基于软目标的区块链模式选择决策支持框架

Source: arXiv - 2512.13239v1

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Overview

本文介绍了 BC‑TEAEM，一个决策支持框架，帮助架构师根据业务层面的“软目标”（例如可扩展性、隐私、合规性）选择合适的区块链设计模式。通过将区块链模式的领域本体与多准则决策（MCDM）过程相结合，作者旨在使模式选择过程系统化、透明化且可重复——这在实际项目中往往是临时决定的。

关键贡献

• BC‑TEAEM 框架 将高层业务软目标与具体区块链模式通过形式本体关联起来。
• 混合专家工作流 明确将领域专家（业务方）与技术专家（区块链方）分离，同时确保持续对齐和可追溯性。
• MCDM 集成（使用加权评分）根据捕获的软目标偏好对模式备选方案进行排序。
• 原型决策支持工具 实现该框架并可视化选择过程。
• 实证验证 通过对药品供应链可追溯系统的案例研究，展示框架的实际适用性。

方法论

1. 本体构建 – 作者构建了两个本体：

   • 区块链模式本体：目录化常见模式（例如，基于令牌的访问控制、链下存储、侧链）。
   • 软目标本体：捕获非功能性业务目标，如“高吞吐量”、“低延迟”、“监管可审计性”和“能源效率”。

2. 目标提取与加权 – 领域专家列出项目相关的软目标。技术专家随后分配相对权重（例如，使用成对比较或简单的Likert量表），以表达每个目标的重要程度。

3. 模式映射 – 为每个区块链模式标注其对软目标的影响（正面、中性或负面）。该映射存储在本体中，支持自动推理。

4. 多准则决策 – 框架通过聚合加权软目标影响，为每个模式计算综合得分。对模式进行排名，并将得分最高的模式呈现给架构师。

5. 迭代细化 – 如果初始排名不满意，利益相关者可以调整目标权重或增删目标并重新运行分析，从而促进协作的“通过讨论进行设计”循环。

结果与发现

• 在 制药供应链案例 中，框架识别出 私有许可账本、链下数据锚定 和 基于零知识证明的隐私 组合为最佳模式集，满足公司严格的监管可审计性和数据隐私要求，同时保持交易成本低廉。
• 决策支持工具将模式选择时间从 数周的临时会议 缩短至 不到一天的引导分析。
• 利益相关者报告称，由于推理过程 明确记录且可追溯至业务目标，他们对所选架构的信心更高。

实际意义

• 加速架构设计 – 开发团队可以快速确定符合业务优先级的区块链解决方案，减少昂贵的试错周期。
• 风险缓解 – 通过提前显现权衡（例如隐私与可扩展性），组织可以避免后期重新架构或合规处罚。
• 标准化文档 – 本体驱动的方法生成可重复使用的工件，可进行审计、在项目间共享或集成到治理工具中。
• 工具集成 – 原型可以嵌入现有企业建模平台（如 ArchiMate、BPMN 工具）或 CI/CD 流水线，自动强制模式合规。
• 跨领域可复用性 – 虽然已在制药领域验证，但该框架是领域无关的；任何需要平衡软目标（金融、物联网、物流）的行业都可以以最小的定制采用。

限制与未来工作

• 本体覆盖 – 当前的模式目录仅限于已知模式；新兴构造（例如基于 DAG 的账本、混合共识机制）尚未建模。
• 加权的主观性 – 目标权重依赖专家判断，可能引入偏差；作者建议在未来研究中探索客观指标或众包加权。
• 工具的可扩展性 – 原型仅在单一案例研究中进行测试；在大规模、多项目环境下的性能和可用性仍需评估。
• 目标的动态演进 – 实际项目中软目标常随时间演变；将框架扩展以支持目标的持续重新评估和版本管理是一个开放的研究方向。

底线：BC‑TEAEM 提供了业务意图与区块链工程之间的务实桥梁，将传统上模糊的选择过程转化为透明、可重复且协作的工作流——正是现代开发团队在应对快速扩展的区块链生态时所需的决策支持。

作者

• Eddy Kiomba Kambilo
• Nicolas Herbaut
• Irina Rychkova
• Carine Souveyet

论文信息

• arXiv ID: 2512.13239v1
• 分类: cs.SE
• 发表日期: 2025年12月15日
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