KR102174375B1 - 다중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템 및 이의 동작 방법 - Google Patents

다중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템 및 이의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템의 동작 방법에 관한 것이다. 본 발명은 서비스 제공서버가 사용자단말로부터 거래 처리 요청이 수신되면, 다수개의 블록체인 노드 중 제1블록체인노드로 제1거래 처리 요청을 전달하고, 상기 제1블록체인노드로부터 제1거래 유효성 검증 결과를 반환받는 단계와, 제1거래가 유효하면 제1블록체인노드가 메인블록을 생성하고, 제1거래에 대한 데이터를 상기 메인블록에 저장하여 블록체인 네트워크 상에 전파하는 단계와, 상기 블록체인 네트워크에서 제1거래 유효성을 검증하고 유효하면 분산합의를 하는 단계를 포함한다. 또한, 서비스 제공서버가 사용자단말로부터 상기 제1거래와 관련된 이벤트가 발생하여 제2거래 처리 요청이 수신되면, 다수개의 다수개의 블록체인 노드 중 제1블록체인노드로 제2거래 처리 요청을 전달하고, 상기 제1블록체인노드로부터 거래 유효성 검증 결과를 반환받는 단계와, 제1블록체인노드가 차일드블록을 생성하고, 생성된 차일드블록에 데이터를 분할저장하여 블록체인 네트워크 상에 전파하는 단계와, 상기 블록체인 네트워크에서 제2거래 유효성을 검증하고 유효하면 분산합의를 하는 단계를 포함한다.

Description

다중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템 및 이의 동작 방법{Private blockchain system including dual blockchain structure and method of operation thereof}
본 발명은 이중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템 및 이의 동작 방법에 관한 것으로, 특히, 다중 블록체인 구조의 메인 블록과 차일드블록을 생성하고 거래 관련 데이터를 분산 저장하는 이중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
제조업체는 상품의 구매를 예측하여 제조 및 생산을 하는 것이 일반적이다. 또한, 판매업자, 유통업체 역시 시장을 예측하여 제조업체에게 주문 및 수입을 진행한다. 이러한 선예측 시스템의 구조에서는 판매에 다른 마케팅비용, 재고의 비용 부담 등의 문제점을 야기하고 있다. 시장 예측이 어려운 상품의 경우 예측하여 생산하는 부분은 모험일 수도 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여 프리 오더(선 주문)시스템을 도입하여 진행하는 방안이 마련이 되고 있다. 하지만, 프리 오더의 경우 선마케팅 비용이 들어간다는 점과 선 오더의 취소에 따른 상품 재고의 발생, 계약의 안정화가 되지 않는 문제가 있다. 이러한 문제들은 계약의 공증, 상품의 생산, 수입 물건의 공증성, 재고의 관리 등의 단계를 체계적으로 관리하지 않는 경우로 인하여 발생이 되는 사항이다.
선행기술로는 등록특허 제10-203951호(블록체인을 통한 상품의 유통 및 유통이력 조회 관리 플랫폼)에서 다양한 형태의 디지털 상품의 유통과 유통이력관리를 통해서 진품과 가품을 판정하는 블록체인 기반 유통이력 조회 및 관리 플랫폼을 개시하고 있을 뿐이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 스마트 물류 시스템 구축을 위해 다중 블록체인 기반의 메인 블록과 이와 연결된 차일드블록을 생성하여 거래 관련 데이터를 분할 저장함으로써 신뢰성을 높이는 이중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 이중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템 및 이의 동작 방법은, 서비스 제공서버가 사용자 단말로부터 제1거래 처리 요청이 수신되면, 다수개의 블록체인 노드 중 제1블록체인노드로 제1거래 처리 요청을 전달하고, 상기 제1블록체인노드로부터 거래 유효성 검증 결과를 반환 받는 단계와, 거래가 유효하면 제1블록체인노드가 메인블록을 생성하고, 제1거래에 대한 데이터를 상기 메인블록에 저장하여 블록체인 네트워크 상에 전파하는 단계와, 상기 블록체인 네트워크에서 거래 유효성을 검증하고 유효하면 분산합의를 하는 단계를 포함한다.
서비스제공서버는 제2거래 처리 요청이 수신되면, 다수개의 블록체인 노드 중 제1블록체인노드로 제2거래 처리 요청을 전달하고, 상기 제1블록체인노드로부터 제2거래 유효성 검증 결과를 반환 받는 단계와, 제1블록체인노드가 차일드블록을 생성하고, 생성된 차일드블록에 데이터를 분할 저장하여 블록체인 네트워크 상에 전파하는 단계와, 상기 블록체인 네트워크에서 거래 유효성을 검증하고 유효하면 분산합의를 하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면 다중 블록체인 구조를 통해 주문자, 발주자, 일반고객 각각의 입장에서 블록을 생성하고 해당 블록에 대하여 스마트 계약을 통해 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명은 데이터가 분산 저장되며 차일드블록은 데이터가 저장된 위치 및 해당 분산 데이터의 정보를 저장하여 대용량 데이터 처리가 가능하다.
