KR102384351B1 - 블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법 - Google Patents

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Abstract

블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법이 제공된다. 복수의 블록체인 노드를 포함하는 블록체인 기반 시스템에서 수행되는 블록 생성 방법은, 상기 복수의 블록체인 노드 중 제1 블록체인 노드가, 제1 노드 스코어를 산출하는 단계, 상기 제1 블록체인 노드가, 상기 제1 노드 스코어를 복수의 블록체인 노드로 전파하는 단계, 상기 제1 블록체인 노드가, 상기 복수의 블록체인 노드 중 상기 제1 노드 스코어를 수신한 제2 블록체인 노드로부터 블록 생성 권한을 위임받는 단계 및 상기 제1 블록체인 노드가, 블록 생성 권한에 기초한 블록 생성 노드 조건을 만족한다는 판정에 응답하여, 신규 블록의 생성을 개시하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법{METHOD FOR GENERATING A BLOCK IN A BLOCKCHAIN-BASED SYSTEM}
본 발명은 블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 블록체인 환경에서 블록 생성 프로세스의 효율성 및 공평성을 향상시키기 위해 고안된 블록 생성 방법 및 그 방법을 수행하는 블록체인 기반 시스템에 관한 것이다.
블록체인(blockchain)은 지속적으로 증가하는 데이터를 특정 단위의 블록에 기록하고, P2P(peer-to-peer) 네트워크를 구성하는 각각의 노드들이 다수의 블록을 체인 형태의 자료 구조로 관리하는 데이터 관리 기술 또는 상기 체인 형태의 자료 구조로 구성된 데이터 그 자체를 의미한다. 이때, 체인 형태의 자료 구조로 구성된 블록체인은, 중앙 시스템의 개입 없이 각각의 노드에서 분산 원장(distributed ledger) 형태로 운영된다.
블록체인 기반 시스템은 분산된 환경에서 데이터의 무결성(integrity) 및 일치성(conformity)을 보장하기 위해 네트워크 전반에 걸쳐 합의(consensus) 프로세스를 수행한다. 합의 프로세스는 블록 생성, 블록 전파 및 블록 검증 등의 프로세스를 통해 이루어지며, 지금까지 제안된 블록체인 기반 시스템은 작업 증명(proof of work), 지분 증명(proof of stake) 등의 합의 알고리즘을 이용하여 합의 프로세스를 수행하고 있다.
그러나, 작업 증명과 지분 증명은 비효율적인 컴퓨팅 자원 소모, 블록 생성 집중화 등의 단점들이 존재하여 기업용 블록체인에 적용되기에는 다소 부적합한 면이 있다.
구체적으로, 작업 증명 방식에서는, 블록을 생성하기 위해 모든 블록체인 노드가 경쟁적으로 채굴 행위를 수행하기 때문에, 블록 생성 프로세스에 과도한 컴퓨팅 자원이 소모되는 단점이 존재한다. 아울러, 채굴 행위로 인해 과도한 전력 소비가 유발되기 때문에 작업 증명 방식을 그대로 기업용 블록체인에 적용하는 것은 적절하지 않다.
또한, 지분 증명 방식에서는, 지분이 많은 일부 블록체인 노드에게 블록 생성 요청이 집중될 수 있기 때문에, 블록 생성의 공평성(fairness)이 보장될 수 없다는 단점이 존재한다. 특히, 다수의 블록을 생성하는 블록체인 노드는 공격 타깃이 되어 전체 시스템의 신뢰성 및 보안성을 저하시키는 취약점이 될 수 있기 때문에, 지분 증명 방식을 기업용 블록체인에 적용하는 것 또한 적절하지 않다.
더욱이, 상기 합의 알고리즘들은 처음부터 퍼블릭 블록체인(public blockchain)을 타겟팅하여 고안된 알고리즘이기 때문에, 상기 합의 알고리즘들이 프라이빗 블록체인(private blockchain)으로 구현되는 기업용 블록체인에 최적화되기 어렵다는 것도 하나의 문제이다.
상기와 같은 문제들을 해결하기 위해, 기업용 블록체인에 최적화된 새로운 방식의 합의 방식이 요구되며, 특히 블록 생성 프로세스의 효율성과 공평성을 담보할 수 있는 블록 생성 방법이 요구되고 있다.
한국공개특허 제10-2018-0029695호 (2018.03.21 공개)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 블록체인 환경에서 블록 생성 프로세스의 효율성을 향상시킬 수 있는 블록 생성 방법 및 그 방법을 수행하는 블록체인 기반 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 블록체인 환경에서 블록 생성의 공평성을 담보할 수 있는 블록 생성 방법 및 그 방법을 수행하는 블록체인 기반 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 프라이빗 블록체인으로 구현되는 블록체인 기반 시스템에 최적화된 블록 생성 방법 및 그 방법을 수행하는 블록체인 기반 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법은, 복수의 블록체인 노드를 포함하는 블록체인 기반 시스템에서 수행되는 블록 생성 방법에 있어서, 상기 복수의 블록체인 노드 중 제1 블록체인 노드가, 제1 노드 스코어를 산출하는 단계, 상기 제1 블록체인 노드가, 상기 제1 노드 스코어를 복수의 블록체인 노드로 전파하는 단계, 상기 제1 블록체인 노드가, 상기 복수의 블록체인 노드 중 상기 제1 노드 스코어를 수신한 제2 블록체인 노드로부터 블록 생성 권한을 위임받는 단계 및 상기 제1 블록체인 노드가, 블록 생성 권한에 기초한 블록 생성 노드 조건을 만족한다는 판정에 응답하여, 신규 블록의 생성을 개시하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 블록 생성 권한의 위임 여부는, 상기 제2 블록체인 노드에 의해 산출된 제2 노드 스코어와 상기 제1 노드 스코어와의 비교 결과에 기초하여 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 노드 스코어는 블록체인에 포함된 특정 블록의 해시 값 및 상기 제1 블록체인 노드의 식별 값에 기초하여 산출될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 블록체인 노드가, 작업 증명(proof of work)을 통해 상기 신규 블록을 생성하는 단계를 더 포함하되, 상기 복수의 블록체인 노드 중에서 상기 블록 생성 노드 조건을 만족한 블록체인 노드만이 상기 작업 증명을 수행할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법은, 복수의 블록체인 노드를 포함하는 블록체인 기반 시스템에서 수행되는 블록 생성 방법에 있어서, 상기 복수의 블록체인 노드 중 제1 블록체인 노드가, 제1 노드 스코어를 산출하는 단계, 상기 제1 블록체인 노드가, 상기 복수의 블록체인 노드 중 제2 블록체인 노드로부터 제2 노드 스코어를 수신하는 단계 및 상기 제1 