Technical Analysis of Reputation Systems based on Blockchain Technologies

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit ist die Analyse eines Reputationssystems, das in einer Blockchain implementiert werden soll. Blockchain ist aktuell ein heißes Thema. Es gibt viel Forschung zur Weiterentwicklung der Technologie und es gibt diverse Projekte die Blockchains in verschiedene Szenarien nutzbar machen. Blockchain als dezentrales System ist sehr leistungsfähig und kann die Organisation von Entitäten und Unternehmen ändern. Es ist ein dezentrales System, welches alle Datensätze registriert, die als „distributed ledger“ verfügbar sind. In dieser Thesis werden Reputationssysteme in Peer-to-Peer-Netzwerken und in Blockchain-Technologien detailliert analysiert. Zunächst wird eine technische Analyse beider Systeme durchgeführt, damit der Leser die Entwicklung und die Anwendung von Reputationssystemen verstehen und nachvollziehen kann. Da Blockchain selbst ist ein Peer-to-Peer-System ist, werden die Vorteile dieser Technologie aufgezeigt. Bisher wurden nur wenige Ansätze in der Forschung zur Implementierung von Reputationen in einem solchen Szenario gemacht, daher gibt es einige wichtige zu beantwortende Fragen wie z.B. Reputationsquantifizierung und Sicherheitsmaßnahmen. Eine Quantifizierung der Reputation ist wichtig, wenn ein Reputationssystem implementiert werden soll. Die Art und Weise, wie Ratings vergeben werden, kann zu einer subjektiven Vorstellung der Beteiligten führen. Ein binäres System ist hilfreich, um unlautere Bewertungen zu vermeiden, unterscheidet jedoch eine zufriedenstellende Transaktion nicht von einer hervorragenden. Am Ende werden Sicherheitsmaßnahmen aufgrund möglicher Angriffe und bösartiger Aktivitäten gegen Blockchain diskutiert. Die Art und Weise, wie das System designt wird, ist entscheidend dafür, ob es zu einer sichereren oder anfälligeren Umgebung führt.

The aim of this thesis is to analyze a reputation system to be implemented in the blockchain. Blockchain is a hot topic and there are plenty of researches and projects to develop it and to apply it to different scenarios. Blockchain as a decentralized system is very powerful and it can change how entities and companies organize themselves. It is a decentralized system that registers all the records, available as a distributed ledger. In this paper reputation systems in Peer-to-peer networks and in Blockchain technologies, with more detail, will be analyzed. First, a technical analysis of both systems will be made so the reader can understand and follow the paper development and the application of reputation systems. Blockchain itself is a Peer-to-peer system, so the advantages of using this technology will be described. Few approaches were made by researchers to implement reputation in such a scenario but there are some questions to answer (reputation quantification and security measures). Quantifying reputation is important when it comes to implementing a reputation system. The way how ratings are attributed can lead to a subjective idea of the involved parties. A binary system is helpful to avoid unfair ratings but at the same time, it does not distinguish a satisfactory transaction from an excellent one. In the end, security measures will be discussed due to possible attacks and malicious activities against Blockchain. The way how the system is designed is crucial leading to a more secure or more vulnerable environment.