KR102451115B1 - Method for selecting consensus node using nonse, method and apparatus for generating blockchain using the same - Google Patents

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KR102451115B1 KR1020190037604A KR20190037604A KR102451115B1 KR 102451115 B1 KR102451115 B1 KR 102451115B1 KR 1020190037604 A KR1020190037604 A KR 1020190037604A KR 20190037604 A KR20190037604 A KR 20190037604A KR 102451115 B1 KR102451115 B1 KR 102451115B1
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Abstract

본 발명에 따른 블록체인을 생성하는 방법은, 제 1 블록을 생성한 제 1 마스터 노드에서 난스(nonce)를 이용한 합의 노드 선택 방식에 따라 노드 풀(pool)에서 제 2 후보 노드들을 선택하는 단계, 및 상기 제 1 마스터 노드에서 제 1 후보 노드들의 투표 결과를 이용하여 제 2 마스터 노드를 선택하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 후보 노드들로부터 생성된 후보 블록들 중에서 상기 제 2 마스터 노드에서 생성된 후보 블록이 제 2 블록으로 고정되는 것을 특징으로 한다.A method of generating a block chain according to the present invention includes the steps of selecting second candidate nodes from a node pool according to a consensus node selection method using a nonce in a first master node that has generated a first block; and selecting a second master node by using the voting results of the first candidate nodes in the first master node, wherein the second master node generates the second master node from among the candidate blocks generated from the second candidate nodes. It is characterized in that the candidate block is fixed as the second block.

Description

난스를 이용한 합의 노드 선택 방법 및 그것을 이용한 블록체인 생성 방법 및 장치{METHOD FOR SELECTING CONSENSUS NODE USING NONSE, METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING BLOCKCHAIN USING THE SAME}A method for selecting a consensus node using Nonce and a method and apparatus for creating a block chain using the same

본 발명은 난스를 이용한 합의 노드 선택 방법 및 그것을 이용한 블록체인 생성 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for selecting a consensus node using nonce, and a method and apparatus for generating a block chain using the same.

일반적으로, 블록체인(blockchain)은 분산 데이터베이스의 하나로 P2P(Peer to Peer) 네트워크를 활용한다. 분산 데이터베이스는 데이터를 물리적으로 분산시켜 다수의 이용자가 대규모의 데이터베이스를 공유하게 만드는 기술이다. 블록체인은 인터넷으로 연결된 가상화폐 사용자들의 P2P 네트워크를 만든다. 이를 통해 가상화폐의 거래 내역(블록, block)이 사용자의 컴퓨터에 저장된다. 그중 사용자 과반수의 데이터와 일치하는 거래 내역은 정상 장부(ledger)로 확인되어 블록으로 묶여 보관한다. 만일 특정 사용자의 장부에서 누락 등의 오류가 발견된다면, 정상 장부를 복제해 대체하는 방식으로 수정한다. 새로운 거래 내역을 담은 블록이 만들어지면 앞의 블록 뒤에 덧붙이는 과정이 반복된다. 블록체인이란 이름도 거래 내역(블록, block)을 연결(chain)했다는 뜻이다. 거래할 때는 각 사용자가 가진 거래 내역을 대조한다. 이를 통해 거래 내역의 진위를 파악할 수 있어 데이터 위조가 방지된다. 블록체인의 보안 안정성은 데이터를 공유하는 이용자가 많을 수록 커진다. 블록체인은 비트코인 이외에도 클라우드 컴퓨팅 서비스 등 다양한 온라인 서비스에 활용되고 있다.In general, blockchain utilizes a peer-to-peer (P2P) network as one of the distributed databases. A distributed database is a technology that physically distributes data so that multiple users can share a large-scale database. Blockchain creates a peer-to-peer network of cryptocurrency users connected to the Internet. Through this, transaction details (blocks) of virtual currency are stored in the user's computer. Among them, transaction details that match the data of the majority of users are verified as normal ledgers and stored in blocks. If errors such as omissions are found in a specific user's ledger, it is corrected by duplicating the normal ledger and replacing it. When a block containing new transaction details is created, the process of appending it after the previous block is repeated. The name blockchain also means that transaction details (blocks) are linked. When trading, each user's transaction history is compared. Through this, the authenticity of transaction details can be identified, preventing data forgery. The security and stability of the blockchain increases as more users share data. In addition to Bitcoin, blockchain is being used for various online services such as cloud computing services.

프라이빗(private) 블록체인의 경우, 권한을 부여 받은 일부 노드들의 분산합의에 의해 블록이 유지되고 있다. 이러한 권한 위임으로 퍼블릭(public) 블록 체인에 비해 많은 거래를 처리 가능하지만 퍼블릭 블록체인이 가지는 장점은 포기해야 하는 문제를 갖고 있다. 따라서 퍼블릭 블록체인과 프라이빗 블록 체인에 동시에 사용될 수 있는 새로운 합의 알고리즘이 필요하다.In the case of a private blockchain, blocks are maintained by the distributed agreement of some authorized nodes. With this delegation of authority, many transactions can be processed compared to public blockchains, but the advantages of public blockchains have to be abandoned. Therefore, there is a need for a new consensus algorithm that can be used simultaneously in public and private blockchains.

공개특허: 10-2017-0137388, 공개일: 2017년 12월 13일, 제목: 블록체인 기술을 이용한 무결성 보장 방법.Patent Publication: 10-2017-0137388, Publication Date: December 13, 2017, Title: Integrity Guarantee Method Using Blockchain Technology. 미국공개특허: US 2017-0344987, 공개일: 2017년 11월 30일, 제목: METHOD AND SYSTEM FOR AN EFFICIENT CONSENSUS MECHANISM FOR PERMSSIONED BLOCKCHAINS USING BLOOM FILTERS AND AUDIT GUARANTEES.US Patent Publication: US 2017-0344987, Publication Date: November 30, 2017, Title: METHOD AND SYSTEM FOR AN EFFICIENT CONSENSUS MECHANISM FOR PERMSSIONED BLOCKCHAINS USING BLOOM FILTERS AND AUDIT GUARANTEES. 미국공개특허: US 2019/0068380, 공개일: 2019년 1월 28일(최초출원일: 2017년 8월 21일, CN 2017106\736740.5), 제목: BLOCKCHAIN CONSENSUS NODE SELECTION.US Patent Publication: US 2019/0068380, Publication Date: January 28, 2019 (First Application Date: August 21, 2017, CN 2017106\736740.5), Title: BLOCKCHAIN CONSENSUS NODE SELECTION.

본 발명의 목적은 분산합의에 참여하는 전체 노드 중 일부만 합의에 참여하게 하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for allowing only a part of all nodes participating in a distributed consensus to participate in a consensus.

본 발명의 목적은, 전체 노드 중 일부만 블록 생성에 참여하여 자원 소모를 최소화하고, 블록 생성 권한을 획득할 노드를 미리 예측 불가능하게 하면서 확률적 전체의 대표이고, 일정 수 이상의 합의 노드가 선택되는 것을 보장하고, Fork 발생을 방지하는 분산합의 주체 선택 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to minimize resource consumption by participating in block generation of only some of the entire nodes, to represent the probabilistic whole while making it impossible to predict in advance the node that will acquire the block generation authority, and to select a certain number of consensus nodes. It is to provide a method and device for selecting the subject of a distributed agreement that guarantees and prevents fork occurrence.

