KR102163891B1 - 이종 블록체인간 통신 장치 및 방법 - Google Patents

이종 블록체인간 통신 장치 및 방법 Download PDF

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이종 블록체인간 통신 장치 및 방법이 개시되며, 본원의 일 실시예에 따른 이종 블록체인간 통신 방법은 (a) 특수 노드가 개인키를 상기 특수 노드가 포함된 하위 블록체인 계층의 하위 노드로 전송하여 상기 특수 노드의 권한을 위임하는 단계, (b) 상기 개인키를 이용하여 발생된 트랜잭션을 통해 다른 특수 노드가 포함된 다른 하위 블록체인 계층의 다른 하위 노드의 에 데이터를 전송한 다음, 상기 특수 노드가 상기 개인키 및 상기 개인키에 대응하는 공개키를 폐기하는 단계 및 (c) 상기 특수 노드가 자신의 특수 개인키로 서명한 신규 개인키 및 상기 신규 개인키에 대응하는 신규 공개키를 생성하고, 상기 신규 공개키를 특수 노드간 연결되는 상위 블록체인 계층에 참여한 복수의 특수 노드로 배포하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

이종 블록체인간 통신 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR COMMUNICATION BETWEEN DIFFRENT TYPE BLOCK CHAINS}
본원은 이종 블록체인간 통신 장치 및 방법에 관한 것이다.
P2P 분산 컴퓨팅을 기반으로 데이터의 보안성을 보장하고 투명한 관리를 가능하게 하며 4차 산업 시대의 핵심 기술인 블록체인은 금융, 의료 등 다양한 분야에 적용되는 추세이다. 블록체인은 비트코인, 이더리움 등과 같은 가상화폐의 주요 기술로써 블록에 데이터를 담고 블록들을 연결함으로써 블록체인을 이루어 데이터를 관리하는 기술이다.
P2P 방식을 기반으로 모든 노드가 같은 트랜잭션 데이터를 가짐으로써 하나의 블록체인 네트워크를 이루는 블록체인 기술은 데이터를 공유하는 네트워크에 관리의 투명성을 제공하며 데이터의 보안성을 보장하는 장점이 있다.
그러나, 참여하는 노드도 다르고 트랜잭션 데이터도 다른 독립된 블록체인 네트워크 사이의 통신은 어려운 점이 있다. 이러한 독립된 블록체인 간 통신이 불가능한 상태에서는 블록체인 기술의 확장이 제한될 뿐만 아니라, 다양한 분야에 적용하는 것 또한 용이하지 않은 문제점이 존재한다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국특허공개공보 제10-1701131호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 계층형 블록체인 네트워크를 통해 서로 다른 블록체인 네트워크간의 통신 환경을 제공하는 이종 블록체인간 통신 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 이종 블록체인간 통신 방법은, (a) 특수 노드가 개인키를 상기 특수 노드가 포함된 하위 블록체인 계층의 하위 노드로 전송하여 상기 특수 노드의 권한을 위임하는 단계, (b) 상기 개인키를 이용하여 발생된 트랜잭션을 통해 다른 특수 노드가 포함된 다른 하위 블록체인 계층의 다른 하위 노드의 에 데이터를 전송한 다음, 상기 특수 노드가 상기 개인키 및 상기 개인키에 대응하는 공개키를 폐기하는 단계 및 (c) 상기 특수 노드가 자신의 특수 개인키로 서명한 신규 개인키 및 상기 신규 개인키에 대응하는 신규 공개키를 생성하고, 상기 신규 공개키를 특수 노드간 연결되는 상위 블록체인 계층에 참여한 복수의 특수 노드로 배포하는 단계를 포함하고, 복수의 특수 노드 각각은 자신이 속한 상기 상위 블록체인 계층과 자신이 속한 하위 블록체인 계층을 연결하는 노드이고, 상기 (b) 단계에서, 상기 특수 노드의 권한을 위임받은 상기 하위 노드는 상기 상위 블록체인 계층을 통해 상기 다른 하위 노드로 상기 트랜잭션을 전송하고, 상기 다른 하위 노드로부터 상기 트랜잭션의 응답을 수신하며, 상기 상위 블록체인 계층에 참여한 복수의 특수 노드 각각은 고유의 특수 개인키 및 특수 공개키를 포함하되, 상기 (c) 단계에서, 배포된 상기 신규 공개키를 수신한 특수 노드는, 상기 신규 공개키를 배포한 특수 노드가 생성한 것임을 증명하는 특수 개인키에 대응하는 특수 공개키에 기초하여 상기 신규 공개키의 서명을 검증하고, 배포된 상기 신규 공개키를 