블록체인 노드가, 상기 제1 노드 스코어와 상기 제2 노드 스코어의 비교 결과에 기초하여 블록 생성 권한을 상기 제2 블록체인 노드에게 위임하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 노드 스코어는 블록체인에 포함된 특정 블록의 해시 값 및 상기 제2 블록체인 노드의 식별 값에 기초하여 산출될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 위임하는 단계는, 상기 해시 값 및 상기 식별 값을 기초로 상기 제2 블록체인 노드를 검증하는 단계 및 상기 제2 블록체인 노드가 유효하다고 검증된 경우에 한하여 상기 블록 생성 권한을 위임하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 블록체인 노드는, 프로세서, 메모리 및 상기 메모리에 저장되고, 상기 프로세서에 의해 실행되는 적어도 하나의 프로그램을 포함하되, 상기 적어도 하나의 프로그램은, 제1 노드 스코어를 산출하는 동작, 상기 제1 노드 스코어를 복수의 블록체인 노드로 전파하는 동작, 상기 복수의 블록체인 노드 중 상기 제1 노드 스코어를 수신한 블록체인 노드로부터 블록 생성 권한을 위임받는 동작 및 블록 생성 권한에 기초한 블록 생성 노드 조건을 만족한다는 판정에 응답하여, 신규 블록의 생성을 개시하는 동작을 수행하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨팅 장치와 결합되어, 제1 노드 스코어를 산출하는 단계, 상기 제1 노드 스코어를 복수의 블록체인 노드로 전파하는 단계, 상기 복수의 블록체인 노드 중 상기 제1 노드 스코어를 수신한 제2 블록체인 노드로부터 블록 생성 권한을 위임받는 단계 및 블록 생성 권한에 기초한 블록 생성 노드 조건을 만족한다는 판정에 응답하여, 신규 블록의 생성을 개시하는 단계를 실행시키기 위하여, 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 저장될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 블록체인 노드는, 프로세서, 메모리 및 상기 메모리에 저장되고, 상기 프로세서에 의해 실행되는 적어도 하나의 프로그램을 포함하되, 상기 적어도 하나의 프로그램은, 상기 복수의 블록체인 노드 중 제1 블록체인 노드가, 제1 노드 스코어를 산출하는 동작, 상기 복수의 블록체인 노드 중 제2 블록체인 노드로부터 제2 노드 스코어를 수신하는 동작 및 상기 제1 노드 스코어와 상기 제2 노드 스코어의 비교 결과에 기초하여 블록 생성 권한을 상기 제2 블록체인 노드에게 위임하는 동작을 수행하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨팅 장치와 결합되어, 제1 노드 스코어를 산출하는 단계, 상기 복수의 블록체인 노드 중 제2 블록체인 노드로부터 제2 노드 스코어를 수신하는 단계 및 상기 제1 노드 스코어와 상기 제2 노드 스코어의 비교 결과에 기초하여 블록 생성 권한을 상기 제2 블록체인 노드에게 위임하는 단계를 실행시키기 위하여, 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 저장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인 기반 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인 노드의 상태 천이도를 도시한다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 노드 스코어 산출 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법을 부연 설명하기 위한 예시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인 노드를 나타내는 하드웨어 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에 대한 설명에 앞서, 본 명세서에서 사용되는 몇몇 용어들에 대하여 명확하게 하기로 한다.
본 명세서에서, 블록체인 네트워크(blockchain network)란, 블록체인 알고리즘/프로토콜에 따라 동작하는 복수의 블록체인 노드로 구성된 P2P(peer- 구조의 네트워크를 의미한다.
본 명세서에서, 블록체인 노드란, 블록체인 네트워크를 구성하고 블록체인 알고리즘/프로토콜에 기초하여 블록체인을 유지하고 관리하는 컴퓨팅 노드를 의미한다. 상기 컴퓨팅 노드는 물리적 컴퓨팅 장치 또는 가상 머신(virtual machine)과 같이 논7리적 컴퓨팅 장치로 구현될 수도 있다. 상기 컴퓨팅 노드가 가상 머신으로 구현되는 경우, 하나의 물리적 컴퓨팅 장치에 복수의 블록체인 노드가 포함될 수도 있다. 상기 블록체인 노드가 물리적 컴퓨팅 장치로 구현된 예는 도 14를 참조하도록 한다.
본 명세서에서, 인스트럭션(instruction)은 기능을 기준으로 묶인 일련의 명령어들로서 컴퓨터 프로그램의 구성 요소이자 프로세서에 의해 실행되는 것을 가리킨다.
이하, 본 발명의 몇몇 실시예들에 대하여 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인 기반 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 상기 블록체인 기반 시스템은 블록체인 관리 장치(200) 및 블록체인 네트워크(10)를 구성하는 복수의 블록체인 노드(100)를 포함하도록 구성될 수 있다. 단, 이는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예일뿐이며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 추가되거나 삭제될 수 있음은 물론이다. 또한, 도 1에 도시된 블록체인 기반 시스템의 각각의 구성 요소들은 기능적으로 구분되는 기능 요소들을 나타낸 것으로서, 적어도 하나의 구성 요소가 실제 물리적 환경에서는 서로 통합되는 형태로 구현될 수도 있음에 유의한다. 예를 들어, 블록체인 관리 장치(200)와 적어도 하나의 블록체인 노드(100)는 동일한 물리적 컴퓨팅 장치 내의 서로 다른 로직(logic)의 형태로 구현될 수 있다.
상기 블록체인 기반 시스템에서, 블록체인 노드(100)는 블록체인 알고리즘(또는 프로토콜)에 따라 동작하는 컴퓨팅 노드이다. 전술한 바와 같이, 상기 컴퓨팅 노드는 가상 머신과 같은 논리적 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있고, 물리적 컴퓨팅 장치로 구현될 수도 있다. 상기 물리적 컴퓨팅 장치는 예를 들어 노트북, 데스크톱(desktop), 랩탑(laptop) 등을 포함할 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니며 컴퓨팅 기능 및 통신 기능이 구비된 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다.