본 발명의 목적은 블록 확정 이후 임의로 장부 훼손이 불가능하고, 퍼블릭과 프라이빗 블록 체인에 적용 가능한 블록체인 생성 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a method and apparatus for creating a block chain that cannot be arbitrarily damaged after block confirmation and can be applied to public and private block chains.

본 발명의 실시 예에 따른 블록체인을 생성하는 방법은, 제 1 블록을 생성한 제 1 마스터 노드에서 난스(nonce)를 이용한 합의 노드 선택 방식에 따라 노드 풀(pool)에서 제 2 후보 노드들을 선택하는 단계; 상기 선택된 제 2 후보 노드들이 각각 하나씩 제 2 후보 블록을 생성하는 단계; 및 생성된 제 2 후보 블록들에 대해 상기 제 1 후보 노드들의 투표 결과에 따라 제 1 마스터 노드가 제 2 후보 노드 중에서 제 2 마스터 노드를 선택하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 마스터 노드에서 생성한 후보 블록이 제 2 블록으로 고정되는 것을 특징으로 한다.The method of generating a block chain according to an embodiment of the present invention selects second candidate nodes from a node pool according to a consensus node selection method using a nonce in a first master node that has generated a first block to do; generating second candidate blocks by the selected second candidate nodes one by one; and selecting, by the first master node, a second master node from among second candidate nodes according to the voting results of the first candidate nodes for the generated second candidate blocks, It is characterized in that the candidate block is fixed as the second block.

실시 예에 있어서, 상기 난스는 상기 제 1 마스터 노드에서 생성한 블록의 해드 해쉬 값과 노드들이 가진 고유의 값으로 생성되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the nonce is generated with a hash value of a block generated by the first master node and a unique value of the nodes.

실시 예에 잇어서, 상기 고유의 값은 개인키 혹은 nonce chain으로부터 획득된 값인 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the unique value is a value obtained from a private key or a nonce chain.

실시 예에 있어서, 상기 난스는 제 1 마스터 노드가 생성한 블록의 해쉬 값과 대응하는 노드의 개인키로 서명된 값 혹은 대응하는 노드의 nonce chain에서 가져온 값을 해쉬한 값의 전부 혹은 일부를 사용하는 것으로 특징으로 한다.In an embodiment, the nonce uses all or part of a hash value of a block generated by the first master node and a value signed with the private key of the corresponding node or a value obtained from the nonce chain of the corresponding node. characterized as

실시 예에 있어서, 상기 제 2 후보 노드들을 선택하는 단계는, 상기 해쉬된 값 중에서 적어도 일부를 갖는 쿠폰과 기준값을 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the selecting of the second candidate nodes may further include comparing a coupon having at least some of the hashed values with a reference value.

실시 예에 있어서, 상기 제 2 후보 노드들을 선택하는 단계는, 상기 쿠폰과 상기 기준값을 비교한 결과에 대응하는 distance를 연산하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, the selecting of the second candidate nodes may include calculating a distance corresponding to a result of comparing the coupon with the reference value.

실시 예에 있어서, 상기 제 2 후보 노드들의 각각은 대응하는 distance와 distance가 정당하게 발행 되었는지를 확인하는 전자서명을 후보 블록에 기록하고, 상기 기록된 후보 블록을 다른 노드로 전달하는 것을 특징으로 하거나, In an embodiment, each of the second candidate nodes records an electronic signature that confirms whether the corresponding distance and distance have been issued properly in the candidate block, and transmits the recorded candidate block to another node, or ,

실시 예에 있어서, 상기 제 2 후보 노드들의 각각은 대응하는 distance와 distance가 정당하게 발행 되었는지를 확인하는 nonce chain을 통한 확인 과정을 특징으로 한다.In an embodiment, each of the second candidate nodes is characterized by a verification process through a nonce chain that checks whether the corresponding distance and distance are issued properly.

실시 예에 있어서, 상기 제 2 후보 노드들의 각각이 상기 쿠폰과 상기 연산된 distance를 상기 노드 풀 혹은 상기 제 1 후보 노드로 알려주는 단계를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the method may further include informing each of the second candidate nodes of the coupon and the calculated distance to the node pool or the first candidate node.

실시 예에 있어서, 상기 제 1 후보 노드들의 각각은 상기 연산된 distance 정렬 결과에 따라 상기 제 2 후보 노드들을 정렬하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, each of the first candidate nodes aligns the second candidate nodes according to the calculated distance alignment result.

실시 예에 있어서, 상기 제 1 후보 노드들의 각각은 수집한 제 2 후보 노드들의 distance를 제 1 마스터 노드에 전달하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, each of the first candidate nodes transmits the collected distance of the second candidate nodes to the first master node.

실시 예에 있어서, 상기 제 1 후보 노드들의 투표에서 상기 제 2 후보 노드들의 개수가 투표의 모수로 이용되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, in the voting of the first candidate nodes, the number of the second candidate nodes is used as a parameter of the voting.

실시 예에 있어서, 상기 제 1 후보 노드들의 투표에서 상기 제 2 후보 노드들의 distance 값이 이용되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, it is characterized in that the distance value of the second candidate nodes is used in the voting of the first candidate nodes.

실시 예에 있어서, 프라이빗 합의 구조로 사용하기 위하여 후보 블록 생성 노드로 선정되는 노드를 상기 노드 풀로 공유하고, 상기 노드 풀에 사전에 결정된 노드들이 등록되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, a node selected as a candidate block generating node to be used as a private consensus structure is shared with the node pool, and predetermined nodes are registered in the node pool.

실시 예에 있어서, 퍼블릭 합의 구조로 사용하기 위하여 모든 참여 노드가 상기 노드 풀에 참여 가능한 것을 특징으로 한다.In an embodiment, it is characterized in that all participating nodes can participate in the node pool for use as a public consensus structure.

본 발명의 실시 예에 따른 블록체인을 생성하는 데 사용되는 합의 노드 선택 방법은, 이전 블록의 해쉬 값과 참여 노드의 개인키로 서명된 디지털 서명 혹은 nonce chain으로부터 구해진 값을 입력으로 한 해쉬 연산을 수행하는 단계; 상기 해쉬된 값 중에서 적어도 일부로 구성된 쿠폰과 기준값을 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과에 따라 상기 참여 노드를 블록을 생성하기 위한 후보 노드로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.The method for selecting a consensus node used to create a block chain according to an embodiment of the present invention performs a hash operation by inputting the hash value of the previous block and a digital signature signed with the private key of the participating node or a value obtained from the nonce chain. to do; comparing a coupon composed of at least a portion of the hashed values with a reference value; and selecting the participating node as a candidate node for generating a block according to the comparison result.