수신한 특수 노드는, 상기 신규 공개키의 서명이 유효하지 않은 것으로 검증된 경우, 기존의 공개키를 유지하고 상기 신규 공개키를 무시하며, 상기 신규 공개키의 서명이 유효한 것으로 검증된 경우, 기존의 공개키를 폐기하고 상기 신규 공개키를 채택하고, 상기 (b) 단계를 통해 데이터를 수신하는 상기 다른 하위 노드는 상기 다른 특수 노드로부터 상기 다른 특수 노드의 개인키를 수신하여 상기 다른 특수 노드의 권한을 위임받아 상기 하위 노드에서 전송된 데이터를 수신할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 (a) 단계에서, 상기 개인키는 상기 하위 노드가 상기 상위 블록체인 계층에 포함된 상기 특수 노드인 것으로 인식되도록 하는 키일 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계의 개인키 및 공개키의 폐기는, 상기 다른 하위 노드가 상기 다른 특수 노드로부터 위임받은 개인키를 이용하여 발생시킨 트랜잭션을 통해 데이터를 전송받은 다음 수행될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 하위 노드는 상기 상위 블록체인 계층을 통해 상기 다른 하위 노드로 상기 트랜잭션을 전송하고, 상기 다른 하위 노드로부터 상기 트랜잭션의 응답을 수신할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 상위 블록체인 계층에 참여한 복수의 특수 노드 각각은 고유의 특수 개인키 및 특수 공개키를 포함하되, 상기 (c) 단계에서, 배포된 상기 신규 공개키를 수신한 특수 노드는 상기 신규 공개키를 배포한 특수 노드가 생성한 것임을 증명하는 특수 개인키에 대응하는 특수 공개키에 기초하여 상기 신규 공개키의 서명을 검증할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 배포된 상기 신규 공개키를 수신한 특수 노드는, 상기 신규 공개키의 서명이 유효하지 않은 것으로 검증된 경우, 기존의 공개키를 유지하고 상기 신규 공개키를 무시하며, 상기 신규 공개키의 서명이 유효한 것으로 검증된 경우, 기존의 공개키를 폐기하고 상기 신규 공개키를 채택할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따른 이종 블록체인간 통신 장치는, 특수 노드가 포함된 하위 블록체인 계층의 하위 노드로 개인키를 전송하여 상기 특수 노드의 권한을 위임하는 권한 위임부, 상기 개인키를 이용하여 발생된 트랜잭션을 통해 다른 특수 노드가 포함된 다른 하위 블록체인 계층의 다른 하위 노드에 데이터를 전송한 다음, 상기 개인키 및 상기 개인키에 대응하는 공개키를 폐기하는 개인키 관리부 및 상기 특수노드의 특수 개인키로 서명한 신규 개인키 및 상기 신규 개인키에 대응하는 신규 공개키를 생성하고, 상기 신규 공개키를 특수 노드간 연결되는 상위 블록체인 계층에 참여한 복수의 특수 노드로 배포하는 신규키 관리부를 포함하고, 복수의 특수 노드 각각은 자신이 속한 상기 상위 블록체인 계층과 자신이 속한 하위 블록체인 계층을 연결하는 노드이고, 상기 특수 노드의 권한을 위임받은 상기 하위 노드는 상기 상위 블록체인 계층을 통해 상기 다른 하위 노드로 상기 트랜잭션을 전송하고, 상기 다른 하위 노드로부터 상기 트랜잭션의 응답을 수신하며, 상기 상위 블록체인 계층에 참여한 복수의 특수 노드 각각은 고유의 특수 개인키 및 특수 공개키를 포함하되,상기 신규키 관리부에 의해 배포된 상기 신규 공개키를 수신한 특수 노드는, 상기 신규 공개키를 배포한 특수 노드가 생성한 것임을 증명하는 특수 개인키에 대응하는 특수 공개키에 기초하여 상기 신규 공개키의 서명을 검증하고, 상기 신규키 관리부로부터 배포된 신규 공개키를 수신한 특수 노드는, 상기 신규 공개키의 서명이 유효하지 않은 것으로 검증된 경우, 기존의 공개키를 유지하고 상기 신규 공개키를 무시하며, 상기 신규 공개키의 서명이 유효한 것으로 검증된 경우, 기존의 공개키를 폐기하고 상기 신규 공개키를 채택하고, 데이터를 수신하는 상기 다른 하위 노드는 상기 다른 특수 노드로부터 상기 다른 특수 노드의 개인키를 수신하여 상기 다른 특수 노드의 권한을 위임받아 상기 하위 노드에서 전송된 데이터를 수신할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 