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|Name=COOLedger – A COnfiguration toOL for Distributed Ledgers
 
|Name=COOLedger – A COnfiguration toOL for Distributed Ledgers
 
|Name EN=COOLedger – A COnfiguration toOL for Distributed Ledgers
 
|Name EN=COOLedger – A COnfiguration toOL for Distributed Ledgers
|Beschreibung DE=Ziel des Forschungsprojekts ist es, die Auswahl und Konfiguration eines geeigneten verteilten Ledgers durch ein Modell zu unterstützen, das die Abhängigkeiten zwischen DLT-Merkmalen identifiziert und verständlich darstellt. Das Modell wird in einen Prozess eingebettet und als Software implementiert, was das Finden der optimalen Konfiguration von verteilten Ledgern für bestimmte Anwendungen erleichtert.
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|Beschreibung DE=Neben vielen Anwendungen der Distributed Ledger-Technologie (DLT) in Bereichen wie Finanzen oder Internet der Dinge hat jede ihre eigenen spezifischen Anforderungen an die Konfiguration von DLT-Funktionen, wie z.B. hoher Durchsatz oder Anonymität. Aufgrund von Kompromissen zwischen DLT-Eigenschaften (z.B. Verfügbarkeit vs. Konsistenz) wird es kein einheitliches DLT-Design geben, was zu einer stetig wachsenden Anzahl unterschiedlicher DLT-Designs führt. Ein DLT-Design beschreibt eine bestimmte Implementierung eines verteilten Ledgers, z.B. Bitcoin oder Ethereum. Um den spezifischen Anforderungen der verschiedenen Anwendungen gerecht zu werden, sind die Weiterentwicklungen im Bereich DLT derzeit stark anwendungsorientiert, was zu einer ständig steigenden Anzahl von unterschiedlich konfigurierten DLT-Designs führt. Da die meisten DLT-Designs Open Source sind, kann man DLT-Eigenschaften wie Blockgröße oder Blockerstellungsintervall leicht ändern. Wie sich die Neukonfiguration einzelner DLT-Merkmale auf DLT-Clients auswirkt, ist derzeit jedoch unbekannt, da nur eine verstreute Analyse möglicher Nebenwirkungen durch DLT--Konfigurationen erfolgt. Die bisherige Forschung geht kaum über die Analyse der gängigsten Blockchains (z.B. Bitcoin, Ethereum, HyperLedger) hinaus, die für ein tiefes Verständnis der Auswirkungen und Nebenwirkungen von angewandten Konfigurationen von DLT-Merkmalen unerlässlich wären. Besonders die Sicherheitsbewertung wird schwierig, wenn es um neue Technologien wie DLT geht. Aufgrund der Kombination mehrerer Disziplinen der Informatik in der DLT (z.B. verteilte Systeme und Verschlüsselung) weisen DLT-Designs keine offensichtlichen Abhängigkeiten zwischen DLT-Eigenschaften auf, die zu Kompromissen und unerwarteten Nebenwirkungen führen. Beispielsweise geht die hohe Leistung eines DLT-Designs meist zu Lasten des Sicherheitsniveaus. Die aktuelle Forschung rechtfertigt den Kompromiss zwischen Performanz und Sicherheit dadurch, dass die meisten Angriffe auf eine erhöhte Wahrscheinlichkeit von Forks zurückzuführen sind, die auf eine Fehlkonfiguration der Blockgröße und des Blockerstellungsintervalls zurückzuführen ist. Neben Trade-offs, die spezifisch für DLT sein, können bereits etablierte Theorien wie CAP Theorem auf DLT angewendet werden. Trade-Offs zwischen DLT-Eigenschaften beeinträchtigen die Eignung von DLT-Designs für Anwendungen, da immer ein Kompromiss eingegangen werden muss. Aufgrund der derzeit schwierigen Migration verteilten Ledgern von einem DLT-Design zu einem anderen DLT-Design ist die Entscheidung, welches DLT-Design am besten zu den Anforderungen eines bestimmten Anwendungsfalles passt von besonderer Bedeutung. <br><br>Um die Identifizierung einer geeigneten Konfiguration eines DLT-Designs zu unterstützen, zielt dieses Forschungsprojekt auf die Entwicklung eines Modells ab, das die Auswirkungen bestimmter DLT-Eigenschaften auf andere erklärt. Das Modell wird in einer Browseranwendung instanziiert und wird öffentlich nutzbar sein.
 