실시 예에 있어서, 상기 노드 풀은 미리 결정되어 있거나 혹은 전체 노드를 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the node pool is predetermined or includes all nodes.

실시 예에 있어서, 상기 비교 결과에 따라 상기 노드 풀은 2개 이상의 그룹으로 구분되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the node pool is divided into two or more groups according to the comparison result.

실시 예에 있어서, 상기 2개 이상의 그룹은 pass 그룹과 fail 그룹을 포함하고, 상기 pass 그룹과 상기 fail 그룹은 이항 분포의 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the two or more groups include a pass group and a fail group, and the pass group and the fail group have a characteristic of a binomial distribution.

실시 예에 있어서, 특정 확률 분포에 따라 선택될 노드의 평균과 분산이 계산되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, it is characterized in that the average and variance of the nodes to be selected according to a specific probability distribution are calculated.

본 발명의 실시 예에 따른 블록체인 생성 장치는, 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행되는 적어도 하나의 인스트럭션을 저장하는 메모리를 포함하고, 상기 적어도 하나의 인스트럭션은, 제 1 마스터 노드가 생성한 블록의 해쉬 값을 계산하고, 이 값을 전자 서명하여 얻은 값 혹은 제 1 마스터 노드가 생성한 블록의 해쉬 값과 nonce chain으로부터 얻은 값을 해쉬한 결과를 통해 제 2 후보 노드들을 선택하고, 상기 선택된 후보 노드들이 제 2 후보 블록 중에 제 2 마스터 블록을 고정(lock)하도록 투표를 진행하고, 상기 제 1 마스터 노드에 의해 제 2 마스터 블록을 고정(lock)하도록 상기 적어도 하나의 프로세서에서 실행되는 것을 특징으로 한다.A block chain generating apparatus according to an embodiment of the present invention, at least one processor; and a memory for storing at least one instruction executed by the at least one processor, wherein the at least one instruction calculates a hash value of a block generated by the first master node and digitally signs the value The second candidate nodes are selected through the result obtained by hashing the obtained value or the hash value of the block generated by the first master node and the value obtained from the nonce chain, and the selected candidate nodes fix the second master block among the second candidate blocks. It is characterized in that it is executed in the at least one processor to proceed with voting to lock, and to lock the second master block by the first master node.

실시 예에 있어서, 제 1 마스터 노드는 제 2 후보 블록을 생성한 노드들의 투표 결과를 통해 특정 비율 이상의 동의를 얻은 최소 혹은 최대 distance를 제시한 제 2 후보 블록을 고정(lock)하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the first master node locks the second candidate block that proposes the minimum or maximum distance obtained by a certain ratio or more through the voting results of the nodes that have generated the second candidate block. .

본 발명의 실시 예에 따른 합의 노드 선택 방법, 및 그것을 이용하는 블록체인 생성 방법 및 장치는 PoW(Proof-of-Work)와 같은 과도한 자원 사용을 필요로 하지 않는다.The method for selecting a consensus node according to an embodiment of the present invention, and a method and apparatus for generating a block chain using the same do not require excessive resource use such as Proof-of-Work (PoW).

본 발명의 실시 예에 따른 합의 노드 선택 방법, 및 그것을 이용한 블록체인 생성 방법 및 장치는, 블록 업데이트에 참여 하는 노드를 매 블록 생성 단계에서 확정하므로, 이를 예측하여 공격하는 것이 불가능하게 할 수 있다.The method for selecting a consensus node according to an embodiment of the present invention, and the method and apparatus for generating a block chain using the same, determine the node participating in the block update at each block generation step, making it impossible to predict and attack the node.

본 발명의 실시 예에 따른 합의 노드 선택 방법, 및 그것을 이용한 블록체인 생성 방법 및 장치는 이전 블록 생성 노드들이 투표한 다수 의견을 선택하도록 하여 PoS(Proof-of-Stake)와 같이 자원이 많은 노드가 업데이트 권한을 독점하는 단점을 개선할 수 있다.A consensus node selection method according to an embodiment of the present invention, and a block chain generation method and apparatus using the same, select the majority opinion voted by previous block generation nodes, so that nodes with many resources such as PoS (Proof-of-Stake) The disadvantage of monopolizing update rights can be improved.

본 발명의 실시 예에 따른 합의 노드 선택 방법 및 그것을 이용한 블록체인 생성 방법 및 장치는 제 2 블록을 고정(lock) 하는 과정이 제 1 블록을 합의한 노드들을 통해 결정되므로 이중 지불 등의 거래 부정을 방지할 수 있다.The method for selecting a consensus node according to an embodiment of the present invention, and a method and apparatus for generating a block chain using the same, prevent transaction fraud such as double payment because the process of locking the second block is determined through the nodes that agreed to the first block can do.

본 발명의 실시 예에 따른 합의 노드 선택 방법 및 그것을 이용한 블록체인 생성 방법 및 장치는 후보 블록 생성에 참여하는 노드만 관리할 경우에 프라이빗 블록 체인과 퍼블릭 블록 체인에 공통으로 사용 할 수 있다.The consensus node selection method according to an embodiment of the present invention and the block chain generation method and apparatus using the same can be used in common for a private block chain and a public block chain when only nodes participating in candidate block generation are managed.

이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 합의 노드 선택 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 분산합의 알고리즘의 동작을 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 블록체인 생성 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 블록체인 생성 장치(1000)을 예시적으로 보여주는 도면이다.
The accompanying drawings below are provided to help understanding of the present embodiment, and provide embodiments together with detailed description. However, the technical features of the present embodiment are not limited to specific drawings, and features disclosed in each drawing may be combined with each other to constitute a new embodiment.
1 is a flowchart exemplarily illustrating a method for selecting a consensus node according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram conceptually illustrating the operation of a variance consensus algorithm according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart exemplarily showing a block chain generation method according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram exemplarily showing a block chain generating apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 도면들을 이용하여 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 내용을 명확하고 상세하게 기재할 것이다.Hereinafter, the content of the present invention will be described clearly and in detail to the extent that a person skilled in the art can easily implement it using the drawings.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 혹은 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. The above terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. When an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, it is understood that it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 혹은 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 혹은 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것들의 존재 혹은 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the existence of an embodied feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof, but one or more other features or numbers , it should be understood that it does not preclude the possibility of the existence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having meanings consistent with the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they are not to be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. .

일반적으로 분산합의 알고리즘은 PoW(Proof-of-Work), PoS(Proof-of-Stake) 등이 있다. PoW는 최초의 블록체인 어플리케이션인 비트코인에서 사용한 합의 알고리즘이다. PoS는 최근 공개 블록체인에서 많이 도입하고 있는 합의 알고리즘이다.In general, distributed consensus algorithms include Proof-of-Work (PoW) and Proof-of-Stake (PoS). PoW is a consensus algorithm used in Bitcoin, the first blockchain application. PoS is a consensus algorithm that has been widely introduced in public blockchains recently.

