이더리움 샤딩에서 로드 밸런싱에 최적화된 계정 재배치 (Account Relocation for Optimization Load Balancing in Ethereum Sharding)

서지정보

· 발행기관 : 사단법인 한국융합기술연구학회
· 수록지 정보 : 아시아태평양융합연구교류논문지 / 9권 / 10호 / 1 ~ 13페이지
· 저자명 : 이연주, 정익래, 노건태

초록

기존 블록체인 시스템은 합의를 통한 블록 생성 방식으로 대용량 데이터 처리에 대한 확장성 문제가 존재한다. 온 체인 솔루션인 샤딩은 메인 네트워크를 샤드라고 불리는 여러 서브 네트워크로 분할하여 트랜잭션을 병렬로 처리함으로써 블록체인 확장성을 향상시키는 신흥기술이다. 그러나, 샤딩은 서로 다른 두 샤드간의 트랜잭션인 CST와 로드 불균형 문제가 존재한다. 이는 두 샤드간의 복잡한 통신으로 네트워크 지연, 대기시간 및 수수료 증가 등의 문제를 야기하므로 블록체인의 처리량을 확장하기 위해서는 문제를 해결해야 한다. 본 연구에서는 샤딩의 로드 불균형 문제를 해결하기 위해 로드 밸런싱에 최적화된 계정 재배치 기법을 제안한다. 우리는 시뮬레이션 실험을 통해 기존 기법들과 비교하여 로드 밸런싱 정도를 측정하였으며, 기존 대비 최적화된 로드 밸런싱을 확인하였다.

영어초록

Existing blockchain system face scalability issues when processing massive amounts of data. These issues primarily arise due to their consensus based block generation methods. Sharding has emerged as a promising on chain solution to enhance the scalability of blockchain. This technology increases throughput by dividing the main network into several sub-networks, called shards, which can process transactions in parallel. However, implementing sharding in blockchain system presents two significant challenges: Cross shard transactions and load imbalance between different shards. Cross shard transaction refers to transactions generated between accounts belonging to different shards. Load imbalance occurs when specifical one shard processes a disproportionately higher transaction load than others. These challenges can lead to increased network delay, confirmation time, latency, and fees due to complicated inter-shard communication, thereby reducing blockchain throughput. To address these challenges, this paper proposes an innovative account relocation scheme. This scheme aims to optimize load balancing in blockchain sharding using a round robin algorithm. To validate the effectiveness of our approach, we utilized a simulator that incorporates real Ethereum data. We then compared the degree of load balancing achieved by our method against existing methods, such as schemes that use no-relocation and random relocation. Our results indicate a significant improvement in load balancing performance compared to previous approaches.

참고자료

· 없음