개인키는 상기 하위 노드가 상기 상위 블록체인 계층에 포함된 상기 특수 노드인 것으로 인식되도록 하는 키일 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 개인키 관리부는 상기 다른 하위 노드가 상기 다른 특수 노드로부터 위임받은 개인키를 이용하여 발생시킨 트랜잭션을 통해 데이터를 전송받은 다음 상기 개인키 및 공개키를 폐기할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 하위 노드는 상기 상위 블록체인 계층을 통해 상기 다른 하위 노드로 상기 트랜잭션을 전송하고, 상기 다른 하위 노드로부터 상기 트랜잭션의 응답을 수신할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 상위 블록체인 계층에 참여한 복수의 특수 노드 각각은 고유의 특수 개인키 및 특수 공개키를 포함하되, 상기 신규키 관리부에 의해 배포된 상기 신규 공개키를 수신한 특수 노드는 상기 신규 공개키를 배포한 특수 노드가 생성한 것임을 증명하는 특수 개인키에 대응하는 특수 공개키에 기초하여 상기 신규 공개키의 서명을 검증할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 신규키 관리부로부터 배포된 신규 공개키를 수신한 특수 노드는, 상기 신규 공개키의 서명이 유효하지 않은 것으로 검증된 경우, 기존의 공개키를 유지하고 상기 신규 공개키를 무시하며, 상기 신규 공개키의 서명이 유효한 것으로 검증된 경우, 기존의 공개키를 폐기하고 상기 신규 공개키를 채택할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 계층형 블록체인 네트워크를 통해 서로 다른 블록체인 네트워크간의 통신 환경을 제공하는 이종 블록체인간 통신 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 이종 블록체인간 통신 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 이종 블록체인간 통신 장치의 상위 블록체인 계층 및 하위 블록체인 계층의 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 이종 블록체인간 통신 장치의 신규 공개키 검증의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 이종 블록체인간 통신 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 이종 블록체인간 통신 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본원의 일 실시예에 따른 이종 블록체인간 통신 장치의 상위 블록체인 계층 및 하위 블록체인 계층의 예를 도시한 도면이다.
본원의 일 실시예에 따른 이종 블록체인간 통신 장치(100)는 블록체인 네트워크(후술하는 상위 블록체인 계층일 수 있다.)에 참여하는 단일한 노드(후술하는 특수 노드일 수 있다.)일 수 있고, 또는 상기 노드를 복수개 포함하는 노드군일 수도 있다. 이하에서 설명하는 블록체인 기반 트랜잭션 처리 장치(100)는 하나의 노드에서 수행되는 것을 중심으로 설명한다.
도 1을 참조하면, 이종 블록체인간 통신 장치(100)는 권한 위임부(110), 개인키 관리부(120) 및 신규키 관리부(130)를 포함할 수 있다. 권한 위임부(110)는 특수 노드(21)가 포함된 하위 블록체인 계층(10)의 하위 노드(210)로 개인키를 전송하여 특수 노드(21)의 권한을 위임할 수 있다. 도 2를 참조하면, 이종 블록체인간 통신 장치(100)는 서로 다른 이종의 블록체인간 통신을 위해 특수 노드(21, 22)들간 연결된 상위 블록체인(20)과 각 특수 노드(21, 22)들이 소속되고, 특수 노드(21, 22)와 하위 노드(210, 220)가 연결된 하위 블록체인(10)을 가지는 계층형 블록체인 네트워크 구조를 제공한다. 이하에서는 하나의 특수 노드(21)를 중심으로 설명한다.
하위 블록체인 계층(10)은 적어도 하나의 특수 노드(21)와 하나 이상의 하위 노드(210)가 연결되고, 상위 블록체인 계층(20)은 복수개의 특수 노드(21) 상호간 연결되므로, 특수 노드(21)는 자신이 속한 상위 블록체인 계층(20)과 하위 블록체인 계층(10)을 연결하는 노드로서의 역할을 수행할 수 있다.