|Beschreibung EN=Among many applications of Distributed Ledger technology (DLT) in fields such as finance or internet of things, each has its own specific requirements for configuring DLT features, such as high throughput or anonymity. Due to trade-offs between DLT characteristics (e.g., availability vs. consistency), there will not be a one-size-fits-all DLT design, which leads to a steadily growing number of differing DLT designs. A DLT design describes a particular implementation of a distributed ledger, for instance, Bitcoin or Ethereum. To meet the specific requirements of the different applications, advancements in the area of DLT are currently highly application-driven, leading to an ever-increasing number of different configured DLT designs. Since most DLT designs are open source, one can easily change DLT characteristics such as block size or block creation interval. Nevertheless, how the re-configuration of individual DLT characteristics effect DLT clients is currently unknown because there is only scattered analysis of potential side effects caused by DLT design configurations. So far, extant research hardly goes beyond the analysis of most popular blockchains (e.g., Bitcoin, Ethereum, HyperLedger), which would be essential for gaining a deep understanding on implications and side effects resulting from applied configurations of DLT characteristics. Especially security assessment becomes difficult when it comes to emerging technologies such as DLT. Due to the combination of several disciplines of computer science in DLT (e.g., distributed systems and encryption), DLT designs come with not obvious interdependencies between DLT characteristics concluding into trade-offs and unexpected side-effects. For example, high performance of a DLT design mostly comes at the cost of its level of security. Current research justifies the trade-off between performance and security by the fact that most attacks result from an increased likelihood of forks, which is a result of a misconfiguration of block size and block creation interval. Besides trade-offs between DLT characteristics already established theories such as CAP Theorem can be applied to DLT. Trade-offs between DLT characteristics impair suitability of DLT designs, because one must always make a compromise. Due to the current lack of migratibility of data stored on a distributed ledger from one DLT design to another DLT design, the decision of which DLT design is best fitting to the requirements of a given use case is crucial. <br><br>To support the identification of an appropriate configuration of a DLT design this research projects aims at the development of a model that explains effects of particular DLT characteristics on others. The model will be instantiated in a browser application and will be publicly usable.
 
|Beschreibung EN=Among many applications of Distributed Ledger technology (DLT) in fields such as finance or internet of things, each has its own specific requirements for configuring DLT features, such as high throughput or anonymity. Due to trade-offs between DLT characteristics (e.g., availability vs. consistency), there will not be a one-size-fits-all DLT design, which leads to a steadily growing number of differing DLT designs. A DLT design describes a particular implementation of a distributed ledger, for instance, Bitcoin or Ethereum. To meet the specific requirements of the different applications, advancements in the area of DLT are currently highly application-driven, leading to an ever-increasing number of different configured DLT designs. Since most DLT designs are open source, one can easily change DLT characteristics such as block size or block creation interval. Nevertheless, how the re-configuration of individual DLT characteristics effect DLT clients is currently unknown because there is only scattered analysis of potential side effects caused by DLT design configurations. So far, extant research hardly goes beyond the analysis of most popular blockchains (e.g., Bitcoin, Ethereum, HyperLedger), which would be essential for gaining a deep understanding on implications and side effects resulting from applied configurations of DLT characteristics. Especially security assessment becomes difficult when it comes to emerging technologies such as DLT. Due to the combination of several disciplines of computer science in DLT (e.g., distributed systems and encryption), DLT designs come with not obvious interdependencies between DLT characteristics concluding into trade-offs and unexpected side-effects. For example, high performance of a DLT design mostly comes at the cost of its level of security. Current research justifies the trade-off between performance and security by the fact that most attacks result from an increased likelihood of forks, which is a result of a misconfiguration of block size and block creation interval. Besides trade-offs between DLT characteristics already established theories such as CAP Theorem can be applied to DLT. Trade-offs between DLT characteristics impair suitability of DLT designs, because one must always make a compromise. Due to the current lack of migratibility of data stored on a distributed ledger from one DLT design to another DLT design, the decision of which DLT design is best fitting to the requirements of a given use case is crucial. <br><br>To support the identification of an appropriate configuration of a DLT design this research projects aims at the development of a model that explains effects of particular DLT characteristics on others. The model will be instantiated in a browser application and will be publicly usable.
 
|Kontaktperson=Ali Sunyaev, Niclas Kannengießer
 
|Kontaktperson=Ali Sunyaev, Niclas Kannengießer

Version vom 8. Juli 2019, 07:29 Uhr

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COOLedger – A COnfiguration toOL for Distributed Ledgers