블록체인 노드(100)는 블록체인 네트워크(10) 전반에 걸쳐 수행되는 합의 프로세스를 통해 동일한 블록체인을 유지한다. 따라서, 상기 블록체인 기반 시스템은 중앙 서버의 개입 없이 분산된 환경에서 관리 대상 데이터의 무결성 및 보안성을 보장할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 각각의 블록체인 노드(100)는 노드 스코어를 산출 및 전파하고, 노드 스코어의 비교 결과에 기초하여 블록 생성 권한을 위임하거나 위임받는 과정을 수행한다. 또한, 각각의 블록체인 노드(100)는 자율적으로 소정의 블록 생성 노드 조건(e.g. n개 이상의 블록 생성 권한을 위임받는 조건 등)을 만족하는지 판정하고, 만족 판정에 응답하여 신규 블록의 생성을 개시하도록 동작한다. 이때, 상기 노드 스코어는 매 블록 생성 프로세스마다 달라질 수 있기 때문에, 신규 블록을 생성하는 블록체인 노드 또한 매 블록 생성 프로세스마다 달라질 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 블록 생성의 공평성이 향상될 수 있다. 아울러, 모든 블록체인 노드가 신규 블록을 생성하기 위해 작업 증명을 수행할 필요가 없기 때문에, 비효율적으로 컴퓨팅 자원이 소모되는 문제 또한 해결될 수 있다. 본 실시예에 대한 자세한 설명은 도 2 이하의 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
전술한 실시예에서, 상기 블록 생성 노드 조건은 문자 그대로 블록 생성 노드가 될 수 있는 조건으로, 상기 블록 생성 노드 조건을 만족시킨 블록체인 노드만이 신규 블록의 생성에 참여할 수 있는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 상기 노드 스코어는 블록 생성 권한의 위임 여부를 결정하기 위해 블록체인 노드 별로 산출되는 스코어를 의미한다. 상기 노드 스코어를 산출하는 방법에 대한 자세한 설명은 도 7을 참조하여 후술하도록 한다.
상기 블록체인 기반 시스템에서, 블록체인 관리 장치(200)는 블록체인 네트워크(10)에 관한 관리 기능을 수행하는 컴퓨팅 장치이다. 여기서, 여기서, 상기 컴퓨팅 장치는, 노트북, 데스크톱(desktop), 랩탑(laptop) 등을 포함할 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니며 컴퓨팅 기능 및 통신 기능이 구비된 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다.
블록체인 관리 장치(200)는 블록체인 네트워크(10)에 참여하는 블록체인 노드(100)에 대한 인증, 권한 관리, 상태 체크 등을 수행할 수 있다. 또한, 블록체인 관리 장치(200)는 블록체인 상의 분기 발생 등에 대한 모니터링을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 블록체인 관리 장치(200)는 각각의 블록체인 노드(100)로 소정의 블록 생성 노드 조건을 제공할 수 있다. 이때, 상기 블록 생성 노드 조건은 블록 생성 권한에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 블록 생성 노드 조건은 n개 이상(n은 1이상의 자연수)의 블록체인 노드로부터 블록 생성 권한을 위임받는 조건, 전체 블록체인 노드 중 k% 이상(k는 0이상의 실수)의 블록체인 노드로부터 블록 생성 권한을 위임받는 조건 등과 같이 다양하게 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 블록체인 관리 장치(200)는 다양한 기준에 따라 블록 생성 노드 조건을 변경할 수 있다. 일 예를 들어, 블록체인 관리 장치(100)는 평균 블록 생성 시간에 기초하여 블록 생성 노드 조건을 완화하거나 더 엄격하게 변경할 수 있다. 이를테면, 블록체인 관리 장치(200)는 평균 블록 생성 시간이 증가하면 상기 블록 생성 노드 조건을 완화할 수 있다. 다른 일 예를 들어, 블록체인 관리 장치(200)는 블록체인 상에 분기가 발생하는 정도에 기초하여 블록 생성 노드 조건을 완화하거나 더 엄격하게 변경할 수 있다. 이를테면, 블록체인 관리 장치(100)는 블록체인 상의 분기 발생 빈도가 늘어나면 상기 블록 생성 노드 조건을 더 엄격하게 변경할 수 있다.
참고로, 블록체인 관리 장치(200)의 도움 없이도, 각 블록체인 노드(100)가 전술한 기준에 따라 자체적으로 블록 생성 노드 조건을 변경할 수도 있으며, 이는 구현 방식의 차이에 불과할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 블록체인 관리 장치(200) 또는 블록체인 노드(100)는 소정의 설정 정보에 따라 블록 생성 노드 조건을 변경할 수 있다. 이때, 상기 설정 정보는 전술한 기준(e.g. 평균 블록 생성 시간, 분기 발생 빈도 등)에 기초한 조건, 이에 대응되는 블록 생성 노드 조건으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 설정 정보는 분기 발생 빈도가 임계치 이하인 경우의 블록 생성 노드 조건, 분기 발생 빈도가 임계치 이상인 경우의 블록 생성 노드 조건 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 블록체인 노드(100) 별로 서로 다른 블록 생성 노드 조건이 적용될 수 있다. 예를 들어, 성능이 뛰어난 블록체인 노드 또는 부하(e.g. CPU 점유율)가 낮은 블록체인 노드에게는 다른 블록체인 노드보다 더 완화된 블록 생성 노드 조건이 적용될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 성능이 뛰어나거나 부하가 낮은 블록체인 노드가 신규 블록을 생성하도록 유도되는 바, 전체 시스템의 부하 밸런싱이 자동으로 수행되는 효과가 달성될 수 있다.
도 1에 도시된 블록체인 기반 시스템의 구성 요소(100, 200)는 네트워크를 통해 통신할 수 있다. 여기서, 상기 네트워크는 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network; WAN), 이동 통신망(mobile radio communication network), Wibro(Wireless Broadband Internet) 등과 같은 모든 종류의 유/무선 네트워크로 구현될 수 있다.
지금까지, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인 기반 시스템에 대하여 설명하였다. 다음으로, 도 2 내지 도 13을 참조하여 상기 블록체인 기반 시스템에서 수행되는 블록 생성 방법에 대하여 설명하도록 한다.
먼저, 보다 이해의 편의를 제공하기 위해, 블록 생성 프로세스가 진행되는 동안 나타날 수 있는 블록체인 노드(100)의 상태 천이 과정에 대하여 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인 노드(100)의 상태 천이도를 도시하고 있다. 도 2에서, 괄호로 표시된 기재는 상태 천이를 야기하는 이벤트를 가리키고, 괄호로 표시되지 않은 기재는 상태 천이 도중에 수행되는 액션을 가리킨다.