도 2를참조하면, 제1하위 노드(210)에서 다른 특수 노드인 제2특수 노드(22)가 포함된 다른 하위 블록체인 계층의 다른 하위 노드 즉, 제2하위 노드(220)에 데이터를 전송하고자 하는 경우, 상위 블록체인 계층(20)의 트랜잭션 형태로 상기 데이터가 전송될 수 있다. 이때, 상위 블록체인 계층(20)에 트랜잭션을 발생시키기 위해서는 상위 블록체인 계층(20)에 참여하여 얻어지는 개인키가 필요하다. 따라서, 하위 노드들은 하위 블록체인 계층(10)에 연결되어 상위 블록체인 계층(20)에 참여하지 못하므로, 상위 블록체인 계층(20)에서 트랜잭션 형태로 데이터를 송수신하기 위해서는 특수 노드(21)의 개인키가 필요하다.
이에 권한 위임부(110)는 특수 노드(21)의 개인키를 하위 노드(210)로 전송함으로써 상위 블록체인 계층(20)에 트랜잭션을 발생시킬 수 있는 특수 노드(21)의 권한을 하위 노드(210)에 위임할 수 있다. 즉, 상기 개인키는 하위 노드(210)가 상위 블록체인 계층(20)에 포함된 특수 노드(21)인 것으로 인식되도록 하는 키일 수 있다. 따라서, 제1하위 노드(210)는 상위 블록체인 계층(20)에 직접 참여하지 않아도 개인키를 통해 위임받은 제1특수 노드(21)의 권한을 통해 상위 블록체인 계층(20)에 트랜잭션을 발생시켜 데이터를 전송할 수 있다.
하위 노드(210)는 상위 블록체인 계층을 통해 다른 하위 노드(220)로 트랜잭션을 전송할 수 있다. 또한, 하위 노드(210)는 다른 하위 노드(220)로부터 트랜잭션의 응답을 수신할 수 있다. 예시적으로, 제1하위 노드(210)로부터 데이터를 수신하는 제2하위 노드(220) 역시 제2특수 노드(22)로부터 권한을 위임받아 상위 블록체인 계층(20)을 통해 제1하위 노드(210)에서 전송된 데이터를 수신할 수 있다.
전술한 바와 같은 위임 방식으로 상위 블록체인 계층(20)에 발생된 트랜잭션은 데이터 수신 목적지인 다른 하위 블록체인 계층의 다른 특수 노드로 전송되고, 최종적으로 다른 특수 노드와 연결되는 다른 하위 노드로 전송될 수 있다.
개인키를 통한 위임 방식은 개인키가 유출되는 경우와 같이 보안상의 위험성이 존재한다. 이에, 이종 블록체인간 통신 장치(100)는 개인키, 공개키 재생산 및 공개키 배포 방식의 키 관리 기법을 제안한다. 구체적으로, 개인키 관리부(120)는 개인키를 이용하여 발생된 트랜잭션을 통해 다른 특수 노드(21)가 포함된 다른 하위 블록체인 계층의 다른 하위 노드(220)에 데이터를 전송한 다음, 개인키 및 개인키에 대응하는 공개키를 폐기할 수 있다. 특수 노드(21)는 하위 노드(210)에 위임할 개인키와 별도로 상기 개인키에 대응하는 공개키를 포함하고, 새로운 개인키를 생성할 시 특수 노드(21)가 생성한 것임을 증명하는, 즉, 자신이 특수 노드(21)임을 증명하는 특수 개인키 및 특수 개인키에 대응하는 특수 공개키를 포함할 수 있다. 상기 개인키가 여러 노드에 의해 공유될 시 악의적인 공격에 노출되기 쉬우므로, 데이터 송수신이 완료된 이후 상기 개인키를 폐기한다. 개인키 관리부(120)는 다른 하위 노드(220)가 다른 특수 노드(22)로부터 위임받은 개인키를 이용하여 발생시킨 트랜잭션을 통해 데이터를 전송받은 다음 개인키 및 공개키를 폐기할 수 있다.
