KR101949712B1

KR101949712B1 - 계층화되고 확률적인 대표자 선출에 의한 노드증명방식의 합의과정과 대가 배분과정을 가지는 블록체인 생성 방법

Info

Publication number: KR101949712B1
Application number: KR1020180075427A
Authority: KR
Inventors: 최수혁
Original assignee: (주) 와이즈엠글로벌
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2019-02-19

Abstract

본 발명은 계층화되고 확률적인 대표자 선출에 의한 노드증명방식의 합의과정과 대가 배분과정을 가지는 블록체인 생성 방법에 관한 것으로, 다양한 디지털기기로 구성된 분산네트워크 상의 노드들을 기능에 따라 보증노드, 작업노드 및 개별노드로 구성된 각각의 서브네트워크로 구분하고, 기능별 노드는 다시 다른 기능별 노드와 네트워크로 연결하여 전체 분산네트워크를 구성한 상태에서 전체 참여노드가 공정하게 확률적인 방법으로 대표자로 선정되어 합의과정에 참여하도록 하고, 합의과정에 참여한 모든 참여 노드들에게는 지분과 합의과정에 공헌한 컴퓨팅 사용량에 근거하여 합의과정에 따른 수수료로 새로 공급되는 디지털청구권(암호화폐)을 제공 받을 수 있도록 구성한 블록체인 생성 방법에 관한 것이다.

Description

계층화되고 확률적인 대표자 선출에 의한 노드증명방식의 합의과정과 대가 배분과정을 가지는 블록체인 생성 방법{Block chain generation method having consensus algorithm by stratified stochastic delegated proof of node and their commission allocation algorithm}

본 발명은 계층화되고 확률적인 대표자 노드 선출에 의한 노드증명방식의 합의과정과 대가 배분과정을 가지는 블록체인 생성 방법에 관한 것으로, 자세하게는 다양한 디지털기기로 구성된 분산네트워크를 기능에 따라서 각각 보증노드, 작업노드 및 개별노드로 구성된 서브네트워크로 구분하여 전체 노드들이 블록체인 생성을 합의하는 과정이 공정하고 신속하게 처리하고, 합의과정에 참가한 후보노드들을 확률적으로 공정하게 선정하고 신속하게 참여한 노드들에게 지분의 크기에 따라 세금과 보조금을 부과하여 지분이 작은 노드들이 자발적으로 참여할 유인을 제공하도록 구성한 기술에 관한 것이다.

2000년 나카모토 사토시의 논문에 기반하여 비트코인이 탄생하였다. 분산화되고 자율적인 생태계를 가진 비트코인은 10년 이상의 기간에 걸쳐 사용되었다. 그 기반기술의 핵심은 P2P네트워크를 통한 조작 불가능한 분산원장을 생성하는 방법이다.

외부의 조작이 불가능한 비트코인의 자율시스템은 시스템안정성을 위하여 지분증명방식(Proof of Working)이라는 일정한 시간에 수학문제를 푸는 방식으로 채굴의 대가로 암호화폐를 공급할 수 있다.

이러한 전통(legacy)은 암호화폐시스템의 가능성을 실증하였고 분산원장과 암호화폐 공급의 실마리를 제공하였지만 다양한 분야에 분산원장을 적용하는 응용성의 문제에는 원시적인 형태를 불과하다.

2014년 비탈릭 뷰테린(Vitalic Buterin)이 발표한 이더리움은 다양한 분야에서 이더리움을 적용할 수 있는 신축성을 solidity라는 계약저작도구를 통하여 제공하고 있다. 또한 어떠한 응용분야에서 새로운 암호화폐를 생성하더라도 이더리움의 암호화폐시스템에 통합할 수 있는 dAPP과 ERC20 등의 표준기술을 제공하고 있다.

각각 암호화폐 1세대와 2세대로 불리우는 비트코인과 이더리움 이후에 등장하는 암호화폐는 기존의 암호화폐에서 드러난 인증문제와 범용성을 개선하려고 시도하였다.

첫째, 인증문제는 인증시간과 연관된 채굴비용과 기회비용의 문제로 해석할 수 있다. 이를 해결하려는 시도가 지분증명방식(Proof of Stake)이다.

지분증명방식은 특정 시간 후에 지분과 시간의 함수로 정의되는 코이니지(coinage)가 높으면 블록생성을 할 수 있도록 한다. 지분은 전체 발행된 암호화폐 중에서 개별적인 지갑에 들어있는 암호화폐량이다.

따라서 암호화폐보유량이 많으면 채굴할 확률이 높아진다.

이러한 방식은 다량의 지분을 가진 소수의 지분보유자(Stakeholders)가 다수결(Majority rule)을 통하여 블록생성을 인증하더라도 그들의 이익을 해치지 않는다는 점에 근거한다. 그리고 지분보유자(Stakeholders)를 통한 다수결(Majority rule) 인증방식은 비트코인 등이 소수의 채굴업체에 의해 점유된 작업증명방식 (Proof of Work)과 유사하다고 주장한다.

지분증명방식에 기반한 에이다(ADA)는 우로보로스(Ouroboros)라는 두 계층의 지분증명방식 프로토콜(Cardano Multi-Layer Protocol이라고 부름)을 사용한다. 합의 계층(Settlement layer)은 계정정보와 스마트계약을 다루며 통제 계층(Control layer)은 신원, 준법감시, 블랙리스트 등을 다룬다.

또한 소프트 포크를 통한 시스템 개선과 생태계 발전을 위한 기금기능을 가진 재무 시스템(treasury system), 다이달로스(Daedalus)라고 불리는 지갑을 구성요소로 포함하고 있다.

그리고 지분 보유자들은 대표 노드들에 투표하고 이에 따른 보상을 받는다.

스팀(Steem)과 이오스(EOS)는 대표자를 선출하는 방식으로 증명노드의 수를 줄임으로써 시스템에서 발생하는 증명비용을 획기적으로 줄인다. 이러한 인증방식을 대표자위임형 지분방식(DPoS : Delegated Proof of Stake)이라 부른다.

앞서 언급한 세 가지의 증명방식을 배제하는 아이오타(IoTA)와 리플(Ripple)도 등장하였다. 이들 화폐는 초기에 암호화폐의 전체량을 발행하여 채굴을 통한 추가적인 암호화폐공급을 배제하였다.

독일에서 발행된 아이오타(IoTA)는 블록체인 방식이 아닌 직접적 비순환 그래프(Direct Acyclic Graph) 구조를 만들어내는 탱클(Tangle: 얽힘)기술에 기반한다. 이 구조는 모든 노드의 선행되는 두 개의 노드에 직접 연결되어 있어서 동기성을 가지게 되고 유지 보수비용이 적게 든다. 이는 수많은 노드를 가진 IoT에 적합하다. 탱글 기술은 거래노드들이 채굴자의 역할을 하기 때문에 송금 수수료가 없고 송금액이 클수록 연결되는 노드가 증가하여 거래속도가 빨라진다. 소액결제와 적용범위가 다양한 반면 네트워크의 품질과 안정성의 문제 등의 당면과제들을 안고 있다.

리플(Ripple)도 리플 운영사(Ripple Inc.)가 암호화폐를 발행한다. 블록체인 기반에 합의원장(Consensus ledger)을 제공하지만 운영주체가 있다는 점이 시장에서 위험요인으로 인식되었다. 리플은 다른 화폐보다 결제의 신속성과 확장성의 장점을 가지고 있으나 암호화폐의 초기 특징인 탈규제, 탈중앙화, 익명성에 반대되는 특징을 지니고 있기 때문에 비판을 받기도 한다.

상기한 작업증명방식(Proof of Work)이나 지분증명방식(Proof of Stake)은 새로이 공급되는 디지털 청구권, 예를 들어 암호화폐를 배분하는 방식이 각각 컴퓨터능력이나 지분의 크기에 의존하기 때문에 태생적으로 작업증명방식은 승자독식이며 지분증명방식은 다량의 지분을 가진 소수자에게 항상 더 많이 배분되는 구조를 가진다.

따라서 소수의 지분을 가진 일반 개인이나 컴퓨팅능력이 적은 블록체인 기기들은 새로운 블록체인 생성을 통한 대가인 새로 공급되는 암호화폐의 배분에서 소외된다는 구조적 문제점이 있다.