첫째로, 작업증명(PoW, Proof-of-Work)의 개념 및 특징은 다음과 같다. 아래는 설명의 편의를 위하여 비트코인에 한정하여 설명하도록 하겠다. PoW는 작업을 위해 리소스(ex. 컴퓨팅 파워 등)를 투입했다는 것을 증명하여 부정을 억제하는 방법이다. 작업증명(PoW)에 참여하기 위해서 참여 노드는 반드시 리소스를 투입해야 한다. 스팸(spam)이나 DoS 공격 등도 리소스의 51% 이상을 투입하여야 성공 가능하다. 블록을 생성하기 위하여 고유의 해시값이 필요하다. 여기서 고유의 해시값은 nonce값을 무작위로 대입해서 찾아내야 하는 값이다. 이러한 해시 값의 검증에는 비용이 들지 않도록 함으로써, 참여 노드는 모두 쉽게 검증이 가능하다.First, the concept and characteristics of Proof-of-Work (PoW) are as follows. Below, for convenience of explanation, the description will be limited to Bitcoin. PoW is a method of suppressing fraud by proving that resources (eg, computing power, etc.) have been invested for work. To participate in Proof of Work (PoW), participating nodes must commit resources. Even spam and DoS attacks can be successful when more than 51% of resources are invested. A unique hash value is needed to create a block. Here, the unique hash value is a value that must be found by randomly substituting a nonce value. By ensuring that there is no cost to verify such a hash value, all participating nodes can be easily verified.

참여 노드 중에서 다음 블록의 해시값을 발견한 노드만 블록을 생성(채굴)한다. 예를 들어 블록 생성에 필요한 비용이'0'에 가까울 경우, 노드 모두 쉽게 블록을 만들고, 체인에 연결할 수 있다.Among participating nodes, only the node that finds the hash value of the next block creates (mines) a block. For example, if the cost required to generate a block is close to '0', all nodes can easily create a block and connect it to the chain.

블록을 생성한 노드가 동시에 나타나면, 체인이 분기되어 여러 개가 만들어질 수 있다. 그 중 가장 길이가 긴 체인이 선택된다. 악의적인 노드들이 다수 참여하여 부정한 블록들을 계속해서 만들 경우, 비트코인이 붕괴될 수 있다. 이러한 비트코인 붕괴를 방지하기 위하여, 다음 블록 생성에 필요한 비용을 무작위 해시값을 찾아내는 작업에 투입한다. 이 시간은 약 10분간 전체 노드의 컴퓨터를 열심히 돌려야 획득할 수 있다. 악의적인 노드들이 비트코인 네트워크를 붕괴시키려고 해도, 전체 리소스의 일정 수 이상, 51% 이상의 리소스를 투입하지 않고는 공격을 제대로 할 수 없다.If the node that created the block appears at the same time, the chain can be branched and multiple can be created. Among them, the longest chain is selected. If a large number of malicious nodes participate and continue to create illegal blocks, Bitcoin may collapse. In order to prevent such Bitcoin collapse, the cost required to generate the next block is put into the task of finding a random hash value. This time can be obtained by vigorously running the computers of all nodes for about 10 minutes. Even if malicious nodes try to disrupt the Bitcoin network, they cannot properly attack without investing more than a certain number of resources, or more than 51% of the total resources.

그런데 PoW는 블록생성을 위하여 nonce 값을 무작위로 대입해서 찾아야 하는 고유의 해시값을 필요로 한다. 이러한 고유 해시값을 찾기 위하여 컴퓨팅 파워 등 리소스들이 과다하게 투입되어야 한다. 전력소모에 의한 비용 및 환경문제 발생(마이닝에 의한 보상금액보다 전기세가 더 많이 소모됨, 채굴에 의한 댓가 < 전기세, 무의미한 에너지 소비라고도 함)한다. 또한, PoW는 특정 연산능력만 강요한다. 연산 능력이 집약된 별도 칩들이 등장하게 되고 화폐 경제에서 ‘가진 자’와 ‘못 가진 자’로 나눠지는 문제가 발생(소수집단의 사유화)된다. 이로 인하여 연산능력의 단합으로 인한 중앙화 문제가 야기될 수 있다. 초기 소수에 의한 독점구조이다. 비트코인의 경우 블록 수를 2,100만개로 제한하기 때문에 인플레이션 문제가 야기되고 있다. 불법자금, 범죄 자금 통로 및 세금탈루 루트로 제공될 수 있다.However, PoW requires a unique hash value to be found by randomly substituting a nonce value for block generation. In order to find such a unique hash value, resources such as computing power must be excessively invested. Costs and environmental problems caused by power consumption (electricity bills are consumed more than the compensation amount by mining, and the cost of mining < electricity bills, also called meaningless energy consumption). In addition, PoW enforces only certain computational power. Separate chips with intensive computing power appeared, and the problem of dividing into ‘haves’ and ‘have-nots’ in the money economy (privatization of minority groups) occurs. This may cause a centralization problem due to the unity of computing power. It is a monopoly structure by an initial few. In the case of Bitcoin, the number of blocks is limited to 21 million, causing inflation problems. It can be provided as an illegal fund, criminal fund channel, and tax evasion route.

둘째로, PoS(Proof-of-Stake)의 개념 및 특징은 다음과 같다. PoS는 노드의 보유 지분에 비례하여 증명이 가능한 방법을 채택하고 있다. PoS는 블록을 생성할 수 있는 확률을 각 노드가 갖고 있는 토큰의 지분에 비례하도록 한다. PoS는 토큰의 지분을 투입하는 리소스라고 보면, PoW의 구체적인 하나의 종류라고 볼 수 있다. PoS의 알고리즘 공식은 '다이제스트를 사용한 PoW'로 표현될 수 있다. PoW과 비교하여 PoS는 에너지 소비가 거의 없으며, 리소스 집약을 어렵게 한다.Second, the concept and characteristics of PoS (Proof-of-Stake) are as follows. PoS adopts a method that can be verified in proportion to the stake held by the node. PoS makes the probability of creating a block proportional to the stake of the token each node has. PoS can be viewed as a specific type of PoW when viewed as a resource for injecting token stakes. The algorithm formula of PoS can be expressed as 'PoW using digest'. Compared to PoW, PoS consumes little energy and makes resource intensive difficult.

PoS는 지분이 많을수록 더 유리해지는 방식이다. 지분에 의해 블록생성 중앙화 문제 발생될 수 있다. 각 노드들이 토큰을 수집하기만 하고, 사용하지 않으려는 경향이 나타날 수 있다. 사용하지 않는 오래된 토큰에 대해서는 지분 평가를 떨어뜨리는‘Proof of Stake Velocity’라는 방식이 제안되고 있다. 필요한 리소스 투입 코스트가 너무 저렴하여 ‘아무 것도 수행하지 않는 문제(Nothing at Stake)’가 발생된다. 이러한 문제는 체인이 분기된 경우 사태를 수습해야 한다. 일단 체인이 분기되면 각 노드들은 양쪽 체인 모두에서 같은 양의 지분을 갖고 있게 된다. 양쪽에서 연산을 진행할 수 있기 때문에 굳이 사태를 수습할 이유가 없다. 또한 거꾸로 양쪽 체인 모두에게 베팅이 가능하기 때문에 체인 분기를 고의로 노리고 계속 시도할 수 있다.PoS is a method in which the more stakes, the more advantageous. The problem of centralization of block generation may occur due to the stake. There may be a tendency that each node only collects tokens and does not want to use them. A method called ‘Proof of Stake Velocity’ that lowers the stake valuation for unused old tokens is being proposed. The cost of inputting the necessary resources is too low, resulting in a ‘Nothing at Stake’ problem. This problem should be rectified when the chain is forked. Once the chain is forked, each node has the same amount of stake in both chains. Since calculations can be performed from both sides, there is no reason to rectify the situation. Conversely, you can bet on both chains, so you can deliberately aim for a chain branch and keep trying.