개인키 관리부(120)가 기 사용된 개인키 및 개인키와 쌍을 이루는 공개키를 폐기하면, 신규키 관리부(130)는 특수 노드(21)의 특수 개인키로 서명한 신규 개인키 및 신규 개인키에 대응하는 신규 공개키를 생성할 수 있다. 또한, 신규 공개키를 특수 노드간 연결되는 상위 블록체인 계층(20)에 참여한 복수의 특수 노드로 배포할 수 있다. 신규 공개키를 상위 블록체인 계층(20)에 배포함에 있어서, 악의적인 특수 노드가 임의로 생성한 신규 공개키가 배포되어 유효하지 않은 트랜잭션이 발생하는 것을 방지해야 할 필요가 있다. 정당하고 유효한 특수 노드가 신규 공개키를 배포하였음을 증명하기 위해, 신규키 관리부(130)는 특수 노드의 특수 개인키로 신규 공개키를 서명하여 상위 블록체인 계층(20)에 배포할 수 있다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 이종 블록체인간 통신 장치의 신규 공개키 검증의 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 신규키 관리부(130)는 특수 노드(21)의 특수 개인키(21a)로 신규 공개키(21b)를 서명할 수 있다. 또한, 신규키 관리부(130)는 서명된 신규 공개키(21b)를 상위 블록체인 계층(20)에 참여하는 모든 특수 노드(22)에 배포할 수 있다. 한편, 상위 블록체인 계층에 참여한 복수의 특수 노드 각각은 고유의 특수 개인키 및 특수 공개키를 포함할 수 있다. 또한, 신규키 관리부(130)에 의해 배포된 상기 신규 공개키를 수신한 특수 노드는 상기 신규 공개키를 배포한 특수 노드(21)가 생성한 것임을 증명하는 특수 개인키(21a)에 대응하는 특수 공개키(22a)에 기초하여 상기 신규 공개키의 서명을 검증할 수 있다. 신규 개인키 및 신규 공개키 생성시 생성하는 특수 노드(21)의 특수 개인키를 통해 서명함으로써, 악의적으로 생성된 신규 공개키와 구분되어 보안성을 향상시킬 수 있다. 또한, 생성된 신규 공개키를 수신하는 특수 노드(22) 또한 신규 공개키를 배포한 특수 노드(21)가 생성한 것임을 증명하는 특수 개인키(21a)에 대응하는 특수 공개키(22a)를 통해 신규 공개키를 검증함으로써, 신규 공개키의 전송측과 수신측 모두에서 유효성 검증이 이루어질 수 있다.
배포된 신규 공개키를 수신한 특수 노드는, 신규 공개키의 서명이 유효하지 않은 것으로 검증된 경우, 기존의 공개키를 유지하고 신규 공개키를 무시할 수 있다. 또한, 신규 공개키의 서명이 유효한 것으로 검증된 경우, 기존의 공개키를 폐기하고 상기 신규 공개키를 채택할 수 있다. 신규 공개키를 수신한 각 특수 노드는 신규 공개키의 서명을 검증하여 정당한 특수 노드가 생성한 신규 공개키임을 확인하면, 이후 발생하는 신규 개인키를 위임받은 하위 노드에 의한 트랜잭션이 정당한 트랜잭션인 것으로 인지할 수 있다. 또한, 신규 공개키의 서명이 유효하지 않은 경우 신규 공개키를 무시함으로써 유효하지 않은 신규 공개키에 의한 트랜잭션이 발생되는 것을 차단할 수 있다.
이종 블록체인간 통신 장치(100)에 따르면, 일종의 통신로로써 서버의 역할을 수행하는 상위 블록체인 계층(20)과 권한 위임 방식을 통해 하위 블록체인 계층(10) 데이터 통신이 가능할 수 있다. 즉, 새로운 블록체인 네트워크가 다른 블록체인 네트워크와 통신하고자 하는 경우, 특수 노드를 상위 블록체인 계층(20)에 참여시킴으로써 이종의 블록체인 네트워크간 통신이 가능하다. 이를 통해 블록체인 시스템에 유연한 확장성을 부여할 수 있으며, 또한, 모든 노드들이 상위 블록체인 계층(20)에 직접 참여하지 않더라도, 위임 방식을 통해 효율적인 트랜잭션 및 데이터 통신이 가능한 장점이 있다. 또한, 일종의 서버 역할을 수행하는 상위 블록체인 계층(20)과 상위 블록체인 계층(20)에 연결되는 하위 블록체인 계층(10)을 포함하는 계층형 블록체인 구조를 제공함으로써 중앙화 구조를 탈피하고, 탈 중앙화 구조를 지향하여, 정보의 유일성 보장이라는 블록체인의 가치를 보장할 수 있다.