또한 이러한 증명방식은 신속하게 새로운 블록체인을 생성하고 이를 전체 네트워크에 전파하기에 시간이 걸린다는 구조적 문제가 있다.

상기와 같은 종래의 블록체인 생성 방식을 보완하기 위해 만들어진 방식이 대표자 위임형 지분증명방식(Delegate Proof of Stake)인데 채굴을 하거나 인증방식이 일부의 대표자에게 고정되어 있어서 불공정성을 내재하고 있다. 이는 탄생 당시부터 구조적으로 기회의 불평등을 고착화시키고 네트워크시스템의 참여동기 활력을 저하시킨다는 문제점이 있다.

또한 편향적이고 불평등한 디지털청구권, 즉 암호화폐의 공급과 합의과정에서 다수가 배제된 보팅시스템은 기존 네트워크의 참여자에게 자발적인 참여동기를 저하시키고 네트워크시스템에서 활동할 수 있는 경제적인 유인을 제공하지 못한다는 구조적 단점을 가지는데 이는 네트워크 시스템의 지속적인 가능성을 위협하게 된다는 문제점이 있다.

한국 등록특허공보 등록번호 10-1727525(2017.04.11.) 한국 공개특허공보 등록번호 10-2018-0014534(2018.02.09.) 한국 공개특허공보 등록번호 10-2017-0137388(2017.12.13.) 한국 등록특허공보 등록번호 10-1628007(2016.06.03.)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 다양한 디지털기기로 구성된 분산네트워크 상의 노드들을 기능에 따라 보증노드, 작업노드 및 개별노드로 구성된 각각의 서브네트워크로 구분하고, 기능별 노드는 다시 다른 기능별 노드와 네트워크로 연결하여 전체 분산테트워크를 구성한 상태에서 전체 참여노드가 공정하게 확률적인 방법으로 대표자로 선정되어 합의과정에 참여하도록 하고, 합의과정에 참여한 모든 참여 노드들에게는 지분과 합의과정에 공헌한 컴퓨팅 사용량에 근거하여 합의과정에 따른 수수료로 새로 공급되는 디지털청구권(암호화폐)을 제공 받을 수 있도록 구성한 블록체인 생성 방법을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 다양한 디지털기기로 구성된 분산네트워크 상의 노드들을 기능에 따라 자신의 지분과 자신의 디지털청구권의 거래기록을 가진 다수의 개별노드와; 서브네트워크의 구성원으로 합의과정과 디지털청구권의 배분과 거래를 기록한 블록체인을 가진 다수의 작업노드와; 서브네트워크의 구성원으로 합의과정을 관리하면서 합의과정과 디지털청구권의 배분과 거래를 기록한 블록체인을 가진 복수의 보증노드로 구성하고, 기능별 노드는 다시 다른 기능별 노드와 연결하여 전체 분산테트워크를 구성하는 사전단계를 거친 후,

(1) 개별노드는 자신의 작업노드 서브네트워크 연결목록에 있는 복수의 작업노드를 선택하여 자신이 합의과정에 참여할 수 있다는 신호를 블록생성 이전에 주기적으로 작업노드에게 송신하는 단계;

(2) 복수의 작업노드가 확인한 개별노드의 합의과정 참여 신청 신호를 보증노드가 수신 후 개별노드들과 작업노드의 적법성을 확인한 다음, 작업노드를 통하여 개별노드들에게 확인했다는 신호를 송신하는 단계;

(3) 상기 작업노드로부터 개별노드가 합의에 참여 가능하다는 신호를 수신한 보증노드가 서브네트워크를 통해 다른 보증노드들에게 자신이 제일 먼저 접수하였다는 신호를 멀티캐스팅하여 합의과정에 참가하려는 개별노드의 정보를 공유하는 단계;

(4) 합의에 참가 가능한 노드들의 목록을 공유하고 있는 보증노드들이 확률적 기법으로 하나의 보증노드를 선정하고, 선정된 보증노드는 자신이 가지고 있는 참가 가능한 개별노드의 계정관련 메모리데이터부와 합의관련 메모리 데이터부의 데이터를 이용하여 합의관리부를 통하여 디지털청구권 크기 기준으로 복수의 계층으로 나누고 무작위한 확률기법으로 복수의 합의과정에 참가하는 후보노드를 선정하는 단계;

(5) 선정된 보증노드가 다른 보증노드들에게 후보노드의 목록을 멀티캐스팅하고, 모든 보증노드는 합의관련 메모리데이터부에 기록한 후, 자신에게 송신하였던 복수의 작업노드를 통하여 개별노드에게 합의과정의 후보노드로 선택되었다는 신호를 송신하는 단계;

(6) 후보로 선정되었다는 신호를 확인한 개별노드는 합의관리부에 확인신호를 기록하고 네트워크관리부를 통하여 각각 자신의 P2P네트워크의 목록에 있는 복수의 작업노드에게 자신의 최근 거래 거래기록이 거래원장에 기록되었다는 데이터를 확인해달라고 요청하는 단계;

(7) 개별노드 거래기록을 확인해달라는 신호를 수신한 복수의 작업노드는 그 기록을 확인하여 개별노드 합의과정 참가자격이 올바른 경우, 보증노드에게 동시에 참가자격 확인신호를 보내는 단계;

(8) 작업노드로부터 확인신호를 받은 보증노드가 다른 보증노드에게 개별노드의 참가자격 확인신호를 멀티캐스팅하여 보증노드들이 개별노드의 참가자격 확인신호를 공유하는 단계;

(9) 모든 보증노드들 중에서 참가자격이 확인된 개별노드와 이에 관여한 작업노드의 디지털청구권의 크기 합과 계층별 후보노드의 수의 조합이 합의를 성립시키는 임계치를 제일 먼저 초과한 보증노드가 다른 보증노드에게 합의종료를 알리는 신호를 멀티캐스팅 하는 단계;

(10) 다른 보증노드에게 자신의 인증결과를 검증해달라는 요청을 멀티캐스팅하고 다른 보증노드는 이를 확인했다는 신호를 다시 모든 보증노드에세 멀티캐스팅하여 검증확인노드의 수가 전체 보증노드의 과반수 또는 정해진 비율을 넘으면 합의를 종료시킨 보증노드가 주어진 크기의 전체 수수료를 디지털청구권의 크기와 작업노드의 기여도, 개별노드의 거래규모 및 수수료를 조합하여 개별노드와 작업노드 및 보증노드에게 배분하는 단계;

(11) 상기 합의를 종료시킨 보증노드가 디지털기록을 생성하는 권한을 가지고 새로운 블록을 생성하고 이를 전체 분산 네트워크를 통하여 멀티캐스팅하는 단계;

(12) 합의를 종료시킨 보증노드가 다른 보증노드에게 수수료 배분결과를 멀티캐스팅하고 각 보증노드는 자신이 수신한 작업노드에게 수수료 배분결과를 멀티캐스팅하고 작업노드는 다시 개별노드에게 멀티캐스팅하는 단계;

(13) 합의를 종료시킨 보증노드가 다음 합의과정을 시작하는 신호를 멀티캐스팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층화되고 확률적인 대표자 선출에 기반한 노드증명방식의 합의과정과 대가 배분과정을 가지는 블록체인 생성 방법을 제공함으로써 달성된다.

바람직한 실시예로, 상기 (4) 단계의 디지털청구권 크기 기준으로 복수의 계층으로 나누는 방법은,

(첫째) 디지털 청구권 크기가 큰 순서로 대로 각 계층의 디지털 청구권의 합이 균등하게 복수의 계층으로 나누는 방법;

(둘째) 디지털청구권 크기가 큰 순서대로 각 계층에 포함된 노드의 수가 동일하게 복수의 계층을 나누는 방법;

(셋째) 디지털청구권 크기가 큰 순서대로 임의의 계층으로 나누되 각 계층에 포함된 디지털 청구권 크기의 합이 서로 다르게 나누는 방법;

(넷째) 디지털청구권 크기가 큰 순서대로 임의의 계층으로 나누되 각 계층에 포함된 노드의 합이 서로 다르게 나누는 방법;

(다섯째) 작업노드 집단과 개별노드 집단으로 나눈 후 각각의 집단에 상기 첫째 내지 넷째 방법 중 하나의 방법을 선택하여 각각의 집단에 다시 적용하는 방법; 중 어느 하나일 수 있다.

