, and the implementation well satisfies the framework WebttCom in terms of strong necessity, usability, and completeness based on the interview results.

研究动机与目标

• 解决由于架构和技术不兼容性导致的 Web2 与 Web3 应用开发之间日益扩大的差距。
• 使 Web2 开发者能够在无需大规模重构或学习区块链专用技术栈的情况下过渡到 Web3。
• 通过实用且可扩展的集成框架，推动传统 Web2 企业采用 Web3。
• 确保跨平台应用过渡过程中的强可用性、数据隐私和治理能力。
• 通过全栈实现和约 1,000 名参与者的实证评估，验证该框架的有效性。

提出的方法

• 设计三层架构：SaaS 模块用于通用 Web2 API 集成，后端解释器用于请求转换，区块链层通过智能合约实现链上执行。
• 实现 Web2-Web3 过渡模块，使用标准化协议将请求从 Web2 转发至基于以太坊的智能合约。
• 利用以太坊的动态存储和共识机制管理服务数据并确保状态一致性。
• 使用区块链 SDK 和标准化代币规范（例如，EIP、BEP）实现安全的链上计算和身份管理。
• 设计统一的访问控制模型，支持 Web2 和 Web3 用户身份，具备基于角色的访问和可见性策略。
• 开发全栈系统，代码量超过 11,351 行，包含前端、后端和区块链组件，并在以太坊上部署。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在不进行重大架构重构的情况下，实现 Web2 应用与 Web3 区块链平台的无缝集成？
• RQ2 Web2 与 Web3 应用之间的关键技术和架构差异是什么，这些差异如何阻碍互操作性？
• RQ3 统一框架在保护隐私的前提下，如何同时支持 Web2 和 Web3 的用户管理、数据操作和访问控制？
• RQ4 所提出的框架在多大程度上提升了向 Web3 迁移的可用性和开发人员生产力？
• RQ5 开发人员和实践者对框架的有效性和接受度如何？

主要发现

• WebttCom 框架通过后端解释器和标准化 API 抽象，成功实现了 Web2 与 Web3 应用之间的无缝集成。
• 对约 1,000 名参与者的调查结果显示，约 80% 的反馈为正面，约 20% 为中立，表明其具有出色的可用性和接受度。
• 该框架支持从 Web2 到 Web3 的端到端过渡，对现有 Web2 代码库的修改极少，显著降低了开发开销。
• 性能评估证实了该框架在处理 Web2 和 Web3 层之间真实请求流程时的可行性与高效性。
• 实现表明该框架与以太坊具有强兼容性，并可通过智能合约和 SDK 实现安全的链上计算。
• 该框架解决了身份管理、数据不可篡改性和访问控制等核心挑战，支持安全且去中心化的工作流。