예를 들어, 블록체인의 첫 번째 블록에 해당하는 제네시스 블록 시점에서 지분이 100%에 달하기 때문에 시스템을 개시한 사람은 몇 번이고 전체 블록을 다시 만들어낼 수 있다. 각 노드들도 지분만 갖고 있으면, 그 시점부터 다시 시작하는 것이 가능하기 때문에 PoS만으로는 위변조를 막을 수 없다. 또한 블록을 생성하는 코스트가 너무 낮기 때문에 이전 블록들로 거슬러 올라가서 현재까지의 모든 체인을 위변조 할 가능성이 있다.For example, since the stake reaches 100% at the time of the genesis block, which is the first block of the blockchain, the person who started the system can recreate the entire block again and again. If each node also has a stake, it is possible to start over from that point, so PoS alone cannot prevent forgery. In addition, since the cost of creating a block is so low, there is a possibility of forgery of all chains up to the present by going back to previous blocks.

정리하면 블록체인은 생성된 순서대로 블록을 연결하는 과정에서 유효성을 검증함으로써 정보 위변조를 방지하고자 하지만, 대표적 분산합의 알고리즘인 PoW, PoS의 경우 상술된 문제들로 인하여 한계를 갖고 있다. 오히려 소수 채굴집단의 해시파워나 지분과다 보유자에 의한 중앙집중화 문제가 발생되고 있다. PoW의 경우, 계산 능력이 높은 노드가 분산합의의 주도권을 갖는다. PoS의 경우, 지분을 많이 가진 소유자 등이 유리하다. 이에 블록생성 권한을 투명하게 하고, 전체 거래가 신뢰보장 구조를 갖는 새로운 분산합의 알고리즘이 필요하다.In summary, the block chain tries to prevent information forgery by verifying the validity in the process of linking blocks in the order in which they are created, but PoW and PoS, which are representative distributed consensus algorithms, have limitations due to the above-mentioned problems. Rather, the hash power of a small number of mining groups or the centralization problem caused by excessive stake holders are occurring. In the case of PoW, nodes with high computational power take the initiative in distributed consensus. In the case of PoS, an owner with a large stake has an advantage. Therefore, a new distributed consensus algorithm is needed that makes the block creation authority transparent and has a structure that guarantees trust in all transactions.

본 발명의 실시 예에 따른 합의 노드 선택 방법, 및 그것을 이용하는 블록체인 생성 방법 및 장치는, 추적 불가능한 분산합의 주체 선택에 의한 분산합의 알고리즘을 이용함으로써, 기존 블록체인의 작업증명(PoW: Proof-of-Work) 및 자산증명(PoS: Proof-of-Stake) 방식의 확장성 및 보안성 한계를 극복할 수 있다.A method for selecting a consensus node according to an embodiment of the present invention, and a method and apparatus for generating a block chain using the same, by using a distributed consensus algorithm by selecting an untraceable distributed agreement subject, proof-of-work (PoW) of the existing block chain -Work) and Proof-of-Stake (PoS) methods can overcome the scalability and security limitations.

본 발명의 실시 예에 따른 분산합의 알고리즘은, 전체 노드 중 일부만 블록 생성에 참여하여 자원 소모를 최소화하고, 블록 생성 권한 획득 노드가 선택 예측이 불가능하며 동시에 확률적으로 보장된 전체의 대표하고, 선택된 노드는 안정적으로 일정 수 이상 확보 되며, Fork 발생을 방지하지 않도록 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 분산합의 알고리즘은 블록 확정 이후 임의로 장부 훼손이 불가능하고, 퍼블릭과 프라이빗 블록 체인에 적용 가능할 것이다.The distributed consensus algorithm according to an embodiment of the present invention minimizes resource consumption by participating in block generation by only a part of all nodes, and the selection prediction is impossible and at the same time probabilistically guaranteed representative of the selected node acquiring block generation authority. Nodes are stably secured over a certain number and can be implemented so as not to prevent fork occurrence. In addition, the distributed consensus algorithm according to an embodiment of the present invention cannot arbitrarily damage the ledger after block confirmation, and will be applicable to public and private block chains.

본 발명의 실시 예에 따른 분산합의 알고리즘은 경량 분산합의 구조와 확장성, 보안성을 제공하기 위하여 난스증명(Proof-of-Nonse; PoN)을 하도록 구현될 수 있다.The distributed consensus algorithm according to an embodiment of the present invention may be implemented to perform proof-of-nonse (PoN) in order to provide a structure, scalability, and security of a lightweight distributed agreement.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 분산합의 알고리즘에서 블록 생성을 위한 후보 노드 선택 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1을 참조하면, PoN은 다음과 같이 블록 생성을 위한 후보 노드 선택을 결정할 수 있다.1 is a flowchart exemplarily showing a method for selecting a candidate node for block generation in a distributed consensus algorithm according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , PoN may determine candidate node selection for block generation as follows.

참여 노드들 각각은 이전 블록 해쉬 값을 참여 노드 별 개인키로 전자서명을 할 수 있다. 여기서, 이전 블록의 해쉬 값(hd)은 이전 블록의 해드 해쉬 값(head hash)값일 수 있다(S110).Each of the participating nodes can digitally sign the previous block hash value with the private key of each participating node. Here, the hash value (hd) of the previous block may be the head hash value of the previous block (S110).

Pre_blk_sign = sign(Key_private)(pre_hash)Pre_blk_sign = sign(Key_private)(pre_hash)

이전 블록 해쉬 값(pre_hash)을 참여 노드의 개인키(Key_private)로 노드별 전자서명(Pre_blk_sign)함으로써 블록 생성 권한 획득 여부에 대하여 다른 노드들이 예측할 수 없다. 노드들 각각은 다른 노드의 개인키(Key_private)를 알 수 없기 때문에 전자서명 결과를 예측할 수 없다. 실시 예에 있어서, 후보 블록 생성 권한을 획득한 노드는 전자서명을 같이 제시함으로써 권한 획득 사실을 다른 노드들이 검증 할 수 있다.By digitally signing (Pre_blk_sign) for each node using the previous block hash value (pre_hash) with the private key (Key_private) of the participating nodes, other nodes cannot predict whether or not the block creation authority is acquired. Since each of the nodes cannot know the private key (Key_private) of the other node, the digital signature result cannot be predicted. In an embodiment, a node that has obtained the right to generate a candidate block may verify the fact that it has obtained the right by presenting a digital signature together with other nodes.