또한, 스마트공장, 웨어하우스에 상품이 생산 또는 입고가 되는 과정을 촬영한 데이터, 생산 수량, 입고 수량을 기록하는 것으로 블록체인 시스템과 연동이 되어 해당 시스템은 스마트 공장 또는 웨어하우스의 IOT기기와 연동이 되어 생산 팔레트, 입고 팔레트를 통하여 해당 생산 상품의 수량 및 재고를 파악하여 계약된 상품의 수만큼이 생산이 되었는지 또는 입고가 되었는지를 검증할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템에서 메인블록이 생성되는 방법에 대해 설명하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템에서 차일드블록이 생성되는 방법에 대해 설명하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템의 블록생성방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템의 분산저장방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다중 블록체인 구조를 설명하는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 메인블록과 차일드블록의 데이터를 분산 저장 방법을 설명하는 개념도이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 또는 대체물을 포함한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템에서 메인블록이 생성되는 방법에 대해 설명하는 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 프라이빗 블록체인 시스템은 사용자 단말(100), 서비스제공서버(200), 블록체인네트워크(300)로 구성된다. 블록체인 네트워크(300)는 제1블록체인노드(300a)와 제2 내지 제N블록체인노드(300b 내지 300n)로 표현될 수 있다. 이때, 블록체인 네트워크(300)는 허가된 사용자 및 허가된 블록체인 노드만이 참여하는 퍼미션 기반의 블록체인 네트워크일 수 있다.
메인블록이 생성되는 방법은 서비스 제공서버(200)가 사용자 단말(100)로부터 제1거래 처리 요청이 수신되면(S101), 다수개의 블록체인 노드 중 제1블록체인노드(300a)로 제1거래 처리 요청을 전달하고(S103), 상기 제1블록체인노드(300a)로부터 거래 유효성 검증 결과를 반환 받는다(S107). 이때, 상기 제1거래는 다양한 형태의 거래일 수 있으며, 본 발명에서는 스마트 물류 시스템에 적용하는 적용예를 기준으로 설명한다. 상기 제1거래는 주문자, 발주자, 일반고객 중 적어도 하나에서 요청하는 거래일 수 있다. 또한, 제1거래는 생산자, 웨어하우스, 스마트공장의 승인에 의해서 요청될 수 있다.
거래 유효성 검증 요청을 받은 제1블록체인노드(300a)는 상기 제1 거래를 요청한 참여자의 개인 Key ID 식별을 통해 유효한 참여자인지 검증하고 상기 제1거래의 고객의 거래 요청 내용이 공시된 계약 거래의 내용과 동일 여부를 확인하여 해당 거래가 유효하면, 검증한 결과를 서비스 제공 서버(200)에 통보한다.
거래가 유효하면 제1블록체인노드(300a)는 메인블록을 생성하고(S111), 제1거래에 대한 데이터를 상기 메인블록에 저장하여(S111), 블록체인 네트워크 상에 전파한다(S113). 이때, 메인블록은 제1거래에 대한 주문 데이터를 포함할 수 있다. 추후 기술할 차일드블록은 상기 제1거래에 대한 구체적인 주문 내용, 계약 사항, 진행 사항이 발생될 때마다 생성되며, 상기 메인블록과 상기 차일드블록이 서로 연동되어 데이터를 공유할 수 있다. 상기 메인블록과 상기 차일드블록은 다중 나선 형태로 연결될 수 있다.
상기 블록체인 네트워크(300)에서 거래 유효성을 검증하고 유효하면 분산합의를 하고(S117), 제1블록체인노드(300a)는 서비스제공서버(200)에 거래확정을 통지하고(S119), 서비스제공서버(200)는 사용자 단말(100)에 거래확정을 통지한다(S121).
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템에서 차일드블록이 생성되는 방법에 대해 설명하는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 서비스 제공서버(200)가 사용자 단말(100)로부터 상기 제1거래와 관련된 이벤트가 발생하여 제2거래 처리 요청이 수신되면, 다수개의 다수 개의 블록체인 노드 중 제1블록체인노드(300a)로 제2거래 처리 요청을 전달한다(S203).
제1블록체인노드(300a)가 차일드블록을 생성하고(S205), 생성된 차일드블록에 데이터를 분할 저장하여(S207), 블록체인 네트워크 상에 전파한다(S209).