바람직한 실시예로, 상기 디지털청구권 크기 기준으로 복수의 계층으로 나누는 방법 중 어느 하나를 선택하여 복수의 계층으로 나눈 후 합의과정에 참가할 후보노드의 수와 최종 합의가 이루어 지는 노드의 수를 각 계층에 할당하는 방법으로서 최종합의에 포함되는 노드의 정수의 배수로 후보노드의 수를 선택하는 방법은,

(첫째) 후보노드의 수와 최종합의에 포함된 노드의 수의 비율을 동일하게 각 계층에 동일하게 할당하는 방법;

(둘째) 후보노드의 수와 최종합의에 포함된 노드의 수의 비율을 서로 다르게 할당하는 방법; 중 어느 하나일 수 있다.

바람직한 실시예로, 상기 (10) 단계의 전체 수수료를 배분하는 방법은,

(첫째) 보증노드, 작업노드, 개별노드의 집단에게 전체수수료를 임의로 배분한 후 디지털청구권의 크기에 따라 순차적으로 배분하는 방법;

(둘째) 작업노드 집단에게 배분된 수수료를 임의의 작업노드에게 재배분하는 방법으로서, 임의의 작업노드가 전체 개별노드 거래확인 횟수에 대하여 차지하는 비율을 가중치로 하여 작업노드의 디지털 청구권 크기가 전체 작업노드의 가중치와 디지털청구권의 합에서 차지하는 비율로 해당 작업노드에게 수수료를 배당하는 방법;

(셋째) 개별노드 집단에게 배분된 수수료를 임의의 개별노드에게 재배분하는 방법으로서, 개별노드의 일정기간동안의 거래규모나 네트워크에 지불하는 수수료의 크기를 가중치로사용하여 개별노드에게 배분하는 방법;

(넷째) 상기 둘째방법에서 작업노드 집단을 디지털 청구권의 크기 순서대로 나열한 다음 임의의 개수의 계층으로 구분하여 각 계층에 속한 평균값으로 각 계층의 작업노드의 디지털청구권의 크기를 변환하는 방법; 중 어느 하나일 수 있다.

바람직한 실시예로, 상기 (10) 단계의 전체 수수료 중 개별노드 집단에게 배분하는 방법은,

(첫째) 합의과정에 참가한 개별노드 집단의 디지털청구권의 크기순서로 나열하였을 때 디지털청구권의 합이 전체의 절반을 차지하는 개별노드를 기준으로 디지털청구권이 큰 노드에게는 세금을 부과하고 디지털청구권이 작은 개별노드에게는 보조금을 주는 방법;

(둘째) 상기 첫째방법에서 세금과 보조금의 기준이 되는 디지털 청구권의 기준이 되는 디지털 청구권의 합을 전체 합의 절반보다 크거나 작게 하는 방법;

(셋째) 상기 첫째와 둘째방법에서 세금과 보조금을 부과하는 방법으로서, 디지털 청구권이 크면 세금의 크기가 커지는 누진세를 부과하고 보조금에 있어서는 디지털 청구권이 작으면 보조금이 커지는 누진형 보조금을 적용하되 세금의 합과 보조금의 합이 동일하게 부과하는 방법; 중 어느 하나일 수 있다.

바람직한 실시예로, 상기 개별노드는 스마트폰과 같은 인터넷과 연결된 디지털단말기로, 메모리에 저장된 소프트웨어 애플리케이션 내부에는 계정을 의미하는 공개키와 개인키를 가진 다루는 암호키관리부, 공개키와 그에 연계된 복수의 디지털청구권의 크기들이 기록된 계정부, 디지털청구권을 공개키 간에 디지털청구권의 크기를 거래하는 거래부, 디지털청구권의 크기를 이용하여 합의과정에 참여하는 합의관리부, 분산네트워크와의 연동을 관리하는 네트워크관리부가 구비될 수 있다.

바람직한 실시예로, 상기 작업노드는 스마트폰 또는 컴퓨터와 같은 인터넷과 연결된 디지털단말기로, 메모리에 저장된 소프트웨어 애플리케이션 내부에는 계정을 의미하는 공개키와 개인키를 다루는 암호키관리부, 공개키와 그에 연계된 복수의 디지털청구권의 크기들이 기록된 계정부, 개별노드의 디지털 청구권의 거래기록이 저장되어 거래원장이 포함된 거래데이터 블록체인, 합의에 참여한 개별노드기록과 이를 중계한 작업노드들의 기록과 수수료 배분내역이 기록된 합의원장이 포함된 합의데이터 블록체인, 그 외 시스템의 응용서비스와 관련된 응용거래 데이터의 블록체인, 블록체인 관리부, 합의관리부 및 분산네트워크와의 연동을 관리하는 네트워크관리부가 구비될 수 있다.

바람직한 실시예로, 상기 보증노드는 컴퓨터와 같은 인터넷과 연결된 디지털단말기로, 메모리에 저장된 소프트웨어 애플리케이션 내부에는 작업노드와 동일한 기능을 가진 암호키 관리부, 계정부, 거래 데이터 블록체인, 합의데이터블록체인, 블록체인 관리부, 합의과정을 관리하는 합의관리부, 상기 분산네트워크의 작업노드와 개별노드와의 통신을 관리하는 네트워크관리부, 계정키와 디지털 청구권의 크기를 저장하고 있는 메모리데이터부, 실시간으로 합의에 참가하는 합의과정 참가자와 이전에 합의에 참여한 개별노드와 이를 중계한 작업노드, 수수료배분내역이 기록된 합의원장을 일정기간 날짜 별로 저장하고 있는 메모리데이터부, 상기 메모리데이터부와 메모리데이터부를 실시간으로 저장하고 갱신하는 메모리데이터베이스관리부가 구비될 수 있다.

바람직한 실시예로, 상기 작업노드와 보증노드의 각 데이터 관리시스템에 포함된 블록체인은 거래원장이나 합의원장이 각각 하나의 거래원장 블록체인 또는 합의원장 블록체인으로 구성될 수 있다.

바람직한 실시예로, 상기 작업노드와 보증노드의 각 데이터 관리시스템에 포함된 블록체인은,

작업노드와 보증노드의 각 데이터 관리시스템에 저장된 블록체인을 거래원장, 합의원장을 모두 하나의 블록체인에 포함하는 방법;

또는 거래원장을 하나의 블록체인에 포함하고 합의원장을 다른 블록체인에 저장하는 방법;

또는 거래원장, 합의원장, 기타원장의 일부 또는 전체를 하나 혹은 다수의 블록체인에 포함하는 방법 중 어느 하나로 블록체인을 구성할 수 있다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 합의방법을 가지는 블록체인 생성방법은 디지털청구권의 거래를 위한 다양한 디지털기기로 구성된 분산네트워크를 기능에 따라서 각각 보증노드, 작업노드 및 개별노드로 구성된 서브네트워크로 구분하여 전체 노드들이 디지털청구권의 변조를 불가능하게 만드는 블록체인 생성을 합의하는 과정이 공정하고 신속하게 처리된다는 장점과,