도 2를 참조하면, 블록체인 노드(100)는 매 블록 생성 프로세스마다 유휴 상태(idle, 1), 후보 상태(candidate, 3), 블록 수신 대기 상태(waitBlock, 5), 선출 상태(elected, 7)를 가질 수 있다.
유휴 상태(1)는 블록 생성 프로세스가 개시되는 초기 상태를 의미한다. 블록체인 노드(100)는 다른 블록체인 노드에 의해 생성된 신규 블록을 수신하거나 자신이 신규 블록을 생성한 이후에 새로운 블록 생성 프로세스를 개시한다.
후보 상태(3)는 블록체인 노드(100)가 블록 생성 후보 노드로 존재하는 상태를 의미한다. 블록체인 노드(100)는 자신의 노드 스코어를 산출하고, 산출된 노드 스코어를 전파함으로써 후보 상태(3)에 진입할 수 있다.
후보 상태(3)에 있는 동안, 블록체인 노드(100)는 다른 블록체인 노드의 노드 스코어를 수신하고, 수신된 노드 스코어를 이용하여 노드 스코어 테이블을 갱신하는 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 노드 스코어 테이블은 각 블록체인 노드의 노드 스코어를 보관하고 있는 테이블을 의미한다. 또한, 후보 상태(3)에 있는 동안, 블록체인 노드(100)는 자신의 노드 스코어 테이블을 전파할 수도 있다.
블록 수신 대기 상태(5)는 블록체인 노드(100)가 신규 블록의 생성을 포기하고 다른 블록체인 노드에 의해 생성될 신규 블록의 수신을 대기하는 상태를 의미한다. 블록체인 노드(100)는 자신의 노드 스코어와 다른 블록체인 노드의 노드 스코어의 비교 결과에 기초하여 블록 생성 권한을 상기 다른 블록체인 노드에 위임함으로써 블록 수신 대기 상태(5)에 진입할 수 있다.
선출 상태(7)는 블록체인 노드(100)가 블록 생성 노드로 선출된 상태를 의미한다. 블록 체인 노드(100)는 소정의 블록 생성 노드 조건을 만족함에 응답하여 선출 상태(7)로 진입할 수 있다. 선출 상태(7)에 진입한 블록체인 노드(100)는 작업 증명을 통해 신규 블록을 생성할 수 있고, 작업 증명 없이 곧바로 신규 블록을 생성할 수도 있다. 상기 작업 증명은 당해 기술 분야에서 이미 널리 알려진 개념이므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
지금까지, 도 2를 참조하여 블록체인 노드(100)의 상태 천이도에 대하여 설명하였다. 다만, 도 2에 도시된 상태 천이도는 이해의 편의를 제공하기 위한 것일 뿐, 블록체인 노드(100)의 상태 천이 과정은 다양한 방식으로 설계될 수 있음에 유의해야 한다.
이하에서는, 도 3 이하의 도면을 참조하여 각각의 블록체인 노드(100)에서 수행되는 블록 생성 방법에 대하여 상세하게 설명하도록 한다. 다만, 설명의 편의를 위해, 후술될 블록 생성 방법에 포함되는 각 단계의 동작 주체는 그 기재가 생략될 수도 있다. 또한, 후술될 블록 생성 방법의 각 단계는 프로세서에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램의 인스트럭션들로 구현될 수 있다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 생성 방법을 나타내는 흐름도이다. 단, 이는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예일뿐이며, 필요에 따라 일부 단계가 추가되거나 삭제될 수 있음은 물론이다.
도 3을 참조하면, 상기 블록 생성 방법은 블록체인 노드(100)가 노드 스코어를 산출하는 단계(S110)에서 시작된다. 블록체인 노드(100)는 매 블록 생성 프로세스마다 노드 스코어를 새롭게 산출하는데, 이는 블록 생성의 공평성을 도모하기 위해서이다.
일 실시예에서, 블록체인 노드(100)는 랜덤 값(e.g. 블록의 해시 값 등)에 기초하여 노드 스코어를 산출할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 매 블록 생성 프로세스 별로 신규 블록을 생성하는 블록체인 노드가 랜덤하게 달라질 수 있다. 따라서, 블록체인 기반 시스템에서 블록 생성이 특정 블록체인 노드에게 집중되는 현상이 방지될 수 있다.
일 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 블록체인 노드(100)는 특정 블록의 해시 값(11)과 자신의 식별 값(13)에 기초하여 노드 스코어(15)를 생성할 수 있다. 일 예를 들어, 블록체인 노드(100)는 해시 값(11)과 식별 값(13)에 CRC(cyclical redundancy check) 기법을 적용하여 노드 스코어(15)를 생성할 수 있다. 다른 일 예를 들어, 블록체인 노드(100)는 해시 값(11)과 식별 값(13)에 소정의 해시 함수를 적용하여 노드 스코어(15)를 생성할 수도 있다. 특정 블록의 해시 값(11)을 이용하여 노드 스코어(15)를 생성하는 이유는, 해시 값(11)은 모든 블록체인 노드가 블록체인을 통해 공유하고 있는 정보이고, 블록체인에 기록된 검증된 정보이기 때문이다. 또한, 식별 값(13)도 블록체인 노드가 사전에 인지하고 있는 정보이기 때문에, 아래의 실시예와 같이 노드 스코어(15)를 이용하여 노드 스코어(15)를 산출한 블록체인 노드에 대한 검증이 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 노드 스코어(15)는 해당 블록체인 노드를 검증하기 위한 용도로 이용될 수 있다. 구체적으로, 제2 블록체인 노드가 제1 블록체인 노드의 제1 노드 스코어를 수신한 경우, 상기 제2 블록체인 노드는 제1 블록체인 노드의 식별 값과 특정 블록의 해시 값을 이용하여 노드 스코어를 산출하고, 산출된 노드 스코어가 상기 제1 노드 스코어와 동일한지 여부를 판정함으로써 상기 제1 블록체인 노드에 대한 검증을 수행할 수 있다. 즉, 전술한 과정을 통해, 상기 제1 노드 스코어가 블록체인 네트워크에 참여한 제1 블록체인 노드에 의해 유효하게 산출된 것임이 검증될 수 있다. 특정 블록의 해시 값(11)은 매 블록마다 달라지는 값이므로 랜덤 값의 성질을 지니고 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 블록체인 기반 시스템에서 블록 생성의 공평성이 향상됨과 동시에 블록체인 기반 시스템의 보안성이 향상되는 효과가 달성될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 단계(S120)에서, 블록체인 노드(100)는 산출된 노드 스코어를 블록체인 네트워크(10) 상에 전파한다. 예를 들어, 블록체인 노드(100)는 상기 노드 스코어가 포함된 메시지를 주기적 또는 비주기적으로 브로드캐스팅(broadcasting)함으로써 자신의 노드 스코어를 전파할 수 있다. 또한, 상기 브로드캐스팅 메시지를 수신한 다른 블록체인 노드는 상기 브로드캐스팅 메시지에 대한 응답으로 자신의 노드 스코어를 블록체인 노드(100)에게 전송할 수 있다.