이때, 상기 메인블록은 차일드블록의 핵사코드를 저장하고, 상기 차일드블록은 분할된 데이터의 위치 및 데이터 값을 핵사코드로 분산화 하여 저장한다.
블록체인 네트워크에서 거래 유효성을 검증하고(S211), 유효하면 분산합의를 한다(S213). 제1블록체인노드(300a)는 서비스제공서버(200)에 거래확정을 통지하고(S215), 서비스제공서버(200)는 사용자 단말(100)에 거래확정을 통지한다(S217).
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템의 블록생성방법을 설명하는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 사용자 단말로부터 제1거래가 요청되면, 서비스제공서버는 제1블록체인노드에 요청하여 메인블록이 생성된다(S310). 사용자 단말로부터 제2거래가 요청되면, 서비스제공서버는 제1블록체인노드에 요청하여 차일드블록이 생성된다(S320). 상기 제2거래는 제1거래에 대한 구체적인 주문 내용, 계약 사항, 진행 사항이 발생될 때 요청될 수 있다. 차일드블록에 메인블록의 해시코드를 할당하여 연결한다(S330).
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템의 분산저장방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 제1거래 요청에 따라 메인블록이 생성되면, 메인블록이 생성된 노드 서버에 계약 관련 데이터를 저장한다(S410). 제2거래 요청에 따라 메인 블록과 연동되는 차일드블록을 생성한다(420). 차일드블록이 생성된 노드 서버에 원데이터를 조각화 하여 분산 저장한다(S430).
즉, 데이터 저장 방식에 있어 발생된 데이터는 메인DB 서버에 저장되는 것이 아니라 블록체인 네트워크에 참여한 노드 수에 따라 데이터를 분할하여 저장할 수 있다. 또한, 데이터의 보존 및 분실 방지를 위하여 데이터 저장 시 암호화를 통해 저장 후 분할하여 각 노드에 분산 배치할 수 있다. 각 분산된 데이터에 대하여 핵사코드를 생성하여 해당 코드를 차일드블록에 분산화 하여 저장할 수 있다. 즉, 각 주문 별 메인 블록을 생성하고, 상기 메인블록을 기준으로 각각의 오더 블록으로 묶어서 이루어지는 체인구조를 가질 수 있다. 각 메인 블록으로부터 파생되어 생성된 차일드블록을 가지고 있어 다중 블록 생성구조의 네트워크 구조일 수 있다.
데이터 분할 방식은 데이터의 2진화된 데이터를 각 노드의 수, 계약의 수에 따라 정합의 수에 의하여 역순으로 배열 후 나뉘어진 값으로 데이터를 분할하여 저장할 수 있다.
구체적으로, 데이터를 분산화 하여 저장하는 방법에 있어 메인 블록에 생성이 되는 노드 서버에 계약 관련 데이터가 1차적으로 저장이 되고, 이후, 계약 이후의 프로세스 절차에 따라 상품이 입고되면 메인 블록을 참조하고, 참조된 메인 블록과 연결된 노드에서 메인 블록과 연동이 되는 차일드블록을 생성한다. 이때, 생성되는 차일드블록은 최초 생성된 노드의 서버에 2차 데이터를 저장이 되는 데 이때 메인 블록의 데이터와 2차 생성된 블록의 데이터를 분할하여 각 노드 서버에 분산화 하여 저장한다. 이때 분산할 때의 종래의 방식은 원데이터를 이중화하여 분산하는 방식이나, 본 발명은 원데이터를 조각화 하여 조각된 데이터를 분산화 하는 방식으로 데이터의 위변조를 방지할 수 있다. 데이터를 조각화 하는 방법은 아래의 수학식에 의해 계산된다.
Figure 112020017811644-pat00001
데이터 크기 S 에 대하여 n개의 차일드블록이 발생이 되면 S = S1 + S2,
S1= S*( M / (SUM(n1)+1)), S2= S1*( M/ (sum(n1, n2) +1)), S3 = S1*( M/ (sum(n1, n2 , n3)+1))으로 계산될 수 있다.
즉, 본 발명의 데이터는 메인블록과, 메인블록으로부터 파생되어 생성되는 차일드블록이 생성된 노드의 서버에 분산 저장되고 저장된 파편은 핵사코드로 암호화되어 블록에 저장이 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템의 구성도이다.
도 5를 참조하면, 프라이빗 블록체인 시스템(10)은 다수개의 사용자 단말(100a, 100b, 100c), 서비스제공서버(200), 블록체인네트워크(300)로 구성된다. 서비스제공서버(200)는 통신부(210), 블록생성부(220), 거래검증부(230), 저장부(240)로 구성된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다중 블록체인 구조를 설명하는 개념도이다.