Kontaktperson: Ali SunyaevNiclas Kannengießer





Projektstatus: aktiv


Beschreibung

Neben vielen Anwendungen der Distributed Ledger-Technologie (DLT) in Bereichen wie Finanzen oder Internet der Dinge hat jede ihre eigenen spezifischen Anforderungen an die Konfiguration von DLT-Funktionen, wie z.B. hoher Durchsatz oder Anonymität. Aufgrund von Kompromissen zwischen DLT-Eigenschaften (z.B. Verfügbarkeit vs. Konsistenz) wird es kein einheitliches DLT-Design geben, was zu einer stetig wachsenden Anzahl unterschiedlicher DLT-Designs führt. Ein DLT-Design beschreibt eine bestimmte Implementierung eines verteilten Ledgers, z.B. Bitcoin oder Ethereum. Um den spezifischen Anforderungen der verschiedenen Anwendungen gerecht zu werden, sind die Weiterentwicklungen im Bereich DLT derzeit stark anwendungsorientiert, was zu einer ständig steigenden Anzahl von unterschiedlich konfigurierten DLT-Designs führt. Da die meisten DLT-Designs Open Source sind, kann man DLT-Eigenschaften wie Blockgröße oder Blockerstellungsintervall leicht ändern. Wie sich die Neukonfiguration einzelner DLT-Merkmale auf DLT-Clients auswirkt, ist derzeit jedoch unbekannt, da nur eine verstreute Analyse möglicher Nebenwirkungen durch DLT--Konfigurationen erfolgt. Die bisherige Forschung geht kaum über die Analyse der gängigsten Blockchains (z.B. Bitcoin, Ethereum, HyperLedger) hinaus, die für ein tiefes Verständnis der Auswirkungen und Nebenwirkungen von angewandten Konfigurationen von DLT-Merkmalen unerlässlich wären. Besonders die Sicherheitsbewertung wird schwierig, wenn es um neue Technologien wie DLT geht. Aufgrund der Kombination mehrerer Disziplinen der Informatik in der DLT (z.B. verteilte Systeme und Verschlüsselung) weisen DLT-Designs keine offensichtlichen Abhängigkeiten zwischen DLT-Eigenschaften auf, die zu Kompromissen und unerwarteten Nebenwirkungen führen. Beispielsweise geht die hohe Leistung eines DLT-Designs meist zu Lasten des Sicherheitsniveaus. Die aktuelle Forschung rechtfertigt den Kompromiss zwischen Performanz und Sicherheit dadurch, dass die meisten Angriffe auf eine erhöhte Wahrscheinlichkeit von Forks zurückzuführen sind, die auf eine Fehlkonfiguration der Blockgröße und des Blockerstellungsintervalls zurückzuführen ist. Neben Trade-offs, die spezifisch für DLT sein, können bereits etablierte Theorien wie CAP Theorem auf DLT angewendet werden. Trade-Offs zwischen DLT-Eigenschaften beeinträchtigen die Eignung von DLT-Designs für Anwendungen, da immer ein Kompromiss eingegangen werden muss. Aufgrund der derzeit schwierigen Migration verteilten Ledgern von einem DLT-Design zu einem anderen DLT-Design ist die Entscheidung, welches DLT-Design am besten zu den Anforderungen eines bestimmten Anwendungsfalles passt von besonderer Bedeutung.

Um die Identifizierung einer geeigneten Konfiguration eines DLT-Designs zu unterstützen, zielt dieses Forschungsprojekt auf die Entwicklung eines Modells ab, das die Auswirkungen bestimmter DLT-Eigenschaften auf andere erklärt. Das Modell wird in einer Browseranwendung instanziiert und wird öffentlich nutzbar sein.


Involvierte Personen
Ali SunyaevNiclas Kannengießer


Informationen

bis: k.A.
Finanzierung: Helmholtz Gemeinschaft; Russian Science Foundation (RSF)


Partner

Higher School of Economics (HSE)


Forschungsgruppe

Critical Information Infrastructures


Forschungsgebiet

COOLedger (Blockchain)





Publikationen zum Projekt
 - book
 - incollection
 - booklet
 - proceedings
 - phdthesis
 - techreport
 - deliverable
 - manual
 - misc
 - unpublished






article
Niclas Kannengießer, Sebastian Lins, Tobias Dehling, Ali Sunyaev
Trade-Offs Between Distributed Ledger Technology Characteristics
ACM Computing Surveys, 53, (2), Seiten 42:1-42:37, Mai, 2020
(Details)


Markus Lücking, Niclas Kannengießer, Maurice Kilgus, Till Riedel, Michael Beigel, Ali Sunyaev, Wilhelm Stork
The Merits of a Decentralized PollutionMonitoring System based on Distributed Ledger Technology
IEEE Access, November, 2020
(Details)


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inproceedings
Sergey Smetanin, Aleksandr Ometov, Niclas Kannengiesser, Benjamin Sturm, Mikhail Komarov, Ali Sunyaev
Modeling of Distributed Ledgers: Challenges and Future Perspectives
22nd IEEE International Conference on Business Informatics (IEEE CBI2020), IEEE, Juni, 2020
(Details)


Robin Lamberti, Christian Fries, Markus Lücking, Raphael Manke, Niclas Kannengießer, Benjamin Sturm, Mikhail M. Komarov, Wilhelm Stork, Ali Sunyaev
An Open Multimodal Mobility Platform Based on Distributed Ledger Technology
Internet of Things, Smart Spaces, and Next Generation Networks and Systems, Springer International Publishing, August, 2019
(Details)


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