또한 분산네트워크에서 합의과정에 참가한 후보노드들을 확률적으로 공정하게 선정하고 신속하게 참여한 개별노드들에게 지불하는 대가의 배분이 지분 또는 배분되는 대가의 크기에 따라 세금과 보조금을 부과함으로써 지분이 작은 노드들이 자발적으로 참여할 유인을 제공하여 분산네트워크의 합의과정과 그 대가 배분이 신속하고, 공정하며 사회적 정의에 부합되는 분배기능을 구현하고 분산네트워크가 지속가능하다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 블록체인을 기반으로 전체디지털기기를 개별노드, 작업노드, 보증노드로 구분한 각 서브네트워크가 구성하는 하나의 분산네트워크를 나타낸 네트워크 구성도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 개별노드, 작업노드, 보증노드들이 합의과정을 실행하는 단계를 나타내는 합의과정의 순서도이고,
도 3는 본 발명의 한 실시예에 따른 개별노드의 데이터 관리시스템의 구성도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 작업노드 기기의 블록체인을 포함한 데이터 관리시스템의 구성도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 보증노드의 데이터 관리시스템의 구성도이다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 블록체인을 기반으로 전체 디지털기기를 개별노드, 작업노드, 보증노드로 구분한 각 서브네트워크가 구성하는 하나의 분산네트워크를 나타낸 네트워크 구성도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 개별노드, 작업노드, 보증노드들이 합의과정을 실행하는 단계를 나타내는 합의과정의 순서도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 작업노드 기기의 블록체인을 포함한 데이터 관리시스템의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 보증노드의 데이터 관리시스템의 구성도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 보증노드의 데이터 관리시스템의 구성도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 시스템 구성은 정보를 입출력하는 인터페이스와 제어부(프로세서)와, 데이터 및 소프트웨어가 저장되는 메모리를 가진 모든 디지털기기(스마트폰, 컴퓨터 등을 포함하는 인터넷과 연결 가능한 디지털 기기)가 광역통신망(Wide Area Network)으로 연결된 분산네트워크로 구성되어 서로 이전 가능한 단일 또는 복수의 디지털 청구권(stake)의 계정과 거래기록을 보유한 개별기기들이 서로 공유하는 디지털기록을 저장할 수 있게 구성된다.

본 발명은 데이터의 블록체인에서 새로운 블록을 생성하는 합의과정과 그 분배과정의 블록체인 생성을 합의하기 위한 전체 분산네트워크의 디지털기기는 기능에 따라 블록체인의 데이터를 가지고 있는지의 여부에 따라 개별노드(100) 또는 작업노드(200) 및 보증노드(300)로 구분되고, 또한 합의과정을 관리할 수 있는지 여부의 기능에 따라 합의과정을 관리하는 보증노드(300)와 거래기록을 확인하는 작업을 하는 작업노드(200)로 구분된다.

즉, 전체 분산네트워크를 통하여 합의과정에 참여하는 모든 노드는, 서브네트워크의 구성원으로 자신의 지분과 자신의 디지털청구권의 거래기록을 가진 다수의 개별노드(100)와; 서브네트워크의 구성원으로 합의과정과 디지털청구권의 배분과 거래를 기록한 블록체인을 가진 다수의 작업노드(200)와; 서브네트워크의 구성원으로 합의과정을 관리하면서 합의과정과 디지털청구권의 배분과 거래를 기록한 블록체인을 가진 복수의 보증노드(300)로 구성된다.

상기 스마트폰과 같은 개별노드 자신의 계정과 거래기록을 가진 소프트웨어를 탑재한 디지털기기인 개별노드(100)들은 다수의 개별노드와 서로 연결되어 개별노드 서브네트워크(100a)를 구성한다.

또한 컴퓨터와 같은 디지털기기인 작업노드(200)는 다수의 작업노드와 서로 연결되어 작업노드 서브네트워크(200a)를 구성한다.

또한 컴퓨터와 같은 디지털기기인 보증노드(300)들은 복수의 보증노드와 서로 연결되어 보증노드 서브네트워크(300a)를 구성한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 기술적 사상은 사회선택이론에서 투표에 참여자가 자신의 선택을 변경하여 이득이 없는 투표시스템은 독재자가 존재할 때뿐이라는 수학적으로 증명된 정리와 비동기적 분산네트워크에서 하나의 프로세스가 작동하지 않을 때 합의에 도달할 수 없다는 정리를 사용한 것이다.

상기한 이론과 분산컴퓨팅의 서로 다른 정리를 융합시키면 비동기 분산네트워크에서 합의과정을 처리하는 독재자로서의 서브네트워크가 존재하면 모든 참여노드는 자신의 금전적인 대가의 선택을 변경할 이유가 없다는 사실에 기반하는 시스템을 구성하게 된다.

이로 인해 독재자의 서브네트워크가 새로이 공급되는 디지털청구권에 대한 배분이 자신에게 편향되지 않고 생존할 수 있을 만큼의 디지털청구권을 배분 받는다면 공정한 합의과정의 관리자로서 네트워크시스템의 사회적 비용의 측면에서 우월하다는 점을 기반으로 한 시스템 구현이 가능하게 된다.

이러한 기술적 사상을 바탕으로 본 발명은 전체 분산네트워크를 구성하는 디지털기기 즉, 노드를 기능에 따라 개별노드(100), 작업노드(200) 및 보증노드(300)로 구분하고 각각의 서브네크워크를 구성하여 다른 기능의 노드를 구성하는 서브네트워크의 노드와 연결 구성하였다.

이와 같이 구성한 본 발명은 종래 블록생성 방식처럼 일부 참여자만 참여하는 것이 아니고, 분산네트워크에 연결된 모든 디지털기기들을 기능에 따라 구분한 후, 도 2와 같이 모든 노드들이 공정하게 합의과정에 참여하고, 블록생성에 기여한 대가를 배분받게 된다.

이와 달리 종래 암호화폐인 비트코인이나 이더리움은 작업증명방식을 통하여 블록체인을 생성하는 대가로 디지털청구권을 발행하는 경우 작업증명을 하는 디지털기기는 동일한 기능을 가진 노드들이 동등계층으로 P2P형태의 분산네트워크로 구성하도록 구성된다.

또한 종래 스팀잇이나 이오스처럼 대표자 지분증명방식의 경우 애플리케이션을 통하여 생성되는 전체 디지털청구권의 정해진 일부를 미리 선정된 대표자들이 동등계층을 보증네트워크를 구성하여 블록을 생성하는 대가로 동일하게 배분받는 구성을 가져 본 발명과 상이한 블록생성 방법을 가진다.

구체적으로, 상기 개별노드(100)는 스마트폰과 같은 인터넷과 연결된 디지털단말기로 기본적인 스마트폰의 구성은 공지의 구성이므로 본 발명을 설명하는데 필요한 필수구성 외의 나머지 구성 설명은 생략한다.

개별노드(100)의 제어부(도시생략)는 네트워크와의 거래인증에 필요한 제어모듈과, 합의과정을 관리하는 제어모듈과, 분산네트워크 연동모듈을 포함하고 구성된다.

또한 개별노드의 소프트웨어 애플리케이션 내부에는 도 3에 도시된 바와 같이 자신의 디지털 청구권에 대한 기록과 거래기록이 저장된 데이터영역인 개별노드 데이터 관리시스템이 구비되는데, 여기에는 계정을 의미하는 공개키와 개인키를 가진 다루는 암호키관리부(101), 공개키와 그에 연계된 복수의 디지털청구권의 크기들이 기록된 계정부(102), 디지털청구권을 공개키 간에 디지털청구권의 크기를 거래하는 거래부(103), 디지털청구권의 크기를 이용하여 합의과정에 참여하는 합의관리부(104), 분산네트워크와의 연동을 관리하는 네트워크관리부(105)가 구성된다.

상기 작업노드(200)는 스마트폰 또는 컴퓨터와 같은 인터넷과 연결된 디지털단말기로 기본적인 스마트폰이나 컴퓨터의 구성은 공지의 구성이므로 본 발명을 설명하는데 필요한 필수구성 외의 나머지 구성 설명은 생략한다.

작업노드(200)의 제어부(도시생략)는 개별노드의 거래원장을 포함하는 블록체인과 개별노드와의 합의과정을 보증노드에게 전달하고 보증노드의 합의결과와 새로이 생성된 디지털청구권 거래를 전달받는 프로토콜 제어모듈과; 전달받은 거래를 블록체인과 관련 DB에 기록하는 데이터 제어모듈을 포함하여 구성된다.

또한 작업노드(200)의 소프트웨어 애플리케이션 내부에는 도 4에 도시된 바와 같이 작업노드 데이터 관리시스템이 구비되는데, 여기에는 계정을 의미하는 공개키와 개인키를 다루는 암호키관리부(201), 공개키와 그에 연계된 복수의 디지털청구권의 크기들이 기록된 계정부(202), 개별노드의 디지털 청구권의 거래기록이 저장되어 거래원장이 포함된 거래데이터 블록체인(203), 합의에 참여한 개별노드기록과 이를 중계한 작업노드들의 기록과 수수료 배분내역이 기록된 합의원장이 포함된 합의데이터 블록체인(204), 그 외 시스템의 응용서비스와 관련된 응용거래 데이터의 블록체인을 관리하는 블록체인관리부(205), 상기 합의데이터 블록체인(204)을 관리하는 합의관리부(206) 및 분산네트워크와의 연동을 관리하는 네트워크관리부(207)로 구성된다.