4차 산업 시대의 핵심 기술인 블록체인 기술은 금융, 의료 등 다양한 분야에 적용되는 추세이다. 그러나, 블록체인 기술이 보다 발전 및 확장하기 위해서는 이종 블록체인간의 통신이 필수적일 수 있다. 본원의 일 실시예에 따른 이종 블록체인간 통신 장치(100)는 독립된 여러 블록체인 네트워크간의 효율적인 통신 방안을 제시함으로써, 상기 금융, 의료 분야 뿐만 아니라, 서로 다른 블록체인 네트워크로 연결된 드론의 충돌 방지 시스템 등 블록체인의 적용 가능 분야를 넓힐 수 있으므로 큰 시장성을 갖는다고 할 수 있다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 이종 블록체인간 통신 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 이종 블록체인간 통신 방법은 앞선 도1 내지 도 3을 통해 설명된 이종 블록체인간 통신 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 1 내지 도 3을 통해 이종 블록체인간 통신 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 도 4에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 단계 S402에서 권한 위임부(110)는 특수 노드(21)가 포함된 하위 블록체인 계층(10)의 하위 노드(210)로 개인키를 전송하여 특수 노드(21)의 권한을 위임할 수 있다. 도 4를 통해서는 제1하위 노드(210)에서 제2하위 노드(220)로 데이터가 전송되는 예를 중심으로 설명한다. 도 4를 참조하면, 데이터를 수신하는 제2하위 노드(220)에서도 제2특수 노드(22)로부터 개인키를 수신할 수 있다. 권한 위임부(110)는 특수 노드(21)의 개인키를 하위 노드(210)로 전송함으로써 상위 블록체인 계층(20)에 트랜잭션을 발생시킬 수 있는 특수 노드(21)의 권한을 하위 노드(210)에 위임할 수 있다. 즉, 상기 개인키는 하위 노드(210)가 상위 블록체인 계층(20)에 포함된 특수 노드(21)인 것으로 인식되도록 하는 키일 수 있다.
단계 S404에서 하위 노드(210)는 상위 블록체인 계층을 통해 다른 하위 노드(220)로 트랜잭션을 전송할 수 있다. 또한, 단계 S406에서 하위 노드(210)는 다른 하위 노드(220)로부터 트랜잭션의 응답을 수신할 수 있다.
단계 S408에서 개인키 관리부(120)는 개인키를 이용하여 발생된 트랜잭션을 통해 다른 특수 노드(21)가 포함된 다른 하위 블록체인 계층의 다른 하위 노드(220)에 데이터를 전송한 다음, 개인키 및 개인키에 대응하는 공개키를 폐기할 수 있다. 특수 노드(21)는 하위 노드(210)에 위임할 개인키와 별도로 상기 개인키에 대응하는 공개키를 포함하고, 새로운 개인키를 생성할 시 특수 노드(21)가 생성한 것임을 증명하는, 즉, 자신이 특수 노드(21)임을 증명하는 특수 개인키 및 특수 개인키에 대응하는 특수 공개키를 포함할 수 있다. 상기 개인키가 여러 노드에 의해 공유될 시 악의적인 공격에 노출되기 쉬우므로, 데이터 송수신이 완료된 이후 상기 개인키를 폐기한다. 개인키 관리부(120)는 다른 하위 노드(220)가 다른 특수 노드(22)로부터 위임받은 개인키를 이용하여 발생시킨 트랜잭션을 통해 데이터를 전송받은 다음 개인키 및 공개키를 폐기할 수 있다.
개인키 관리부(120)가 기 사용된 개인키 및 개인키와 쌍을 이루는 공개키를 폐기하면, 단계 S410에서 신규키 관리부(130)는 특수 노드(21)의 특수 개인키로 서명한 신규 개인키 및 신규 개인키에 대응하는 신규 공개키를 생성할 수 있다.
단계 S412에서 신규 공개키를 특수 노드간 연결되는 상위 블록체인 계층(20)에 참여한 복수의 특수 노드로 배포할 수 있다. 신규 공개키를 상위 블록체인 계층(20)에 배포함에 있어서, 악의적인 특수 노드가 임의로 생성한 신규 공개키가 배포되어 유효하지 않은 트랜잭션이 발생하는 것을 방지해야 할 필요가 있다. 정당하고 유효한 특수 노드가 신규 공개키를 배포하였음을 증명하기 위해, 신규키 관리부(130)는 특수 노드의 특수 개인키로 신규 공개키를 서명하여 상위 블록체인 계층(20)에 배포할 수 있다.
신규키 관리부(130)는 특수 노드(21)의 특수 개인키(21a)로 신규 공개키(21b)를 서명할 수 있다. 또한, 신규키 관리부(130)는 서명된 신규 공개키(21b)를 상위 블록체인 계층(20)에 참여하는 모든 특수 노드(22)에 배포할 수 있다. 한편, 상위 블록체인 계층에 참여한 복수의 특수 노드 각각은 고유의 특수 개인키 및 특수 공개키를 포함할 수 있다.
