Conceptualizing and implementing a transactional model for cross-chain smart contract invocations

Abstract

The trustless nature of smart contracts and blockchains make them interesting for use between organizations, where the participants do not want to blindly trust each others. Often such processes between organizations need to be implemented as business transactions. The rapid development in blockchain technology has lead to a big variety of different blockchains, with different properties and feature sets. If two businesses that use different blockchains want to interact with each other, this leads to business transactions, involving smart contract invocation over different blockchains. The transaction semantics of such cross chain smart contract invocations are unclear. In this thesis we present an adjusted saga pattern as transaction model for cross chain smart contract invocations. We further present a BPMN extension that allows us to utilize the capabilities of existing process engines for the saga pattern, and allows for integration of cross chain smart contract invocations in existing processes.

Smart Contracts und Blockchains verlangen nur eingeschränktes Vertrauen von Seiten des Nutzers. Das macht ihren Einsatz in Prozessen zwischen Organisationen zu einer interessanten Möglichkeit, wenn sich die Beteiligten nicht gegenseitig blind vertrauen wollen. Solche Prozesse zwischen Organisationen müssen oft als Business Transaktionen implementiert werden.Die rasante Entwicklung im Feld der Blockchain Technologien hat zu einer großen Menge verschiedener Blockchains mit verschiedenen Eigenschaften und Funktionen geführt. Wollen zwei Organisationen, die unterschiedliche Blockchains nutzen, miteinander interagieren, kann dies zu Business Transaktionen führen, die Smart Contracts auf diesen verschiedenen Blockchains enthalten. Die Transaktionseigenschaften solcher Cross Chain Smart Contract Invocations sind nicht ausreichend untersucht. In dieser Arbeit präsentieren wir ein angepasstes Saga Pattern als Transaktionsmodel für Cross Chain Smart Contract Invocations. Außerdem präsentieren wir eine BPMN Erweiterung, die es ermöglicht, existierende Process Engines zur Implementierung des Saga Pattern einzusetzen. Zusätzlich ermöglicht dieses Vorgehen die Integration von Cross Chain Smart Contract Invocations in existierende Prozesse.