상기 보증노드(300)는 컴퓨터와 같은 인터넷과 연결된 디지털단말기로 기본적인 컴퓨터의 구성은 공지의 구성이므로 본 발명을 설명하는데 필요한 필수구성 외의 나머지 구성 설명은 생략한다.

보증노드(300)의 제어부(도시생략)는 분산네트워크에 연결되어 있는 합의과정에 참여하려는 후보 노드를 선출하는 제어모듈; 후보 노드들에게 합의에 참여하라고 요청하는 신호와 합의에 참여했다는 신호를 송수신하는 프로토콜 생성과 관리를 담당하는 제어모듈; 합의 과정에 참여했다는 신호를 보낸 후보노드의 디지털청구권지분의 합계를 계산하고 합의과정을 종결하는 제어모듈; 합의과정의 종결을 다른 보증노드에게 송신하고 합의에 참여한 개별노드와 작업노드에게 지불할 대가를 계산하는 제어모듈; 수수료 계산결과를 다른 보증노드와 작업노드에게 전송하는 프로토콜의 생성모듈; 다음 합의과정에 참여할 후보노드를 생성하고 자신은 다음 합의과정에서 합의과정을 참관하는 보증노드라는 것을 다른 보증노드에게 확인시키는 제어모듈;로 구성된다.

또한 상기 보증노드(300)의 소프트웨어 애플리케이션 내부에는 도 5에 도시된 바와 같이 보증노드 데이터 관리시스템이 구비되는데, 여기에는 작업노드와 동일한 기능을 가진 암호키 관리부(301), 계정부(302), 거래 데이터 블록체인(303), 합의데이터블록체인(304), 블록체인 관리부(305), 합의과정을 관리하는 합의관리부(306), 상기 분산네트워크의 작업노드(200)와 개별노드(100)와의 통신을 관리하는 네트워크관리부(307), 계정키와 디지털 청구권의 크기를 저장하고 있는 메모리데이터부(308), 실시간으로 합의에 참가하는 합의과정 참가자와 이전에 합의에 참여한 개별노드와 이를 중계한 작업노드, 수수료배분내역이 기록된 합의원장을 일정기간 날짜 별로 저장하고 있는 메모리데이터부(309), 상기 메모리데이터부(308)와 메모리데이터부(309)를 실시간으로 저장하고 갱신하는 메모리데이터베이스관리부(310)로 구성된다.

상기 작업노드와 보증노드의 각 데이터 관리시스템에 포함된 블록체인은 거래데이터(거래원장) 블록체인, 합의데이터(합의원장) 블록체인 및 합의관리부로 표시되어 기재되어 있는데, 이는 각각 디지털 청구권의 변동 기록을 포함한 거래원장이 포함된 블록체인, 합의에 참여한 기록과 이를 중계한 노드들의 기록이 포함된 합의원장이 포함된 블록체인, 개별 디지털기기가 실행한 디지털 청구권의 변동기록 내역, 합의에 참여한 기록과 대가에 대한 기록이 포함된 데이터를 말하는 것이다.

본 발명은 또한 상기와 같이 거래원장이나 합의원장이 하나의 블록체인으로 구성되는 방법 뿐만 아니라 작업노드와 보증노드의 각 데이터 관리시스템에 저장된 블록체인을 거래원장, 합의원장을 모두 하나의 블록체인에 포함하는 방법 또는 거래원장을 하나의 블록체인에 포함하고 합의원장을 다른 블록체인에 저장하는 방법 또는 거래원장, 합의원장, 기타원장의 일부 또는 전체를 하나 혹은 다수의 블록체인에 포함하는 방법으로 블록체인을 구성할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 자신의 디지털청구권 기록과 그에 대한 거래기록만 가지고 있는 개별노드(100)와 모든 디지털 청구권의 거래원장을 블록체인으로 가지고 있는 작업노드(200), 합의의 전 과정을 관리하는 보증노드(300)로 구성된 P2P(Peer to Peer) 네트워크에서 단일 블록체인 또는 다수의 블록체인에 디지털청구권과 그 거래를 기록할 수 있는 새로운 데이터 블록을 생성하기 위하여, 개별노드, 작업노드, 보증노드 간에 자동적인 합의하는 프로세스와 합의 결과에 따라 수수료를 배분하는 프로세스를 자동으로 실행하게 된다.

이를 위해 다수의 보증노드로 구성된 네트워크의 하나의 보증노드는 합의에 참여하는 다수의 합의과정 참여 후보를 디지털 청구권의 크기에 따라 여러 개의 계층으로 나눈 후, 각 계층에 할당된 후보노드의 배수로 합의과정에 참여할 참가후보노드를 확률적으로 선택하고, 이를 작업노드와 개별노드에게 후보선정사실을 멀티캐스팅한 후, 신호를 받은 개별노드는 복수의 작업노드에게 자신의 최근 거래기록을 송신하여 적법한 후보를 검증해달라는 요청을 한 후, 작업노드는 개별노드의 거래확인과 자신의 거래확인회수를 보증노드에게 알린 후, 보증노드는 수신된 내용을 검증하고 다른 보증노드에게 멀티캐스팅하여 공유한 후, 임의의 노드가 합의과정에 필요한 디지털청구권의 임계치에 도달하면 다른 보증노드에게 합의달성 사실을 멀티캐스팅하여 합의과정을 종료시킨 후, 자신의 검증결과에 대한 다른 보증노드의 투표결과가 임의의 기준을 통과하면 새로운 블록을 생성하여 다른 보증노드에게 멀티캐스팅하고 보증노드는 다시 모든 작업노드에 멀티캐스팅한 후, 주어진 대가 산정방식을 이용하여 합의과정에 참여한 노드에게 합의에 합의한 수수료 대가를 정산하여 새로운 거래블록에 기록하여 네트워크상의 모든 작업노드에게 멀티캐스팅하도록 구성된다.

이하 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 합의과정과 배분과정을 상세히 설명한다.

(사전단계)

먼저, 합의과정과 배분과정에 따른 블록체인을 생성하기 위한 사전단계로 다양한 디지털기기로 구성된 분산네트워크 상의 노드들을 기능에 따라 다수의 개별노드, 다수의 작업노드 및 복수의 보증노드로 구분하고, 각 기능별 노드끼리 연결되어 각각의 서브네트워크로 연결되고, 기능별 노드는 다시 다른 기능별 노드와 연결하여 전체 분산테트워크를 구성하는 단계를 가진다.

이후 하기의 (1) 단계부터 (13)단계 까지의 단계를 거치면서 블록을 생성하고 이를 생성된 블록을 블록체인에 연결하고 새로운 블록을 생성하는 단계를 반복한다.

(1 단계)

모든 후보 노드들이 연결된 P2P(Peer to Peer) 분산네트워크 상에서 개별노드(100)는 자신의 P2P 서브네트워크 노드 연결목록에 있는 복수의 작업노드(200)들에게 자신이 합의과정에 참여할 수 있다는 신호를 주기적으로 보내면 작업노드(200)는 이를 복수의 보증노드(300)에게 송신한다.

(2 단계)

보증노드(300)는 개별노드(100)가 합의과정에 참여가 가능하다는 신호를 작업노드(200)로부터 수신한 후, 메모리데이터베이스에 있는 계정과 디지털 청구권이 정렬된 데이터부(308)와 이전 합의과정에 참가한 노드에 참가한 기록이 정렬된 데이터부(309)에 이들 노드의 적법성을 확인한 후, 네트워크관리부(307)는 이를 확인했다는 신호를 작업노드(200)를 통하여 개별노드(100)들에게 확인했다는 신호를 송신한다.

만약, 개별노드(100)가 이러한 신호를 받지 못하였을 경우 다른 작업노드(200)를 통하여 참가신청신호를 보내고, 작업노드(200)는 복수의 보증노드(300)에게 합의참가신청 신호를 보내고 이를 수신한 보증노드(300)는 확인했다는 신호를 작업노드(200)를 통하여 개별노드(100)에게 다시 송신하는 과정을 반복한다.