위와 같이, 브로드캐스팅을 이용하는 경우, 네트워크 상태에 따라 각 블록체인 노드에 상기 메시지가 도달하는 순서가 달라질 수 있다. 이에 따라, 블록체인 노드(100)가 동일한 노드 스코어를 산출했다고 하더라도, 블록 생성 권한을 위임하는 대상이 달라질 수 있으며, 궁극적으로 신규 블록을 생성하는 블록체인 노드는 블록 생성 프로세스 별로 더욱 랜덤하게 달라지게 된다. 따라서, 블록체인 노드들 간에 더욱 공평하게 블록 생성이 이루어질 수 있으며, 특정 블록체인 노드가 취약점으로 작용하는 문제가 해결될 수 있는 바, 블록체인 기반 시스템의 보안성은 더욱 향상될 수 있다.
단계(S130)에서, 블록체인 노드(100)는 블록 생성 권한 또는 신규 블록의 수신을 대기한다. 즉, 단계(S130) 이후에, 블록체인 노드(100)는 다른 블록체인 노드로부터 블록 생성 권한을 위임받을 수도 있고, 다른 블록체인 노드의 노드 스코어를 수신할 수도 있으며, 이는 순서에 관계 없이 발생될 수 있는 것이다.
단계(S140)에서, 블록체인 노드(100)가 다른 블록체인 노드로부터 블록 생성 권한을 위임받음에 따라 과정(A)이 개시될 수 있다. 자세하게는, 단계(S120)에서 전파된 제1 노드 스코어를 수신한 특정 블록체인 노드가 상기 제1 노드 스코어가 자신의 제2 노드 스코어보다 높다는 판정에 응답하여, 자신의 블록 생성 권한을 블록체인 노드(100)에게 위임하게 된다. 이때, 블록 생성 권한을 위임한 상기 특정 블록체인 노드는 블록 생성을 포기하고 후보 상태(3)에서 블록 수신 대기 상태(5)로 진입하게 된다. 과정(A)에 대한 설명은 도 4를 참조하여 후술하도록 한다.
단계(S150)에서, 블록체인 노드(100)는 다른 블록체인 노드로부터 노드 스코어를 수신하고, 이에 따라 과정(B)이 개시될 수 있다. 과정(B)에 대한 설명은 도 5를 참조하여 후술하도록 한다.
지금까지, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 생성 방법에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 도 4를 참조하여 블록체인 노드(100)가 다른 블록체인 노드로부터 블록 생성 권한을 위임받은 이후의 과정(A)에 대한 설명을 이어가도록 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 단계(S210)에서, 블록체인 노드(100)는 블록 생성 권한에 기초하여 설정된 블록 생성 노드 조건이 만족됐는지 여부를 판정한다. 예를 들어, 블록 생성 노드 조건이 n개 이상의 블록 생성 권한을 위임받는 조건인 경우, 블록체인 노드(100)는 지금까지 위임받은 블록 생성 권한이 n개 이상인지 여부를 판정한다.
단계(S220)에서, 상기 블록 생성 노드 조건이 만족됐다는 판정에 응답하여, 블록체인 노드(100)는 선출 상태(7)로 진입하며, 신규 블록의 생성을 개시한다.
일 예에서, 블록체인 노드(100)는 블록 생성 노드 조건이 만족된다는 판정에 응답하여 곧바로 신규 블록을 생성할 수 있다. 본 예에 따르면, 블록 생성 시간이 단축되는 효과가 달성되는 바, 전체 블록체인 기반 시스템의 성능이 향상될 수 있다.
다른 일 예에서, 블록체인 노드(100)는 블록 생성 노드 조건이 만족된다는 판정에 응답하여 작업 증명을 수행할 수 있다. 또한, 블록체인 노드(100)는 작업 증명을 통해 적절한 넌스 값을 도출한 경우에 한하여 신규 블록을 생성할 수 있다. 본 예에 따르면, 블록 생성 시간은 좀 더 길어질 수 있으나, 작업 증명이 추가로 수행되는 바 블록체인 기반 시스템의 전반적인 신뢰도가 더욱 향상될 수 있다. 아울러, 동시에 블록 생성 노드 조건을 만족시킨 복수의 블록체인 노드가 존재하더라도, 작업 증명으로 인해 신규 블록이 동시에 생성될 가능성은 현저하게 낮아지므로, 블록체인 상에 분기가 발생할 가능성이 낮아질 수 있다. 본 예에서, 작업 증명의 난이도는 블록체인 기반 시스템의 목표 신뢰도, 목표 블록 생성 시간 등에 따라 다양하게 설정되고 조절될 수 있다.
또 다른 일 예에서, 블록체인 노드(100)는 블록 생성 노드 조건이 만족된다는 판정에 응답하여 소정의 시간 동안 대기한 이후에 신규 블록을 생성할 수 있다. 이때, 상기 소정의 시간은 일정 범위 내에서 랜덤하게 결정될 수 있다. 따라서, 동시에 블록 생성 노드 조건을 만족시킨 복수의 블록체인 노드가 존재하더라도, 신규 블록이 동시에 생성될 가능성이 낮아지므로, 블록체인 상에 분기가 발생할 가능성 또한 낮아질 수 있다. 아울러, 작업 증명에 요구되는 컴퓨팅 비용이 절감되는 효과 또한 달성될 수 있다.
지금까지, 도 4를 참조하여 과정(A)에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 도 5를 참조하여 블록체인 노드(100)가 다른 블록체인 노드로부터 노드 스코어를 수신한 이후 과정(B)에 대한 설명을 이어가도록 한다.
