Community blockchain interaction patterns

Abstract

Ausgelöst durch den Kryptowährungs-Boom der letzten Jahre erfreut sich die darunterliegende Blockchain-Technologie größter Beliebtheit. Dies liegt nicht zuletzt an den inhärenten Eigenschaften der Technologie, wie beispielsweise Dezentralisierung, Transparenz, Unveränderlichkeit der Daten, öffentliche Überprüfbarkeit, Nicht-Abstreitbarkeit, Integrität, Datenschutz und gleiches Recht für alle. Die Blockchain ermöglicht verteilte Datenhaltung zwischen nicht vertrauenswürdigen Parteien in einem verteilten Netzwerk, ohne die Notwendigkeit einer zentralen Instanz. Angetrieben von den vielversprechenden Möglichkeiten investieren viele Firmen unsummen in neue Blockchain Projekte. Dadurch stieg die Anzahl an neuen Blockchain Systemen, allen voran Permissioned Blockchains. Diese haben die Eigenschaft, den Netzwerkzugriff zu beschränken, wodurch sie vor allem für den Einsatz im Firmenbereich gut geeignet sind. Mit der steigenden Anzahl verschiedener Systeme wird es zunehmend schwerer für alle Anforderungen eine geeignete Blockchain-Technologie zu finden. Diese Arbeit illustriert eine pattern-basierte Methodik zur Evaluierung eines bestimmten Blockchain-Ansatzes für eine Anwendung. Ausgehend von kollaborativen Community Anwendungen und der dazugehörigen Use Cases werden sechs Community Blockchain Interaction Patterns abgeleitet. Die Arbeit zeigt weiters, wie sich bestehende Permissioned Blockchain Systeme anhand der Patterns analysieren lassen. Das Ergebnis dieser Analyse zeigt deutliche Unterschiede bei der Unterstützung der Patterns. Abschließend wird gezeigt, dass die entwickelten Patterns in Anwendungen aus verschiedensten Industriezweigen anwendbar sind.

Encouraged by the cryptocurrency boom of recent years, the underlying blockchain technology enjoys great popularity. This is reasoned by the inherent properties of the technology, such as decentralization, transparency, immutability, public verifyability, non-repudiation, integrity, privacy and equal rights. The blockchain enables distributed data management between untrusted parties in a distributed network, without the need of a central authority. Driven by the promising opportunities, many companies are investing large sums into new blockchain projects. This increased the number of new blockchain systems, especially permissioned blockchains. Permissioned blockchains restrict the access to the network, making them particularly well suited for use in the corporate sector. As the number of systems increases, it becomes more difficult to find a suitable blockchain technology for all requirements. This thesis illustrates a pattern-based methodology for evaluating the suitability of a particular blockchain approach for a given application. Based on collaborative community applications and the associated use cases, six community blockchain interaction patterns are derived. Furthermore, the work shows how existing permissioned blockchain systems can be analyzed using these patterns. The result of this analysis shows significant differences in how well the systems support the implementation of the patterns. Finally, it is shown that the proposed patterns can be used in applications across various industries.