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A microservice-based execution logic for blockchain systems
Florian Jaklitsch
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Informatik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Informatik
Betreuer*in
Wolfgang Klas
DOI
10.25365/thesis.65396
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-24712.60966.789072-5
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Blockchain ist ein dezentralisiertes System mit einer verteilten Datenbank. Es bildet ein Netzwerk bestehend aus unterschiedlichen Geräten, die alle ein Abbild der gemeinsamen Datenbank besitzen. Diese Geräte sind sich untereinander über den globalen Status der Datenbank einig. Änderungen am Status der Datenbank werden durch Transaktionen ausgeführt. Diese Transaktionen werden in Blöcken festgeschrieben, über die anschließend ein kryptographischer Sicherungswert
errechnet wird. Jeder Block beinhaltet den Sicherungswert des vorhergehenden Blocks. Somit sind alle Blöcke kryptographisch verkettet und alle Transaktionen unveränderbar gespeichert.
Smart Contracts ermöglichen das Ausführen von Programmen auf der Blockchain. Damit ist es möglich, verteilte und gleichzeitig sichere Anwendungen zu entwickeln. Allerdings sind die Datenverarbeitungskapazitäten von Smart Contracts oftmals sehr beschränkt. Die Beschränkungen sind einerseits begründet durch Hardwaregrenzen und andererseits durch designspezifische Faktoren der Blockchain.
In dieser Arbeit wird ein neuer Ansatz einer cloudbasierten Ausführungseinheit
für Blockchain Systeme präsentiert. Damit werden Smart Contracts nicht mehr lokal sondern in hoch performanten Cloud Umgebungen ausgeführt.
Der erste Teil der Arbeit umfasst eine umfangreiche Einführung in den technischen Hintergrund und den aktuellen Stand der Blockchain Technologie. Der zweite Teil präsentiert das Design und die Implementierung einer Blockchain mit einer Ausführungseinheit basierend auf Microservices in der Cloud. Abschließend werden die Ergebnisse experimenteller Analysen sowie die mögliche Bedeutung des präsentierten Ansatzes für zukünftige Entwicklungen und besonders für den Internet-Of-Things Bereich diskutiert.
Abstract
(Englisch)
A blockchain is a decentralized system running a transactional distributed database. It consists of a group of nodes where each node holds a replication of the database. These nodes are maintaining and agreeing on a set of global states stored in the database. Changes and updates on the states are made by transactions, which are all logged in blocks. Every block is linked with the previous block by including its cryptographic hash so that all transactions on the database states are immutably logged in the blockchain.
Smart contracts allow us to write and execute programming code on blockchain systems which makes it possible to create replicated and secure applications. With regard to data processing capabilities, however, the potentialities of smart contracts are often very limited. The constraints are due to hardware limitations on the one hand and factors specific to blockchain design on the other hand.
In this thesis, a new approach is introduced by redesigning the execution
process and implementing the execution environment as a microservice running in a high-performance cloud infrastructure.
The first part surveys the background and state of the art in blockchain technology. The second part presents the design and implementation of a blockchain with a microservice-based execution environment built on Ethereum as an established blockchain system. Finally, an experimental analysis is performed and the possible impact of the presented approach with a focus on Internet-Of-Things devices is discussed.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
blockchain Ethereum Ethereum Virtual Machine cloudbased execution logic microservices smart contracts
Schlagwörter
(Deutsch)
Blockchain Ethereum Ethereum Virtual Machine cloudbasierte Ausführungseinheit Microservices Smart Contracts
Autor*innen
Florian Jaklitsch
Haupttitel (Englisch)
A microservice-based execution logic for blockchain systems
Paralleltitel (Deutsch)
Eine Microservice-basierte Ausführungseinheit für Blockchain Systeme
Publikationsjahr
2020
Umfangsangabe
100 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Wolfgang Klas
Klassifikation
54 Informatik > 54.99 Informatik: Sonstiges
AC Nummer
AC16259298
Utheses ID
57921
Studienkennzahl
UA | 066 | 921 | |