도 5를 참조하면, 다른 블록체인 노드에 의해 산출된 노드 스코어 수신에 응답하여, 노드 스코어 테이블을 갱신하는 단계(S310)가 수행될 수 있다. 예를 들어, 블록체인 노드(100)는 다른 블록체인 노드의 노드 스코어를 노드 스코어 테이블에 추가할 수 있다. 또한, 본 단계(S310)에서, 블록체인 노드(100)는 상기 다른 블록체인 노드로 자신의 노드 스코어 및/또는 노드 스코어 테이블을 전송할 수 있다.
단계(S320)에서, 블록체인 노드(100)는 자신의 노드 스코어와 다른 블록체인 노드의 노드 스코어를 비교한다. 비교 결과, 자신의 노드 스코어가 더 높다는 판정에 응답하여, 블록체인 노드(100)는 다시 단계(S130)를 수행한다. 이와 반대로, 자신의 노드 스코어가 더 낮다는 판정에 응답하여, 블록체인 노드(100)는 단계(S330)를 수행한다.
단계(S330)에서, 블록체인 노드(100)는 자신의 블록 생성 권한을 다른 블록체인 노드에게 위임한다(S330). 예를 들어, 블록체인 노드(100)는 블록 생성 권한의 위임을 가리키는 메시지를 다른 블록체인 노드에게 전송함으로써, 자신의 블록 생성 권한을 위임할 수 있다.
단계(S340)에서, 블록체인 노드(100)는 신규 블록의 생성을 포기하고, 블록 수신 대기 상태에 진입한다.
이하에서는, 도 6을 참조하여 상기 블록 수신 대기 상태에서 수행되는 과정(C)에 대한 설명을 하도록 한다.
도 6을 참조하면, 블록 수신 대기 상태에서, 다른 블록체인 노드에 의해 생성된 신규 블록을 수신함에 응답하여, 블록체인 노드(100)는 상기 신규 블록을 블록체인에 추가한다(S410, S420).
본 발명의 실시예에 따르면, 신규 블록을 추가하는 단계(S420) 이전에, 블록체인 노드(100)는 신규 블록에 대한 검증을 수행하고, 상기 신규 블록이 유효하다는 검증 결과가 나온 경우에 한하여 상기 신규 블록을 블록체인에 추가할 수 있다.
이때, 상기 검증은 신규 블록에 기록된 블록체인 노드의 식별 값에 기초하여 수행될 수 있다. 보다 자세하게는, 블록 생성 노드 조건을 만족한 제1 블록체인 노드는 자신에게 블록 생성 권한을 위임한 블록체인 노드의 식별 값을 신규 블록에 기록하고 블록체인 네트워크 상에 전파한다. 그러면, 신규 블록을 수신한 블록체인 노드(100)는 신규 블록에 기록된 상기 식별 값에 기초하여 상기 제1 블록체인 노드가 정당하게 신규 블록을 생성했는지를, 검증한다. 예를 들어, 블록체인 노드(100)는 신규 블록에 기록된 식별 값의 개수에 기초하여 상기 제1 블록체인 노드가 블록 생성 노드 조건을 만족한 노드인지 여부를 검증할 수 있다. 다른 예를 들어, 블록체인 노드(100)는 신규 블록에 기록된 식별 값을 갖는 블록체인 노드가 실제로 상기 제1 블록체인 노드에게 블록 생성 권한을 위임했는지 여부를 검증할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 검증된 신규 블록만이 블록체인에 추가될 것인 바, 블록체인 기반 시스템의 신뢰성 및 보안성이 더욱 향상될 수 있다.
이와 반대로, 신규 블록이 수신되지 않고 소정의 대기 시간이 경과하는 경우, 블록체인 노드(100)는 노드 스코어를 재산출함으로써 블록 생성 프로세스를 재시작할 수 있다(S110). 즉, 블록 생성 노드 조건을 만족시킨 블록체인 노드가 일정 시간 동안 나타나지 않는 경우, 블록체인 노드(100)는 자체적으로 블록 생성 프로세스를 다시 시작할 수 있다.
상기 대기 시간은 기 설정된 고정 값(static value) 또는 상황에 따라 변동되는 변동 값(일 수 있다. 예를 들어, 상기 대기 시간은 블록체인 네트워크에 참여하는 블록체인 노드의 수가 많아질수록 큰 값으로 변동되는 변동 값일 수 있다.
지금까지, 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법에 대하여 설명하였다. 상술한 방법에 따르면, 모든 블록체인 노드가 작업 증명을 수행할 필요가 없는 바, 불필요하게 컴퓨팅 자원이 소모되는 문제가 해결될 수 있다. 또한, 랜덤하게 생성되는 노드 스코어와 브로드캐스팅 특성으로 인해, 매 블록 생성 프로세스마다 신규 블록을 생성하는 블록체인 노드가 변경될 수 있다. 이에 따라, 블록체인 노드 간에 공평한 블록 생성이 가능하며, 블록 생성을 전담하는 특정 블록체인 노드로 인해 시스템 전반의 신뢰성 및 보안성이 저하되는 문제가 해결될 수 있다. 아울러, 컴퓨팅 자원의 비효율성 및 블록 생성의 불공평성 문제가 모두 해결되는 바, 상술한 블록 생성 방법은 기업용 블록체인 기반 시스템에 잘 활용될 수 있다.
이하에서는, 보다 이해의 편의를 제공하기 위해, 도 8 내지 도 13을 참조하여 전술한 블록 생성 방법이 수행되는 구체적인 예시에 대하여 설명하도록 한다.
먼저, 도 8은 복수의 블록체인 노드(A 내지 L)와 각 블록체인 노드(A, …, L)에 의해 산출된 노드 스코어를 도시하고 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 블록체인 노드(A), 블록체인 노드(C) 및 블록체인 노드(F)의 노드 스코어(21, 23, 25)는 각각"100", "120" 및 "121"인 것이 예로써 도시되었다.
다음으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 각 블록체인 노드(A, …, L)는 노드 스코어를 교환하며, 노드 스코어 테이블을 구축 및 갱신한다. 예를 들어, 블록체인 노드(A)는 블록체인 노드(B, C)의 노드 스코어를 수신하고, 수신된 노드 스코어를 노드 스코어 테이블(31)에 추가한다. 도 9에 도시된 노드 스코어 테이블에서 음영 표시된 엔트리는 가장 높은 노드 스코어를 가리킨다.
