산타클로스 알고리즘: 프라이빗 블록체인 환경에서 합의의 확장성 개선을 위한 에이전트 기반의 전처리 기법 (Santa Claus Algorithm: Agent-Based Consensus Preprocessing Method for Scalability Improvement in Private Blockchain Environment)

서지정보

· 발행기관 : 한국정보과학회
· 수록지 정보 : 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 / 26권 / 3호 / 135 ~ 143페이지
· 저자명 : 서중원, 고덕윤, 박수용

초록

비잔틴 장애 허용(BFT: Byzantine Fault Tolerance)은 블록체인 환경에서 주로 사용되고 있는 블록체인 합의 알고리즘 중의 하나이다. BFT는 합의를 하기 위해 모든 참여자가 합의에 참여하는 구조로 되어있어 참여 노드가 많아지면 처리속도가 현격히 감소하는 확장성의 문제가 있다. 이러한 문제 때문에 많은 참여 노드가 있는 블록체인에서 비잔틴 장애 허용을 적용하기 위해서는 확장성 개선이 필수적이다. 본 연구에서는 프라이빗 블록체인에서 합의 없이 데이터를 기록하다가 에이전트가 합의가 필요한 순간을 알려주는 전처리 기법을 제안한다. 에이전트는 블록체인의 노드를 방문하면서 두 단계에 걸쳐 합의가필요한 순간을 알려준다. 첫 번째 단계는 지금까지 기록된 데이터가 모든 노드에서 일치하는지 확인하며, 두 번째 단계는 어떠한 데이터가 불일치하여 합의가 필요한지 알려준다. 에이전트는 블록체인 네트워크에서 독립적인 객체로서 블록체인에 참여하는 임의의 노드에 의해 작동이 된다. 본 논문에서는 제안 기법을프라이빗 블록체인 환경에서 실용적 비잔틴 장애 허용(PBFT: Practical Byzantine Fault Tolerance) 합의에 적용한 결과 노드의 수가 증가함에 따라 반응 시간이 평균 39% 감소하였다는 것을 증명하였다.

영어초록

Byzantine Fault Tolerance (BFT) is one of the blockchain consensus algorithms mainly used in blockchain. Scalability has become the main issue due to an increase the number of users, as every user needs to participate in BFT algorithm. Therefore, improvement in scalability is essential in algorithm of BFT in blockchain. In this study, we propose a preprocessing method for a private blockchain where blockchain nodes continue to record data without consensus and the agent informs about situations that require consensus. In the first preprocessing, the agent checks the data uniformity of all the nodes. In the second preprocessing, the agent selects transactions that require consensus.
The agent operates as an independent object from blockchain network and is activated by blockchain node. Santa Claus algorithm to Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) consensus in private blockchain demonstrates an average 39% reduction in response time with the expansion of the nodes.

참고자료

· 없음