실시 예에 있어서, 노드들이 블록 생성 후보가 되기 위해서 노드 풀(pool)에 미리 등록하는 절차가 있을 수 있다. 또한 pool에 노드를 등록할 때, 노드의 등록 조건을 강하게 제어하는 경우에 프라이빗 블록체인으로 사용 가능하다. 한편, 블록체인에 참여한 모든 노드에 등록 가능성을 열어 둔 경우에 퍼블릭 블록체인에 사용 가능하다.In an embodiment, in order for nodes to become block generation candidates, there may be a procedure for registering in advance with a node pool. Also, when registering a node in the pool, it can be used as a private blockchain if the registration conditions of the node are strongly controlled. On the other hand, it can be used in a public blockchain if the possibility of registration is opened to all nodes participating in the blockchain.

참여 노드별 전자서명(Pre_blck_sign)의 결과는 균등 분포 특성을 갖도록 처리될 수 있다. 예를 들어, 전자서명(Pre_blck_sign)을 아래와 같이 해쉬함으로써 의의의 값(key; nonce) 생성이 될 수 있다.The result of the digital signature (Pre_blck_sign) for each participating node may be processed to have a uniform distribution characteristic. For example, a significant value (key; nonce) can be generated by hashing the digital signature (Pre_blck_sign) as follows.

key = hash(Pre_blk_sign)key = hash(Pre_blk_sign)

여기서 key 값은 hash 특성에 의해 균등분포(uniform distribution) 특성을 갖는다. 또한 key 값을 상기 특징을 갖기 위해 이전 블록 해쉬 값과 nonce chain으로부터 얻어진 값의 해쉬 값을 통해서도 구현이 가능하다.Here, the key value has a uniform distribution characteristic by the hash characteristic. In addition, it is possible to implement the key value through the hash value of the value obtained from the previous block hash value and the nonce chain in order to have the above characteristics.

실시 예에 있어서, 생성된 key 중에서 일부(예를 들어, key 데이터 중 32비트)는 coupon으로 사용될 수 있다. 실시 예에 있어서, key 값 중에서 일부를 선택한 coupon도 균등분포 특성을 갖는다. 실시 예에 있어서, coupon은 전자 서명값(sign(pre_block, pri_key)과 이전 블록의 해쉬 값(hd)을 해쉬한 값일 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, coupon는 난스 체인값(nonce_chain())과 이전 블록의 해쉬 값(hd)을 해쉬한 값일 수 있다(S120).In an embodiment, some of the generated keys (eg, 32 bits of key data) may be used as coupons. In an embodiment, a coupon in which some of the key values are selected also has a uniform distribution characteristic. In an embodiment, the coupon may be a value obtained by hashing the electronic signature value (sign(pre_block, pri_key) and the hash value (hd) of the previous block. In another embodiment, the coupon is a nonce chain value (nonce_chain()) and It may be a value obtained by hashing the hash value (hd) of the previous block (S120).

coupon을 임의의 기준값(THD)과 비교함으로써 특정 조건을 만족하는 경우 블록 생성 후보 권한이 획득될 수 있다(S130). 만일, 특정 조건을 만족하는 경우, 블록 생성 후보 권한은 pass이다. 이때 선택될 확률 p는 기준값 비교에 의해 결정될 수 있다. 반면에, 특정 만족하지 못하는 경우, 블록 생성 후보 권한은 fail 이다. 이때 확률은 1-p의 확률이다. 2개의 결과를 갖고 전체 N개의 노드 중 K개의 노드가 선택될 확률 분포는, 평균이 Np 이고, 분산이 Np(1-p)인 이항 분포를 따를 것이다. 이항분포에서 N이 충분히 큰 경우, 전체 N개의 노드 중 K개의 노드가 선택될 확률 분포는 중심 극한 정리에 이항분포의 평균 값과 분산을 갖는 정규 분포에 수렴할 것이다. 이를 통해 확률적으로 전체의 대표가 될 노드 선택이 가능하다. 후보 권한을 획득한 노드의 평균을 제어하는 경우, 정규 분포의 누적분포함수(cumulative distribution function)를 통해 안정적인 노드가 지속적으로 선발 가능하다.When a specific condition is satisfied by comparing the coupon with an arbitrary reference value (THD), a block generation candidate right may be obtained (S130). If a specific condition is satisfied, the block creation candidate authority is pass. In this case, the probability p to be selected may be determined by comparison with reference values. On the other hand, if the specific satisfaction is not met, the block creation candidate authority is fail. In this case, the probability is 1-p. The probability distribution that has two outcomes and that K nodes out of the total N nodes will be selected will follow a binomial distribution with mean Np and variance Np(1-p). In the binomial distribution, if N is large enough, the probability distribution that K nodes will be selected out of all N nodes will converge to a normal distribution with the mean and variance of the binomial distribution according to the central limit theorem. Through this, it is possible to select a node that will be the representative of the whole probabilistically. In the case of controlling the average of nodes that have obtained candidate rights, stable nodes can be continuously selected through the cumulative distribution function of the normal distribution.

후보 블록 생성 권한을 획득한 노드는 distance(coupon 값 혹은 coupon과 기준값의 연산결과 값(예: 두 값의 차이))와 distance가 정당하게 발행되었는지 확인하는 전자서명 등을 후보 블록에 기록하여 다른 노드에 전달할 수 있다(S140).A node that has obtained the right to create a candidate block records the distance (coupon value or coupon and the calculation result of the reference value (e.g., the difference between the two values)) and an electronic signature that confirms whether the distance has been issued properly in the candidate block and records other nodes. can be delivered to (S140).

상술된 후보 노드 선택 방식은, 전체 노드 중 일부만 블록 생성에 참여하여 자원 소모를 최소화시키고, 블록 생성 권한 획득 노드에 대한 예측을 불가능하게 하고, 선택된 노드가 확률적으로 보장된 전체의 대표하게 하며, 안정적으로 일정 수 이상 선택된 노드들을 확보 할 수 있다.The above-described candidate node selection method minimizes resource consumption by participating in block generation by only a part of all nodes, makes prediction impossible for the node that acquires block generation authority, and allows the selected node to represent the probabilistically guaranteed whole, It is possible to stably secure more than a certain number of selected nodes.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 새로운 분산합의 알고리즘(PoN)은 Fork 발생을 방지하고, 블록 확정 이후에 임의로 장부 훼손을 할 수 없으며, 퍼블릭 및 프라이빗 블록체인에 적용 가능하다.On the other hand, the new distributed consensus algorithm (PoN) according to an embodiment of the present invention prevents fork occurrence, cannot arbitrarily damage the ledger after block confirmation, and is applicable to public and private blockchains.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 분산합의 알고리즘의 동작을 개념적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 분산합의 알고리즘 동작은 아래와 같이 진행될 수 있다.2 is a diagram conceptually illustrating the operation of a variance consensus algorithm according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2 , the operation of the variance consensus algorithm may proceed as follows.