도 6을 참조하면, 다수개의 노드(400a 내지 400h)는 서로 체인형태로 연결된다. 제1노드(400a), 제5노드(400e), 제8노드(400h)가 메인블록(M#1) 및 제1차일드블록(C#1)과 연결될 수 있고, 제2노드(400b), 제4노드(400d), 제7노드(400g)가 메인블록(M#2), 제1차일드블록(C#2) 및 제2차일드블록(C#1)로 연결될 수 있다. 즉, 본 발명은 체인구조의 노드들과 계층구조의 다수개의 블록들이 연결되어 이중 블록체인 구조로 이루어질 수 있다. 구체적으로 각 오더 블록은 연결된 구조로, 커튼 구조의 형태로 각 메인블록은 라인으로 연결이 되어 있고, 해당 메인블록에 의해 파생된 차일드블록은 메인블록에 매달린 형태로 블록 데이터가 생성이 되는 구조를 가질 수 있다. 이러한 구조를 통해 이력 발생으로부터 계약체결을 공증하고 계약 이행에 따른 제반서류가 차일드블록에 저장이 될 수 있다. 데이터 측면에서 보면 1*n의 순열식에 의하여 데이터가 생성이 되고, 해당 트랜잭션 데이터가 네트워크 안에서 전송이 되는 방식이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 메인블록과 차일드블록의 데이터를 분산 저장 방법을 설명하는 개념도이다.
도 7을 참조하면, 메인블록(M#1)은 서로 다른 노드 서버에 분산 저장된 제1거래데이터(600)와 제2거래데이터(700a)가 저장된 헥사코드를 저장하여 접근하고, 제1차일드차일드블록(C#1)은 제2거래데이터(700b)가 저장된 헥사코드를 저장하여 접근할 수 있다.
발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10; 프라이빗 블록체인 시스템 100; 사용자단말
200; 서비스제공서버 210; 통신 인터페이스부
220; 블록생성부 230; 거래검증부
240; 저장부 300; 블록체인네트워크

Claims (6)

  1. 이중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템의 동작 방법에 있어서,
    서비스 제공서버가 사용자단말로부터 제1거래 처리 요청이 수신되면, 다수개의 블록체인 노드 중 제1블록체인노드로 제1거래 처리 요청을 전달하고, 상기 제1블록체인노드로부터 제1거래 유효성 검증 결과를 반환받는 단계;
    상기 제1거래가 유효하면 제1블록체인노드가 메인블록을 생성하고, 거래에 대한 데이터를 상기 메인블록에 저장하여 블록체인 네트워크 상에 전파하는 단계;
    상기 블록체인 네트워크에서 거래 유효성을 검증하고 유효하면 분산합의를 하는 단계;
    서비스 제공서버가 사용자단말로부터 상기 거래와 관련된 이벤트가 발생하여 제2거래 처리 요청이 수신되면, 다수개의 다수개의 블록체인 노드 중 제1블록체인노드로 제2거래 처리 요청을 전달하는 단계;
    제1블록체인노드가 차일드블록을 생성하고, 생성된 차일드블록에 데이터를 분할저장하여 블록체인 네트워크 상에 전파하는 단계; 및
    상기 블록체인 네트워크에서 거래 유효성을 검증하고 유효하면 분산합의를 하는 단계를 포함하는 이중 블록체인 구조를 포함하고,
    상기 메인블록은 차일드블록의 핵사코드를 저장하고, 상기 차일드블록은 분할된 데이터의 위치 및 데이터 값을 핵사코드로 분산화하여 저장하되,
    상기 차일드블록에 분할저장되는 데이터의 크기는 아래의 수학식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 이중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템의 동작 방법.
    Figure 112020097207810-pat00009
    , 이때 S는 데이터크기, n은 생성되는 차일드블록의 수, MB는 메인블록, CB는 차일드블록.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 블록체인 네트워크는, 허가된 사용자 및 허가된 블록체인 노드만이 참여하는 퍼미션 기반의 블록체인 네트워크인 것을 특징으로 하는 이중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템의 동작 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노드는 체인 구조로 연결되고, 상기 메인블록과 상기 차일드블록은 계층 구조로 연결되는 것을 특징으로 하는 이중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템의 동작 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1거래는 최초 주문에 대한 거래이고, 상기 제2거래는 최초 주문과 관련된 주문 내용, 계약 사항, 진행 사항에 대한 거래인 것을 특징으로 하는 이중 블록체인 구조를 포함하는 프라이빗 블록체인 시스템의 동작 방법.

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