다음으로, 노드 스코어의 비교 결과에 기초하여 각 블록체인 노드(A, …, L)는 자신의 블록 생성 권한을 다른 블록체인 노드에게 위임하거나, 위임받는다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 블록체인 노드(A)는 노드 스코어가 가장 높은 블록체인 노드(C)에게 자신의 블록 생성 권한을 위임한다. 또한, 블록 생성 권한을 위임한 블록체인 노드(A)는 블록 생성을 포기하고, 블록 수신 대기 상태에 진입하게 된다. 도 11은 전체 블록체인 노드(A, …, L) 간의 블록 생성 권한 위임 결과를 도시하고 있다.
전술한 블록 생성 권한 위임 과정은 연속적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 블록체인 노드(C)는 블록체인 노드(A)의 블록 생성 권한을 위임받고, 노드 스코어 비교 결과에 기초하여 자신의 블록 생성 권한과 블록체인 노드(A)의 블록 생성 권한을 블록체인 노드(F)에게 위임하게 된다. 이 과정에서, 블록체인 노드(C)는 노드 스코어 테이블(53)을 블록체인 노드(F)에게 전달할 수 있고, 블록체인 노드(F)는 노드 스코어 테이블(53)을 바탕으로 자신의 노드 스코어 테이블(55)을 갱신할 수 있다.
마지막으로, 도 13은 블록 생성 권한을 연속적으로 위임함에 따라 도출되는 결과를 도시하고 있다. 특히, 도 13은 블록 생성 권한의 위임 결과를 트리 형태로 도시하고 있고, 화살표는 블록 생성 권한의 위임 방향을 도시하고 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 블록체인 노드(F)는 총 9개의 블록체인 노드(A, C, D, G, H, I, J, K, L)로부터 블록 생성 권한을 위임받았고, 블록체인 노드(E)는 1개의 블록체인 노드(B)로부터 블록 생성 권한을 위임받은 것을 확인할 수 있다.
여기서, 블록 생성 노드 조건이 7개의 블록 생성 권한을 위임받는 조건인 경우, 블록체인 노드(F)는 신규 블록의 생성을 개시할 수 있다. 예를 들어, 블록체인 노드(F)는 곧바로 신규 블록을 생성할 수 있고, 작업 증명을 통해 신규 블록을 생성할 수도 있다.
지금까지, 도 8 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 블록 생성 방법이 수행되는 구체적인 예시에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인 노드(100)의 구성 및 동작에 대하여 설명하도록 한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인 노드(100)를 나타내는 하드웨어 구성도이다. 특히, 도 14는 블록체인 노드(100)가 물리적 컴퓨팅 장치로 구현된 것이 예로써 도시 되었다.
도 14를 참조하면, 블록체인 노드(100)는 하나 이상의 프로세서(110), 버스(150), 네트워크 인터페이스(170), 프로세서(110)에 의하여 수행되는 컴퓨터 프로그램을 로드(load)하는 메모리(130)와, 블록체인 네트워크에서의 블록 생성 소프트웨어(191)를 저장하는 스토리지(190)를 포함할 수 있다. 다만, 도 14에는 본 발명의 실시예와 관련 있는 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자라면 도 14에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.
프로세서(110)는 블록체인 네트워크에서의 블록체인 노드(100)의 각 구성의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(110)는 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), GPU(Graphic Processing Unit) 또는 본 발명의 기술 분야에 잘 알려진 임의의 형태의 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 본 발명의 실시예들에 따른 방법을 실행하기 위한 적어도 하나의 애플리케이션 또는 프로그램에 대한 연산을 수행할 수 있다. 블록체인 네트워크에서의 블록체인 노드(100)는 하나 이상의 프로세서를 구비할 수 있다.
메모리(130)는 각종 데이터, 명령 및/또는 정보를 저장한다. 메모리(130)는 본 발명의 실시예들에 따른 블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법을 실행하기 위하여 스토리지(190)로부터 하나 이상의 프로그램(191)을 로드할 수 있다. 도 14에서 메모리(130)의 예시로 RAM이 도시되었다.
버스(150)는 블록체인 네트워크에서의 블록체인 노드(100)의 구성 요소 간 통신 기능을 제공한다. 버스(150)는 주소 버스(Address Bus), 데이터 버스(Data Bus) 및 제어 버스(Control Bus) 등 다양한 형태의 버스로 구현될 수 있다.
네트워크 인터페이스(170)는 블록체인 네트워크에서의 블록체인 노드(100)의 유무선 인터넷 통신을 지원한다. 또한, 네트워크 인터페이스(170)는 인터넷 통신 외의 다양한 통신 방식을 지원할 수도 있다. 이를 위해, 네트워크 인터페이스(170)는 본 발명의 기술 분야에 잘 알려진 통신 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
스토리지(190)는 상기 하나 이상의 프로그램(191)을 비임시적으로 저장할 수 있다. 도 14에서 상기 하나 이상의 프로그램(191)의 예시로 블록 생성 소프트웨어(191)가 도시되었다.
스토리지(190)는 ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리, 하드 디스크, 착탈형 디스크, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 포함하여 구성될 수 있다.
블록 생성 소프트웨어(191)는 메모리(130)에 로드될 때 프로세서(110)로 하여금 전술한 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 블록 생성 방법을 수행하도록 하는 인스트럭션들을 포함할 수 있다.
일 예를 들어, 블록 생성 소프트웨어(191)는 노드 스코어를 산출하는 동작, 상기 노드 스코어를 복수의 블록체인 노드로 전파하는 동작, 상기 복수의 블록체인 노드 중 상기 노드 스코어를 수신한 다른 블록체인 노드로부터 블록 생성 권한을 위임받는 동작 및 블록 생성 권한에 기초한 블록 생성 노드 조건을 만족한다는 판정에 응답하여, 신규 블록의 생성을 개시하는 동작을 수행하도록 하는 인스트럭션들을 포함할 수 있다.
다른 일 예를 들어, 블록 생성 소프트웨어(191)는 제1 노드 스코어를 산출하는 동작, 다른 블록체인 노드로부터 제2 노드 스코어를 수신하는 동작 및 상기 제1 노드 스코어와 상기 제2 노드 스코어의 비교 결과에 기초하여 블록 생성 권한을 상기 다른 블록체인 노드에게 위임하는 동작을 수행하도록 하는 인스트럭션들을 포함할 수 있다.
지금까지, 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인 노드(100)의 구성 및 동작에 대하여 설명하였다.