또한, 단계 S414에서 신규키 관리부(130)에 의해 배포된 상기 신규 공개키를 수신한 특수 노드는 상기 신규 공개키를 배포한 특수 노드(21)가 생성한 것임을 증명하는 특수 개인키(21a)에 대응하는 특수 공개키(22a)에 기초하여 상기 신규 공개키의 서명을 검증할 수 있다. 신규 개인키 및 신규 공개키 생성시 생성하는 특수 노드(21)의 특수 개인키를 통해 서명함으로써, 악의적으로 생성된 신규 공개키와 구분되어 보안성을 향상시킬 수 있다. 또한, 생성된 신규 공개키를 수신하는 특수 노드(22) 또한 신규 공개키를 배포한 특수 노드(21)가 생성한 것임을 증명하는 특수 개인키(21a)에 대응하는 특수 공개키(22a)를 통해 신규 공개키를 검증함으로써, 신규 공개키의 전송측과 수신측 모두에서 유효성 검증이 이루어질 수 있다.
배포된 신규 공개키를 수신한 특수 노드는, 신규 공개키의 서명이 유효하지 않은 것으로 검증된 경우, 기존의 공개키를 유지하고 신규 공개키를 무시할 수 있다. 또한, 신규 공개키의 서명이 유효한 것으로 검증된 경우, 기존의 공개키를 폐기하고 상기 신규 공개키를 채택할 수 있다. 신규 공개키를 수신한 각 특수 노드는 신규 공개키의 서명을 검증하여 정당한 특수 노드가 생성한 신규 공개키임을 확인하면, 이후 발생하는 신규 개인키를 위임받은 하위 노드에 의한 트랜잭션이 정당한 트랜잭션인 것으로 인지할 수 있다. 또한, 신규 공개키의 서명이 유효하지 않은 경우 신규 공개키를 무시함으로써 유효하지 않은 신규 공개키에 의한 트랜잭션이 발생되는 것을 차단할 수 있다.
본원의 일 실시 예에 따른 이종 블록체인간 통신 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 하위 블록체인 계층
21, 22: 특수 노드
20: 상위 블록체인 계층
100: 이종 블록체인간 통신 장치
110: 권한 위임부
120: 개인키 관리부
130: 신규키 관리부
210, 220: 하위 노드

Claims (12)

  1. 이종 블록체인간 통신 방법에 있어서,
    (a) 특수 노드가 개인키를 상기 특수 노드가 포함된 하위 블록체인 계층의 하위 노드로 전송하여 상기 특수 노드의 권한을 위임하는 단계;
    (b) 상기 개인키를 이용하여 발생된 트랜잭션을 통해 다른 특수 노드가 포함된 다른 하위 블록체인 계층의 다른 하위 노드에 데이터를 전송한 다음, 상기 특수 노드가 상기 개인키 및 상기 개인키에 대응하는 공개키를 폐기하는 단계; 및
    (c) 상기 특수 노드가 자신의 특수 개인키로 서명한 신규 개인키 및 상기 신규 개인키에 대응하는 신규 공개키를 생성하고, 상기 신규 공개키를 특수 노드간 연결되는 상위 블록체인 계층에 참여한 복수의 특수 노드로 배포하는 단계를 포함하고,
    복수의 특수 노드 각각은 자신이 속한 상기 상위 블록체인 계층과 자신이 속한 하위 블록체인 계층을 연결하는 노드이고,
    상기 (b) 단계에서, 상기 특수 노드의 권한을 위임받은 상기 하위 노드는 상기 상위 블록체인 계층을 통해 상기 다른 하위 노드로 상기 트랜잭션을 전송하고, 상기 다른 하위 노드로부터 상기 트랜잭션의 응답을 수신하며,
    상기 상위 블록체인 계층에 참여한 복수의 특수 노드 각각은 고유의 특수 개인키 및 특수 공개키를 포함하되,
    상기 (c) 단계에서, 배포된 상기 신규 공개키를 수신한 특수 노드는, 상기 신규 공개키를 배포한 특수 노드가 생성한 것임을 증명하는 특수 개인키에 대응하는 특수 공개키에 기초하여 상기 신규 공개키의 서명을 검증하고,
    배포된 상기 신규 공개키를 수신한 특수 노드는,
    상기 신규 공개키의 서명이 유효하지 않은 것으로 검증된 경우, 기존의 공개키를 유지하고 상기 신규 공개키를 무시하며,
    상기 신규 공개키의 서명이 유효한 것으로 검증된 경우, 기존의 공개키를 폐기하고 상기 신규 공개키를 채택하고,