앞에서 설명된 바와 같이 참여 노드 선택 방식에 따라 제 1 후보 블록들이 생성될 수 있다. 생성된 제 1 후보 블록들 중에서 하나의 블록이 lock(고정)되면, 선택된 노드가 제 1 블록의 마스터 노드로 동작할 수 있다(①). 실시 예에 있어서, 제 1 마스터 노드 선택 시, 제 1 블록(N-1 Block)의 마스터 노드는 제 1 후보 블록을 생성한 노드의 개수와 각 노드가 제시한 distance를 알려주어 제 2 블록 투표에서 사용될 투표의 모수로 사용할 수 있다.As described above, the first candidate blocks may be generated according to the participating node selection method. When one block among the generated first candidate blocks is locked (fixed), the selected node may operate as a master node of the first block (①). In an embodiment, when selecting the first master node, the master node of the first block (N-1 Block) informs the number of nodes that have generated the first candidate block and the distance suggested by each node in the second block voting. It can be used as a parameter of the vote to be used.

실시 예에 있어서, 제 1 블록의 마스터 노드에 의해 생성된 블록의 hash 값은 제 2 후보 블록들을 생성하기 위한 이전 블록 hash 값으로 사용될 수 있다. 이때, 블록생성을 위한 후보 노드 선택권한 결정방식에서 설명한 동작을 통해 coupon과 기준값 비교에 의해 각 노드는 제 2 블록 생성 노드의 권한 획득 여부를 계산할 수 있다(②).In an embodiment, the hash value of the block generated by the master node of the first block may be used as the previous block hash value for generating the second candidate blocks. At this time, each node can calculate whether to acquire the authority of the second block generating node by comparing the coupon with the reference value through the operation described in the method for determining the right to select a candidate node for block generation (②).

제 2 후보 블록 생성 권한을 획득한 노드는 후보 블록을 생성하고 이를 전체 노드에 배포할 수 있다(③)A node that has obtained the right to create a second candidate block can create a candidate block and distribute it to all nodes (③)

제 1 후보 블록을 생성했던 노드들은 각 노드가 수신한 제 2 후보 노드들이 전달한 블록에 포함된 한 개 이상의 distance들을 제 1 마스터 노드에게 전달하여 투표에 참여할 수 있다(④).The nodes that have generated the first candidate block can participate in voting by passing one or more distances included in the block delivered by the second candidate nodes received by each node to the first master node (④).

제 1 마스터 노드는 제 1 후보 블록을 생성한 노드들의 투표 결과에서 제 1 블록 생성에 참여한 노드의 특정 비율 이상(예를 들어, 과반수, 2/3 등)이 동의한 최소 distance(혹은 최대, distance 정렬에 의해 추출)를 제시한 제 2 후보 블록을 고정(lock, 최종 블록 생성) 하기 위해 lock 블록을 전체 노드에 전달할 수 있다(⑤)The first master node has a minimum distance (or maximum, distance) agreed upon by more than a certain percentage of nodes participating in the first block generation (eg, majority, 2/3, etc.) from the voting results of the nodes that generated the first candidate block. The lock block can be delivered to all nodes to lock the second candidate block proposed (extracted by sorting) (lock, final block generation) (⑤)

이때 제 2 블록(N Block)이 lock 되면, 제 3 블록에 대해서 상술된 과정들을 반복함으로써 블록 체인이 완성될 수 있다.At this time, when the second block (N Block) is locked, the block chain can be completed by repeating the above-described processes for the third block.

본 발명의 실시 예에 따른 분산합의 알고리즘(PoN)은 제 1 마스터 노드가 제 1 후보 블록들의 투표 결과에 따라 제 2 마스터 노드를 결정함으로써, Fork 발생되지 않는 합의 구조를 제공할 수 있다.The distributed consensus algorithm (PoN) according to an embodiment of the present invention may provide a consensus structure in which fork does not occur by the first master node determining the second master node according to the voting results of the first candidate blocks.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 분산합의 알고리즘(PoN)은 마스터 노드가 선택된 후에 이를 바꾸기 위해서 다시 투표를 진행할 수 없도록 블록을 lock 함으로써 장부 훼손이 불가능하다.In addition, the distributed consensus algorithm (PoN) according to an embodiment of the present invention locks the block so that voting cannot be performed again in order to change it after the master node is selected, thereby making it impossible to damage the ledger.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 분산합의 알고리즘(PoN)은 후보 블록 생성에 참여 가능한 노드들을 미리 정하는 경우 프라이빗 블록 체인으로 사용 가능하며, 참여 노드에 제한을 두지 않는 경우 퍼블릭 블록체인에 적용 가능하다.In addition, the Distributed Consensus Algorithm (PoN) according to an embodiment of the present invention can be used as a private block chain when nodes capable of participating in candidate block generation are predetermined, and can be applied to a public block chain when there is no restriction on participating nodes. .

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 분산합의 알고리즘(PoN)은 PoW와 같은 과도한 자원 사용을 필요로 하지 않는다.In addition, the distributed consensus algorithm (PoN) according to an embodiment of the present invention does not require excessive use of resources such as PoW.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 분산합의 알고리즘(PoN)은 블록 업데이트에 참여 하는 노드를 매 블록 생성 단계에서 확정하므로 이를 예측하여 공격하는 것이 불가능하다.In addition, since the distributed consensus algorithm (PoN) according to an embodiment of the present invention determines a node participating in block update at every block generation step, it is impossible to predict and attack it.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 분산합의 알고리즘(PoN)은 이전 블록 생성 노드들이 투표한 다수 의견을 선택하도록 하여 PoS와 같이 자원이 많은 노드가 업데이트 권한을 독점하는 단점을 개선할 수 있다.In addition, the Distributed Consensus Algorithm (PoN) according to an embodiment of the present invention can improve the disadvantage that a node with many resources, such as PoS, monopolizes the update right by selecting the majority opinion voted by the previous block generating nodes.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 분산합의 알고리즘(PoN)은 제 2 블록을 lock 하는 과정이 제 1 노드들을 통해 결정되므로 이중 지불 등의 거래 부정을 방지할 수 있다.In addition, in the distributed consensus algorithm (PoN) according to an embodiment of the present invention, since the process of locking the second block is determined through the first nodes, it is possible to prevent fraudulent transactions such as double payment.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 분산합의 알고리즘(PoN)은 후보 블록 생성에 참여하는 노드만 관리하면, 프라이빗 블록 체인과 퍼블릭 블록 체인에 공통으로 사용 할 수 있다.In addition, the Distributed Consensus Algorithm (PoN) according to an embodiment of the present invention can be commonly used for both private and public blockchains as long as only nodes participating in candidate block generation are managed.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 블록체인 생성 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 블록체인 생성 방법은 다음과 같이 진행될 수 있다.3 is a flowchart exemplarily showing a block chain generation method according to an embodiment of the present invention. 1 to 3 , the block chain generation method may proceed as follows.