(3 단계)

상기 작업노드(200)로부터 개별노드(100)가 합의에 참여 가능하다는 신호를 수신한 보증노드(300)는 다른 보증노드(300)들에게 자신이 제일 먼저 접수하였다는 신호를 네트워크관리부(307)를 통하여 보증노드 서브네트워크(300a) 상의 다른 보증노드(300)에게 멀티캐스팅하여 합의과정에 참가하려는 개별노드(100)의 정보를 공유하고 자신이 수신한 작업노드(200)와 개별노드(100)에 대한 네트워크 송신 및 수신관리하는 우선권을 가지고 있다는 것을 다른 인증노드와 공유한다.

(4 단계)

보증노드 서브네트워크(300a)상의 모든 보증노드들이 확률적 기법으로 하나의 보증노드(300)를 선정한 후, 선정된 보증노드(300)는 자신이 가지고 있는 합의에 참가 가능한 개별노드의 계정관련 메모리데이터부(308)와 합의관련 메모리 데이터부(309)의 데이터를 이용하여 합의관리부(306)를 통하여 디지털청구권의 크기를 기준으로 복수의 계층(Class)로 나누고 무작위한 확률기법으로 복수의 합의과정에 참가하는 후보노드를 선택한다.

이때, 복수 또는 단일 디지털 청구권을 선택하여 복수의 계층을 나누기 위한 방법은 다음과 같다.

첫째) 디지털 청구권 크기가 큰 순서로 대로 각 계층의 디지털 청구권의 합이 균등하게 복수의 계층으로 나누는 방법,

둘째) 디지털청구권 크기가 큰 순서대로 각 계층에 포함된 노드의 수가 동일하게 복수의 계층을 나누는 방법,

셋째) 디지털청구권 크기가 큰 순서대로 임의의 계층으로 나누되 각 계층에 포함된 디지털 청구권 크기의 합이 서로 다르게 나누는 방법,

넷째) 디지털청구권 크기가 큰 순서대로 임의의 계층으로 나누되 각 계층에 포함된 노드의 합이 서로 다르게 나누는 방법 중 하나를 선택할 수 있다.

다섯째) 작업노드 집단과 개별노드 집단으로 나눈 후 각각의 집단에 상기 첫째 내지 넷째 방법 중 하나의 방법을 선택하여 각각의 집단에 다시 적용하는 방법을 선택할 수 있다.

또한 상기의 방법 중 하나를 선택하여 복수의 계층으로 나눈 후 합의과정에 참가할 후보노드의 수와 최종 합의가 이루어 지는 노드의 수를 각 계층에 할당하는 방법으로서 최종합의에 포함되는 노드의 정수의 배수로 후보노드의 수를 선택하는 다음과 같은 방법을 가질 수 있다.

(첫째) 후보노드의 수와 최종합의에 포함된 노드의 수의 비율을 동일하게 각 계층에 동일하게 할당하는 방법

(둘째) 후보노드의 수와 최종합의에 포함된 노드의 수의 비율을 서로 다르게 할당하는 방법

(5 단계)

선정된 보증노드(300)는 다른 보증노드(300)들에게 합의과정에 참가할 복수의 후보노드의 목록을 자신의 합의관련 메모리데이터부(309)에 기록하고 네트워크관리부(307)를 통하여 보증노드 서브네트워크(300a)상의 다른 보증노드 네트워크에 멀티캐스팅하고, 모든 보증노드(300)는 합의관련 메모리데이터부(309)에 기록한 후, 자신에게 송신하였던 복수의 작업노드(200)를 통하여 개별노드(100) 후보노드에게 합의과정의 후보노드로 선택되었다는 신호를 송신한다.

(6 단계)

후보노드로 선정되었다는 신호를 확인한 개별노드(100)는 합의관리부(104)에 확인신호를 기록하고 네트워크관리부(105)를 통하여 각각 자신의 P2P네트워크의 목록에 있는 복수의 작업노드(200)에게 자신의 최근 거래 거래기록이 이 거래원장에 기록되었다는 데이터를 확인해달라고 요청한다. 이러한 요청은 합의관리부(104)에 송신기록이 기록된다.

(7 단계)

개별노드(100)로부터 거래기록을 확인해달라는 신호를 수신한 복수의 작업노드(200)는 거래데이터블록체인(203)에서 요청한 거래 기록을 확인한 후, 개별노드(100) 의 합의과정 참가자격이 올바른 경우, 보증노드(300)에게 거래기록 확인을 요청한 개별노드(100)의 합의과정 참가자격 확인신호를 보낸다.

만약 거래기록이 다른 경우 합의관리부(206)는 네트워크관리부(207)을 통하여, 보증노드(300)는 작업노드(200)와 개별노드(100)에게 거래사실이 다르다는 신호를 보낸다.

또한 거래기록이 다른 경우, 개별노드(100)는 복수의 작업노드(200)에게 신청할 수 있으나 2회 이상 반복할 수 없다. 2회 이상의 거래기록이 다른 경우를 수신한 보증노드(300)는 거래기록이 다르다는 신호를 받은 횟수를 기록하여 합의과정후보에서 배제시키고 이를 다른 보증노드(300)에게 멀티캐스팅한다.

(8 단계)

작업노드(200)로부터 합의과정 참가자격 확인신호를 받은 보증노드(300)는 다른 보증노드(300)에게 개별노드(100)의 합의과정 참가자격에 대한 확인신호를 멀티캐스팅하여 모든 보증노드(300)들이 개별노드(100)의 참가자격 확인신호를 공유한다.

(9 단계)

모든 보증노드(300)들 중에서 참가자격에 대한 확인신호를 보낸 개별노드(100)와 이에 관여한 작업노드(200)의 디지털청구권의 크기(stake metric) 합 또는 합의과정 참가자 수가 합의를 성립시키는 임계치를 제일 먼저 초과한 보증노드(300)가 다른 보증노드(300)에게 합의종료를 알리는 신호를 다른 보증노드(300)에게 멀티캐스팅하고 합의관련 메모리데이터부(309)를 갱신한다.

(10 단계)

다른 보증노드에게 자신의 인증결과를 검증해달라는 요청을 멀티캐스팅하고 다른 보증노드는 이를 확인했다는 신호를 다시 모든 보증노드에게 멀티캐스팅하여 검증확인노드의 수가 전체 보증노드의 과반수 또는 정해진 비율을 넘으면 합의를 종료시킨 보증노드(300)는 주어진 크기의 전체 수수료를 디지털청구권의 크기와 작업노드의 기여도, 개별노드의 거래규모 및 네트워크에 지불한 수수료를 조합하여 개별노드(100)와 작업노드 (200)및 보증노드(300)에게 배분하는데, 수수료를 배분하는 방법은 다음과 같다.

첫째) 보증노드(300), 작업노드(200), 개별노드(100)의 집단에게 전체수수료를 임의로 배분한 후 디지털청구권의 크기에 따라 순차적으로 배분하는 방법,

둘째) 작업노드(200) 집단에게 배분된 수수료를 임의의 작업노드(200)에게 재배분하는 방법으로서, 임의의 작업노드(200)가 처리한 거래확인 횟수가 전체 작업노드서브네트워크(200a)에서 차지하는 비율을 작업노드(200)의 디지털 청구권의 크기를 가중치로 사용하여 해당 작업노드(200)에게 합의대가로 배당하는 방법,

셋째) 개별노드(100) 집단에게 배분된 합의대가를 임의의 개별노드(100)에게 재배분하는 방법으로서, 디지털 청구권의 크기를 따라 복수의 계층으로 나눈 다음, 복수의 계층에 서로 크기의 가중치를 부여한 다음, 일정기간 동안의 개별노드의 거래회수와 거래량을 가중치와 곱한 값이 전체 개별노드에서 차지하는 비율로 각 개별노드(100)에게 배분하는 방법.

넷째) 또한 상기 둘째 방법에서 작업노드 집단을 디지털 청구권의 크기 순서대로 나열한 다음 임의의 개수의 계층으로 구분하여 각 계층에 속한 평균값으로 각 계층의 작업노드(200)의 디지털청구권의 크기를 변환하는 방법도 적용할 수 있다.