    상기 (b) 단계를 통해 데이터를 수신하는 상기 다른 하위 노드는 상기 다른 특수 노드로부터 상기 다른 특수 노드의 개인키를 수신하여 상기 다른 특수 노드의 권한을 위임받아 상기 하위 노드에서 전송된 데이터를 수신하는 것인, 이종 블록체인간 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 상기 개인키는 상기 하위 노드가 상기 상위 블록체인 계층에 포함된 상기 특수 노드인 것으로 인식되도록 하여 상기 상위 블록체인 계층에 트랜잭션을 발생시킬 수 있도록 하는 키로서, 상기 특수 노드로부터 전송받은 상기 특수 노드의 개인키인 것인, 이종 블록체인간 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 개인키 및 공개키의 폐기는, 상기 다른 하위 노드가 상기 다른 특수 노드로부터 위임받은 개인키를 이용하여 발생시킨 트랜잭션을 통해 데이터를 전송받은 다음 수행되는 것인, 이종 블록체인간 통신 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 이종 블록체인간 통신 장치에 있어서,
    특수 노드가 포함된 하위 블록체인 계층의 하위 노드로 개인키를 전송하여 상기 특수 노드의 권한을 위임하는 권한 위임부;
    상기 개인키를 이용하여 발생된 트랜잭션을 통해 다른 특수 노드가 포함된 다른 하위 블록체인 계층의 다른 하위 노드에 데이터를 전송한 다음, 상기 개인키 및 상기 개인키에 대응하는 공개키를 폐기하는 개인키 관리부; 및
    상기 특수노드의 특수 개인키로 서명한 신규 개인키 및 상기 신규 개인키에 대응하는 신규 공개키를 생성하고, 상기 신규 공개키를 특수 노드간 연결되는 상위 블록체인 계층에 참여한 복수의 특수 노드로 배포하는 신규키 관리부를 포함하고,
    복수의 특수 노드 각각은 자신이 속한 상기 상위 블록체인 계층과 자신이 속한 하위 블록체인 계층을 연결하는 노드이고,
    상기 특수 노드의 권한을 위임받은 상기 하위 노드는 상기 상위 블록체인 계층을 통해 상기 다른 하위 노드로 상기 트랜잭션을 전송하고, 상기 다른 하위 노드로부터 상기 트랜잭션의 응답을 수신하며,
    상기 상위 블록체인 계층에 참여한 복수의 특수 노드 각각은 고유의 특수 개인키 및 특수 공개키를 포함하되,
    상기 신규키 관리부에 의해 배포된 상기 신규 공개키를 수신한 특수 노드는, 상기 신규 공개키를 배포한 특수 노드가 생성한 것임을 증명하는 특수 개인키에 대응하는 특수 공개키에 기초하여 상기 신규 공개키의 서명을 검증하고,
    상기 신규키 관리부로부터 배포된 신규 공개키를 수신한 특수 노드는, 상기 신규 공개키의 서명이 유효하지 않은 것으로 검증된 경우, 기존의 공개키를 유지하고 상기 신규 공개키를 무시하며,
    상기 신규 공개키의 서명이 유효한 것으로 검증된 경우, 기존의 공개키를 폐기하고 상기 신규 공개키를 채택하고,
    데이터를 수신하는 상기 다른 하위 노드는 상기 다른 특수 노드로부터 상기 다른 특수 노드의 개인키를 수신하여 상기 다른 특수 노드의 권한을 위임받아 상기 하위 노드에서 전송된 데이터를 수신하는 것인, 이종 블록체인간 통신 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 개인키는 상기 하위 노드가 상기 상위 블록체인 계층에 포함된 상기 특수 노드인 것으로 인식되도록 하여 상기 상위 블록체인 계층에 트랜잭션을 발생시킬 수 있도록 하는 키로서, 상기 특수 노드로부터 전송받은 상기 특수 노드의 개인키인 것인, 이종 블록체인간 통신 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 개인키 관리부는
    상기 다른 하위 노드가 상기 다른 특수 노드로부터 위임받은 개인키를 이용하여 발생시킨 트랜잭션을 통해 데이터를 전송받은 다음 상기 개인키 및 공개키를 폐기하는 것인, 이종 블록체인간 통신 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
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