지금까지, 도 1 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예들 및 그 실시예들에 따른 효과들을 언급하였다. 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
지금까지, 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명된 본 발명의 개념은 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체 상에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는, 예를 들어 이동형 기록 매체(CD, DVD, 블루레이 디스크, USB 저장 장치, 이동식 하드 디스크)이거나, 고정식 기록 매체(ROM, RAM, 컴퓨터 구비 형 하드 디스크)일 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 기록된 상기 컴퓨터 프로그램은 인터넷 등의 네트워크를 통하여 다른 컴퓨팅 장치에 전송되어 상기 다른 컴퓨팅 장치에 설치될 수 있고, 이로써 상기 다른 컴퓨팅 장치에서 사용될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
도면에서 동작들이 특정한 순서로 도시되어 있지만, 반드시 동작들이 도시된 특정한 순서로 또는 순차적 순서로 실행되어야만 하거나 또는 모든 도시 된 동작들이 실행되어야만 원하는 결과를 얻을 수 있는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정 상황에서는, 멀티태스킹 및 병렬 처리가 유리할 수도 있다. 더욱이, 위에 설명한 실시예들에서 다양한 구성들의 분리는 그러한 분리가 반드시 필요한 것으로 이해되어서는 안 되고, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다수의 소프트웨어 제품으로 패키지 될 수 있음을 이해하여야 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 복수의 블록체인 노드를 포함하는 블록체인 기반 시스템에서 수행되는 블록 생성 방법에 있어서,
    상기 복수의 블록체인 노드 중 제1 블록체인 노드가, 제1 노드 스코어를 산출하는 단계;
    상기 제1 블록체인 노드가, 상기 제1 노드 스코어를 복수의 블록체인 노드로 전파하는 단계;
    상기 제1 블록체인 노드가, 상기 복수의 블록체인 노드 중 상기 제1 노드 스코어를 수신한 제2 블록체인 노드로부터 블록 생성 권한을 위임받는 단계; 및
    상기 제1 블록체인 노드가, 블록 생성 권한에 기초한 블록 생성 노드 조건을 만족한다는 판정에 응답하여, 신규 블록의 생성을 개시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 블록 생성 권한의 위임 여부는,
    상기 제2 블록체인 노드에 의해 산출된 제2 노드 스코어와 상기 제1 노드 스코어의 비교 결과에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는,
    블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 노드 스코어는 랜덤 값에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는,
    블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 노드 스코어는 매 블록 생성 프로세스마다 다시 산출되는 것을 특징으로 하는,
    블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 노드 스코어는 특정 블록의 해시 값 및 상기 제1 블록체인 노드의 식별 값에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는,
    블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 노드 스코어는 이전 블록의 해시 값 및 상기 제1 블록체인 노드의 식별 값에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는,
    블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 블록체인 노드가, 작업 증명(proof of work)을 통해 상기 신규 블록을 생성하는 단계를 더 포함하되,
    상기 복수의 블록체인 노드 중에서 상기 블록 생성 노드 조건을 만족한 블록체인 노드만이 상기 작업 증명을 수행하는 것을 특징으로 하는,
    블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 블록 생성 노드 조건은,
    블록체인 상의 분기 발생 정도에 기초하여 변경되는 것을 특징으로 하는,
    블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 블록체인 노드는,
    상기 블록 생성 권한을 위임한 이후에 블록 수신 대기 상태로 진입하는 것을 특징으로 하는,
    블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 블록체인 노드가, 상기 제2 블록체인 노드의 식별 값을 상기 신규 블록에 기록하는 단계; 및
    상기 제1 블록체인 노드가, 상기 신규 블록을 상기 복수의 블록체인 노드로 전파하는 단계를 포함하되,
    상기 신규 블록을 수신한 제3 블록체인 노드는,
    상기 신규 블록에 기록된 식별 값에 기초하여 상기 신규 블록을 검증하고, 상기 신규 블록이 유효하다는 검증 결과에 응답하여 상기 신규 블록을 블록체인 상에 추가하는 것을 특징으로 하는,
    블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법.
  11. 복수의 블록체인 노드를 포함하는 블록체인 기반 시스템에서 수행되는 블록 생성 방법에 있어서,
    상기 복수의 블록체인 노드 중 제1 블록체인 노드가, 제1 노드 스코어를 산출하는 단계;
    상기 제1 블록체인 노드가, 상기 복수의 블록체인 노드 중 제2 블록체인 노드로부터 제2 노드 스코어를 수신하는 단계; 및
    상기 제1 블록체인 노드가, 상기 제1 노드 스코어와 상기 제2 노드 스코어의 비교 결과에 기초하여 블록 생성 권한을 상기 제2 블록체인 노드에게 위임하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 노드 스코어는 블록체인에 포함된 특정 블록의 해시 값 및 상기 제2 블록체인 노드의 식별 값에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는,
    블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 위임하는 단계는,
    상기 해시 값 및 상기 식별 값을 기초로 상기 제2 블록체인 노드를 검증하는 단계; 및
    상기 제2 블록체인 노드가 유효하다고 검증된 경우에 한하여 상기 블록 생성 권한을 위임하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 블록체인 노드가, 상기 블록 생성 권한을 상기 제2 블록체인 노드에게 위임함에 응답하여, 블록 수신 대기 상태에 진입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 블록체인 노드가, 신규 블록을 수신함에 응답하여, 상기 블록 수신 대기 상태를 종료하고 상기 제1 노드 스코어를 재산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 블록체인 노드가, 기 설정된 대기 시간이 경과했다는 판정에 응답하여, 상기 블록 수신 대기 상태를 종료하고 상기 제1 노드 스코어를 재산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    블록체인 기반 시스템에서의 블록 생성 방법.
  17. 프로세서;
    메모리; 및
    상기 메모리에 저장되고, 상기 프로세서에 의해 실행되는 적어도 하나의 프로그램을 포함하되,
    상기 적어도 하나의 프로그램은,
    제1 노드 스코어를 산출하는 동작,
    상기 제1 노드 스코어를 복수의 블록체인 노드로 전파하는 동작,
    상기 복수의 블록체인 노드 중 상기 제1 노드 스코어를 수신한 블록체인 노드로부터 블록 생성 권한을 위임받는 동작 및
    블록 생성 권한에 기초한 블록 생성 노드 조건을 만족한다는 판정에 응답하여, 신규 블록의 생성을 개시하는 동작을 수행하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    블록체인 노드.
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