Eblocbroker: An autonomous blockchain-based computational broker for e-science
Eblocbroker: E-bilim için otonom blokzincir tabanlı hesaplama servis sağlayıcısı
- Tez No: 909276
- Danışmanlar: PROF. DR. CAN ÖZTURAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 118
Özet
Blokzincir altyapıları yeni bir teknoloji olarak ortaya çıkmış ve kripto paraların ve akıllı kontratların gerçekleştirilmesine yol açmıştır. Blokzincir altyapıları açık, kamusal yapıları ve güvenilir bir şekilde genel erişilebilirlikleri nedeniyle e-Bilim'de çok çeşitli uygulama alanlarına sahip olabilirler. Biz bu tezde eBlocBroker adlı, e-Bilim için hesaplama gücü satışı ve veri kaynakları sağlama amacıyla otonom bir blokzincir tabanlı ara katman yazılımını öneriyor ve uyguluyoruz. eBlocBroker, Ethereum tabanlı özel bir blokzincir (Bloxberg) aracılığıyla talepleri sağlayıcılara bağlar ve B2DROP, IPFS veya Google Drive gibi bulut depolama hizmetlerini kullanır. Bu tezde, bir akıllı kontratın veri ve hesaplama yoğun araştırmalar için bir pazar yeri nasıl oluşturabileceğini gösteriyoruz. Akıllı kontratta, hesaplama, transfer, depolama ve önbellek kullanım maliyetlerini hesaplayan ve kaydeden bir maliyet modeli öneriyoruz. Bir Python tabanlı sistem, eBlocBroker ile iletişim kurar ve sağlayıcının tarafında iş yürütmesini düzenler. Biz bu tezde eBlocBroker'ın özelliklerini, altyapısını, uygulamasını, algoritmalarını ve deneysel sonuçlarını sunduk. Ayrıca, iş akışlarını küme bilgi işlem sağlayıcılarına dağıtan Ethereum blokzincir tabanlı bir bilimsel iş akışı yürütme yöneticisi sunuyoruz. Bu tezde, eBlocBroker'ı blokzincir aracılığıyla dağıtılmış iş akışı yürütmesi için genişlettik ve çeşitli testlerle etkinliğini gösterdik. Son olarak, merkezi olmayan otonom bir yazılım organizasyon modeli ve yazılım kullanımını kaydetmek, proje finansmanı sağlamak ve oylama mekanizmaları sunmak için AutonomousSoftwareOrg adlı bir akıllı kontrat tanıtıyoruz. Ayrıca, yazılım yürütmeleri ve bunların veri dosyaları işlemsel olarak kaydedilebilir, bu da analiz için yürütme grafiklerinin oluşturulmasını sağlar. Bu tezde giriş/çıkış verilerinin ve yazılım yürütmelerinin bir VE/VEYA grafik modeli sunduk.
Özet (Çeviri)
Blockchain infrastructures have emerged as disruptive technology, enabling cryptocurrencies and smart contracts. They can have a wide range of application areas in e-Science due to their open, public nature and global accessibility in a trustless manner. We propose and implement eBlocBroker, an autonomous blockchain-based middleware for selling computing power and providing data resources for eScience. eBlocBroker connects requesters with providers via an Ethereum-based private blockchain (Bloxberg) and uses cloud storage like B2DROP, IPFS, or Google Drive. In this thesis, we demonstrate how a smart contract can deploy a marketplace for data and computation-intensive research. We propose a cost model in the smart contract to calculate and record computation, transfer, storage, and cache usage costs. A Pythonbased system communicates with eBlocBroker and orchestrates job execution on the provider's end. We present eBlocBroker's features, infrastructure, implementation, algorithms, and experimental results. We also contribute an Ethereum blockchain-based scientific workflow execution manager that distributes workflows to cluster computing providers. We extended eBlocBroker for distributed workflow execution via blockchain, demonstrating its effectiveness through various tests. Finally, we introduce a decentralized autonomous software organization model and the AutonomousSoftwareOrg smart contract, providing project funding, voting mechanisms, and recordkeeping for software usage. Furthermore, software executions and their data files can be transactionally recorded, enabling the construction of execution graphs for analysis. A model of input/output data and software executions is presented using an AND/OR graph.