한편, 전체 수수료 중 개별노드(100) 집단에게 할당된 합의대가를 개별노드(100) 집단에게 배분하는 방법으로서,

첫째) 합의과정에 참가한 개별노드(100) 집단의 디지털청구권의 크기순서로 나열하였을 때 디지털청구권의 합이 전체의 절반을 차지하는 개별노드(100)를 기준으로 디지털청구권이 큰 노드에게는 세금을 부과하고 디지털청구권이 작은 개별노드(100)에게는 보조금을 주는 방법,

둘째), 상기 첫째 방법에서 세금과 보조금의 기준이 되는 디지털 청구권의 기준이 되는 디지털 청구권의 합을 전체 합의 절반보다 크거나 작게 하는 방법,

셋째), 상기 첫째와 둘째 방법에서 세금과 보조금을 부과하는 방법으로서, 디지털 청구권이 크면 세금의 크기가 커지는 누진세를 부과하고 보조금에 있어서는 디지털 청구권이 작으면 보조금이 커지는 누진형 보조금을 적용하되 세금의 합과 보조금의 합이 동일하게 부과하는 방법 중에서 선택하여 적용할 수 있다.

(11 단계)

상기 합의를 종료시킨 보증노드(300)는 데이터를 기록할 데이터블록을 생성하는 권한을 가지고 새로운 데이터블록을 거래데이터블록체인(303)과 합의데이터 블록체인(304)에 생성하고 이를 P2P 전체 분산 네트워크를 통하여 멀티캐스팅한다.

(12 단계)

또한 합의를 종료시킨 보증노드(300)는 다른 보증노드(300)에게 수수료 배분결과를 거래데이터블록체인(303)의 데이터블록에 기록하여 멀티캐스팅한다.

각 보증노드(300)는 자신이 수신한 작업노드(200)에게 수수료 배분결과를 멀티캐스팅하고 작업노드(200)는 다시 개별노드(100)에게 멀티캐스팅한다.

작업노드(200)는 계정부(202), 거래데이터블록체인(203) 및 합의데이터블록체인(204)에 새로운 데이터를 추가하고, 개별노드(100)는 계정부(102)와 거래부(103)과 합의관리부(104)에 새로운 데이터를 추가한다.

(13 단계)

합의를 종료시킨 보증노드(300)가 다음 합의과정을 시작하는 신호를 다른 보증노드(300)에게 보내면 각 보증노드(300)는 자신과 통신하는 모든 작업노드(200)에게 멀티캐스팅하여 다시 새로운 합의과정을 시작한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

(100) : 개별노드 (100a) : 개별노드 서브네트워크
(200) : 작업노드 (200a) : 작업노드 서브네트워크
(300) : 보증노드 (300a) : 보증노드 서브네트워크

Claims

다양한 디지털기기로 구성된 분산네트워크 상의 노드들을 기능에 따라 자신의 지분과 자신의 디지털청구권의 거래기록을 가진 다수의 개별노드와; 서브네트워크의 구성원으로 합의과정과 디지털청구권의 배분과 거래를 기록한 블록체인을 가진 다수의 작업노드와; 서브네트워크의 구성원으로 합의과정을 관리하면서 합의과정과 디지털청구권의 배분과 거래를 기록한 블록체인을 가진 복수의 보증노드로 구성하고, 기능별 노드는 다시 다른 기능별 노드와 연결하여 전체 분산네트워크를 구성하는 사전단계를 거친 후,
(1) 개별노드는 자신의 작업노드 서브네트워크 연결목록에 있는 복수의 작업노드를 선택하여 자신이 합의과정에 참여할 수 있다는 신호를 블록생성 이전에 주기적으로 작업노드에게 송신하는 단계;
(2) 복수의 작업노드가 확인한 개별노드의 합의과정 참여 신청 신호를 보증노드가 수신 후 개별노드들과 작업노드의 적법성을 확인한 다음, 작업노드를 통하여 개별노드들에게 확인했다는 신호를 송신하는 단계;
(3) 상기 작업노드로부터 개별노드가 합의에 참여 가능하다는 신호를 수신한 보증노드가 서브네트워크를 통해 다른 보증노드들에게 자신이 제일 먼저 접수하였다는 신호를 멀티캐스팅하여 합의과정에 참가하려는 개별노드의 정보를 공유하는 단계;
(4) 합의에 참가 가능한 노드들의 목록을 공유하고 있는 보증노드들이 확률적 기법으로 하나의 보증노드를 선정하고, 선정된 보증노드는 자신이 가지고 있는 참가 가능한 개별노드의 계정관련 메모리데이터부와 합의관련 메모리 데이터부의 데이터를 이용하여 합의관리부를 통하여 디지털청구권 크기 기준으로 복수의 계층으로 나누고 무작위한 확률기법으로 복수의 합의과정에 참가하는 후보노드를 선정하는 단계;
(5) 선정된 보증노드가 다른 보증노드들에게 후보노드의 목록을 멀티캐스팅하고, 모든 보증노드는 합의관련 메모리데이터부에 기록한 후, 자신에게 송신하였던 복수의 작업노드를 통하여 개별노드에게 합의과정의 후보노드로 선택되었다는 신호를 송신하는 단계;
(6) 후보로 선정되었다는 신호를 확인한 개별노드는 합의관리부에 확인신호를 기록하고 네트워크관리부를 통하여 각각 자신의 P2P네트워크의 목록에 있는 복수의 작업노드에게 자신의 최근 거래 거래기록이 거래원장에 기록되었다는 데이터를 확인해달라고 요청하는 단계;
(7) 개별노드 거래기록을 확인해달라는 신호를 수신한 복수의 작업노드는 그 기록을 확인하여 개별노드 합의과정 참가자격이 올바른 경우, 보증노드에게 동시에 참가자격 확인신호를 보내는 단계;
(8) 작업노드로부터 확인신호를 받은 보증노드가 다른 보증노드에게 개별노드의 참가자격 확인신호를 멀티캐스팅하여 보증노드들이 개별노드의 참가자격 확인신호를 공유하는 단계;
(9) 모든 보증노드들 중에서 참가자격이 확인된 개별노드와 이에 관여한 작업노드의 디지털청구권의 크기 합과 계층별 후보노드의 수의 조합이 합의를 성립시키는 임계치를 제일 먼저 초과한 보증노드가 다른 보증노드에게 합의종료를 알리는 신호를 멀티캐스팅 하는 단계;
(10) 다른 보증노드에게 자신의 인증결과를 검증해달라는 요청을 멀티캐스팅하고 다른 보증노드는 이를 확인했다는 신호를 다시 모든 보증노드에세 멀티캐스팅하여 검증확인노드의 수가 전체 보증노드의 과반수 또는 정해진 비율을 넘으면 합의를 종료시킨 보증노드가 주어진 크기의 전체 수수료를 디지털청구권의 크기와 작업노드의 기여도, 개별노드의 거래규모 및 수수료를 조합하여 개별노드와 작업노드 및 보증노드에게 배분하는 단계;
(11) 상기 합의를 종료시킨 보증노드가 디지털기록을 생성하는 권한을 가지고 새로운 블록을 생성하고 이를 전체 분산 네트워크를 통하여 멀티캐스팅하는 단계;
(12) 합의를 종료시킨 보증노드가 다른 보증노드에게 수수료 배분결과를 멀티캐스팅하고 각 보증노드는 자신이 수신한 작업노드에게 수수료 배분결과를 멀티캐스팅하고 작업노드는 다시 개별노드에게 멀티캐스팅하는 단계;
(13) 합의를 종료시킨 보증노드가 다음 합의과정을 시작하는 신호를 멀티캐스팅하는 단계;;를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층화되고 확률적인 대표자 선출에 의한 노드증명방식의 합의과정과 대가 배분과정을 가지는 블록체인 생성 방법
청구항 1에 있어서,
상기 (4) 단계의 디지털청구권 크기 기준으로 복수의 계층으로 나누는 방법은,
(첫째) 디지털 청구권 크기가 큰 순서로 대로 각 계층의 디지털 청구권의 합이 균등하게 복수의 계층으로 나누는 방법;
(둘째) 디지털청구권 크기가 큰 순서대로 각 계층에 포함된 노드의 수가 동일하게 복수의 계층을 나누는 방법;
(셋째) 디지털청구권 크기가 큰 순서대로 임의의 계층으로 나누되 각 계층에 포함된 디지털 청구권 크기의 합이 서로 다르게 나누는 방법;
(넷째) 디지털청구권 크기가 큰 순서대로 임의의 계층으로 나누되 각 계층에 포함된 노드의 합이 서로 다르게 나누는 방법;
(다섯째) 작업노드 집단과 개별노드 집단으로 나눈 후 각각의 집단에 상기 첫째 내지 넷째 방법 중 하나의 방법을 선택하여 각각의 집단에 다시 적용하는 방법; 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 계층화되고 확률적인 대표자 선출에 의한 노드증명방식의 합의과정과 대가 배분과정을 가지는 블록체인 생성 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 디지털청구권 크기 기준으로 복수의 계층으로 나누는 방법 중 어느 하나를 선택하여 복수의 계층으로 나눈 후 합의과정에 참가할 후보노드의 수와 최종 합의가 이루어 지는 노드의 수를 각 계층에 할당하는 방법으로서 최종합의에 포함되는 노드의 정수의 배수로 후보노드의 수를 선택하는 방법은,
(첫째) 후보노드의 수와 최종합의에 포함된 노드의 수의 비율을 동일하게 각 계층에 동일하게 할당하는 방법;
(둘째) 후보노드의 수와 최종합의에 포함된 노드의 수의 비율을 서로 다르게 할당하는 방법; 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 계층화되고 확률적인 대표자 선출에 의한 노드증명방식의 합의과정과 대가 배분과정을 가지는 블록체인 생성 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 (10) 단계의 전체 수수료를 배분하는 방법은,
(첫째) 보증노드, 작업노드, 개별노드의 집단에게 전체 합의대가를 임의로 배분한 후 디지털청구권의 크기에 따라 순차적으로 배분하는 방법;
(둘째) 작업노드 집단에게 배분된 합의대가를 임의의 작업노드에게 재배분하는 방법으로서, 임의의 작업노드가 전체 개별노드 거래확인 횟수에 대하여 차지하는 비율을 가중치로 하여 작업노드의 디지털 청구권 크기가 전체 작업노드의 가중치와 디지털청구권의 합에서 차지하는 비율로 해당 작업노드에게 수수료를 배당하는 방법;
(셋째) 개별노드 집단에게 배분된 수수료를 임의의 개별노드에게 재배분하는 방법으로서, 개별노드의 일정기간동안의 거래규모나 네트워크에 지불하는 수수료의 크기를 가중치로 사용하여 개별노드에게 배분하는 방법
(넷째) 상기 둘째방법에서 작업노드 집단을 디지털 청구권의 크기 순서대로 나열한 다음 임의의 개수의 계층으로 구분하여 각 계층에 속한 평균값으로 각 계층의 작업노드의 디지털청구권의 크기를 변환하는 방법; 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 계층화되고 확률적인 대표자 선출에 의한 노드증명방식의 합의과정과 대가 배분과정을 가지는 블록체인 생성 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 (10) 단계의 전체 수수료 중 개별노드 집단에게 배분하는 방법은,
(첫째) 합의과정에 참가한 개별노드 집단의 디지털청구권의 크기순서로 나열하였을 때 디지털청구권의 합이 전체의 절반을 차지하는 개별노드를 기준으로 디지털청구권이 큰 노드에게는 세금을 부과하고 디지털청구권이 작은 개별노드에게는 보조금을 주는 방법;
(둘째) 상기 첫째방법에서 세금과 보조금의 기준이 되는 디지털 청구권의 기준이 되는 디지털 청구권의 합을 전체 합의 절반보다 크거나 작게 하는 방법;
(셋째) 상기 첫째와 둘째방법에서 세금과 보조금을 부과하는 방법으로서, 디지털 청구권이 크면 세금의 크기가 커지는 누진세를 부과하고 보조금에 있어서는 디지털 청구권이 작으면 보조금이 커지는 누진형 보조금을 적용하되 세금의 합과 보조금의 합이 동일하게 부과하는 방법; 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 계층화되고 확률적인 대표자 선출에 의한 노드증명방식의 합의과정과 대가 배분과정을 가지는 블록체인 생성 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 개별노드는 스마트폰과 같은 인터넷과 연결된 디지털단말기로, 메모리에 저장된 소프트웨어 애플리케이션 내부에는 계정을 의미하는 공개키와 개인키를 가진 다루는 암호키관리부, 공개키와 그에 연계된 복수의 디지털청구권의 크기들이 기록된 계정부, 디지털청구권을 공개키 간에 디지털청구권의 크기를 거래하는 거래부, 디지털청구권의 크기를 이용하여 합의과정에 참여하는 합의관리부, 분산네트워크와의 연동을 관리하는 네트워크관리부가 구비된 것을 특징으로 하는 계층화되고 확률적인 대표자 선출에 의한 노드증명방식의 합의과정과 대가 배분과정을 가지는 블록체인 생성 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 작업노드는 스마트폰 또는 컴퓨터와 같은 인터넷과 연결된 디지털단말기로, 메모리에 저장된 소프트웨어 애플리케이션 내부에는 계정을 의미하는 공개키와 개인키를 다루는 암호키관리부, 공개키와 그에 연계된 복수의 디지털청구권의 크기들이 기록된 계정부, 개별노드의 디지털 청구권의 거래기록이 저장되어 거래원장이 포함된 거래데이터 블록체인, 합의에 참여한 개별노드기록과 이를 중계한 작업노드들의 기록과 수수료 배분내역이 기록된 합의원장이 포함된 합의데이터 블록체인, 그 외 시스템의 응용서비스와 관련된 응용거래 데이터의 블록체인, 블록체인 관리부, 합의관리부 및 분산네트워크와의 연동을 관리하는 네트워크관리부가 구비되는 것을 특징으로 하는 계층화되고 확률적인 대표자 선출에 의한 노드증명방식의 합의과정과 대가 배분과정을 가지는 블록체인 생성 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 보증노드는 컴퓨터와 같은 인터넷과 연결된 디지털단말기로, 메모리에 저장된 소프트웨어 애플리케이션 내부에는 작업노드와 동일한 기능을 가진 암호키 관리부, 계정부, 거래 데이터 블록체인, 합의데이터블록체인, 블록체인 관리부, 합의과정을 관리하는 합의관리부, 상기 분산네트워크의 작업노드와 개별노드와의 통신을 관리하는 네트워크관리부, 계정키와 디지털 청구권의 크기를 저장하고 있는 메모리데이터부, 실시간으로 합의에 참가하는 합의과정 참가자와 이전에 합의에 참여한 개별노드와 이를 중계한 작업노드, 수수료배분내역이 기록된 합의원장을 일정기간 날짜 별로 저장하고 있는 메모리데이터부, 상기 메모리데이터부와 메모리데이터부를 실시간으로 저장하고 갱신하는 메모리데이터베이스관리부가 구비되는 것을 특징으로 하는 계층화되고 확률적인 대표자 선출에 의한 노드증명방식의 합의과정과 대가 배분과정을 가지는 블록체인 생성 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 작업노드와 보증노드의 각 데이터 관리시스템에 포함된 블록체인은 거래원장이나 합의원장이 각각 하나의 블록체인으로 구성된 것을 특징으로 하는 계층화되고 확률적인 대표자 선출에 의한 노드증명방식의 합의과정과 대가 배분과정을 가지는 블록체인 생성 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 작업노드와 보증노드의 각 데이터 관리시스템에 포함된 블록체인은,
작업노드와 보증노드의 각 데이터 관리시스템에 저장된 블록체인을 거래원장, 합의원장을 모두 하나의 블록체인에 포함하는 방법;
또는 거래원장을 하나의 블록체인에 포함하고 합의원장을 다른 블록체인에 저장하는 방법;
또는 거래원장, 합의원장, 기타원장의 일부 또는 전체를 하나 혹은 다수의 블록체인에 포함하는 방법 중 어느 하나로 블록체인을 구성한 것을 특징으로 하는 계층화되고 확률적인 대표자 선출에 의한 노드증명방식의 합의과정과 대가 배분과정을 가지는 블록체인 생성 방법.