제 1 마스터 노드가 생성한 블록과 풀에 등록된 노드들의 전자서명 혹은 nonce chain에서 얻는 값을 통해 계산된 난스(nonce)을 이용하여 제 2 블록 생성을 위한 제 2 후보 블록들을 선택할 수 있다(S210). 예를 들어, 도 1에 설명된 후보 노드 선택 방식에 따라 전체 노드 중에서 제 2 후보 노드들이 선택될 수 있다.Second candidate blocks for generating the second block may be selected using the block generated by the first master node and the nonce calculated through the digital signatures of nodes registered in the pool or the value obtained from the nonce chain (S210) ). For example, second candidate nodes may be selected from among all nodes according to the candidate node selection method described in FIG. 1 .

이후, 제 1 마스터 노드는 제 1 후보 노드들의 투표를 통하여 제 2 후보 노드들에서 발생된 후보 블록들 중에서 제 2 마스터 블록을 고정할 수 있다(S220).Thereafter, the first master node may fix the second master block among the candidate blocks generated by the second candidate nodes through the voting of the first candidate nodes ( S220 ).

실시 예에 있어서, 제 1 마스터 노드는 제 1 후보 블록을 생성한 노드들의 투표 결과를 통해 특정 비율 이상(예: 과반수, 2/3 등)의 동의를 얻은 최소 (혹은 최대) distance를 제시한 제 2 후보 블록을 고정(lock)할 수 있다.In an embodiment, the first master node proposes a minimum (or maximum) distance obtained by a consensus of more than a certain ratio (eg, majority, 2/3, etc.) through the voting results of the nodes that generated the first candidate block 2 Candidate blocks can be locked.

실시 예에 있어서, 제 1 마스터 노드는 제 2 마스터 블록을 고정할 수 있다.In an embodiment, the first master node may fix the second master block.

실시 예에 있어서, 전체 노드가 아니라 제 1 후보 블록 생성 노드들이 제 2 후보 블록에 대해서만 투표 할 수 있다.In an embodiment, not all nodes, but only the first candidate block generating nodes may vote for the second candidate block.

실시 예에 있어서, 후보 블록 생성 노드로 선택되는 노드를 풀(pool)로 공유하고, 이 풀에 미리 정해진 노드만 등록할 때, 합의 노드 선정 방식은 프라이빗 합의 구조로 사용될 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 모든 참여 노드가 풀에 참여 가능할 때, 합의 노드 선정 방식은 퍼블릭 합의 구조로 사용될 수 있다. 즉, 본 발명의 합의 노드 선정 방식은 프라이빗과 퍼블릭에 공통으로 사용 가능하다.In an embodiment, when a node selected as a candidate block generating node is shared with a pool and only predetermined nodes are registered in the pool, the consensus node selection method may be used as a private consensus structure. In another embodiment, when all participating nodes can participate in the pool, the consensus node selection method may be used as a public consensus structure. That is, the consensus node selection method of the present invention can be commonly used for both private and public.

실시 예에 있어서, 제 1 마스터 블록 생성 노드는 제 2 마스터 블록 lock 이벤트를 발생할 수 있다.In an embodiment, the first master block generating node may generate a second master block lock event.

실시 예에 있어서, 제 2 블록 생성 후보 권한 판단을 위해 비대칭 키의 개인키를 사용하거나 nonce chain에서 획득한 값을 사용하여 다른 노드들이 서로 권한 획득 여부를 예측 할 수 없다.In an embodiment, it is not possible to predict whether other nodes will acquire authority from each other by using the private key of an asymmetric key or a value obtained from the nonce chain to determine the authority of the second block generation candidate.

실시 예에 있어서, 제 2 블록 생성 후보 권한 판단을 위해 coupon과 기준값 비교를 통해 각 노드는 두 개 이상으로 그룹으로 분류될 수 있다. 실시 예에 있어서, 두개 이상 구분된 그룹이 pass, fail 두 개의 그룹으로 구분될 수 있다. 구분된 그룹은 이항 분포의 특성을 가질 수 있다. 실시 예에 있어서, 특정 확률 분포에 따라 선택될 노드의 평균과 분산이 계산될 수 있다.In an embodiment, each node may be classified into two or more groups by comparing a coupon with a reference value to determine the second block generation candidate authority. In an embodiment, two or more divided groups may be divided into two groups, pass and fail. The distinct group may have a characteristic of a binomial distribution. In an embodiment, the average and variance of the nodes to be selected according to a specific probability distribution may be calculated.

실시 예에 있어서, 제 2 후보 블록 생성 권한을 획득한 노드는 후보 블록을 생성시 자신이 획득한 coupon과 기준값의 계산에 의한 distance를 알려주므로 제 1 후보 블록 생성 노드들이 distance 값의 크기에 따라 정렬 가능하게 할 수 있다.In an embodiment, since the node that has obtained the second candidate block generation right informs the distance by calculating the coupon and the reference value obtained by the node when generating the candidate block, the first candidate block generation nodes are arranged according to the size of the distance value can make it possible

실시 예에 있어서, 제 1 후보 블록 생성 노드들은 자신이 수집한 제 2 후보 블록들의 한 개 이상의 distance를 제 1 마스터 노드로 전달할 수 있다.In an embodiment, the first candidate block generating nodes may transmit one or more distances of the second candidate blocks collected by the first candidate block generating nodes to the first master node.

실시 예에 있어서, 제 1 마스터 노드는, 제 1 후보 블록들이 투표한 결과를 근거로 하여 제 2 마스터를 선택할 때, 제 2 후보 블록을 생성한 노드의 개수와 distance 값을 모든 노드들에게 알려 줄 수 있다. 실시 예에 있어서, 제 1 마스터 노드가 알려준 제 2 후보 블록 생성 개수는 제 2 블록 투표의 모수로 사용될 수 있다. 실시 예에 있어서, 제 1 마스터 노드가 알려준 제 2 후보 블록 distance 정렬 값은 투표 결정에 이용될 수 있다.In an embodiment, when the first master node selects the second master based on the voting results of the first candidate blocks, the first master node informs all nodes of the number and distance value of the nodes that have generated the second candidate block. can In an embodiment, the number of generated second candidate blocks notified by the first master node may be used as a parameter of the second block voting. In an embodiment, the second candidate block distance alignment value informed by the first master node may be used for voting decision.

실시 예에 따라서는, 단계들 및/혹은 동작들의 일부 혹은 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/혹은 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 혹은 수행될 수 있다.Depending on the embodiment, some or all of the steps and/or operations run instructions, programs, interactive data structures, clients and/or servers stored on one or more non-transitory computer-readable media. At least in part may be implemented or performed using one or more processors.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 블록체인 생성 장치(1000)을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 블록체인 생성 장치(1000)는 적어도 하나의 프로세서(1100), 네트워크 인터페이스(1200), 메모리(1300), 디스플레이(1400), 및 입출력 장치(1500)를 포함할 수 있다.4 is a diagram exemplarily showing a block chain generating apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4 , the block chain generating apparatus 1000 may include at least one processor 1100 , a network interface 1200 , a memory 1300 , a display 1400 , and an input/output device 1500 .

프로세서(1100)는 도 1 내지 도 3을 통하여 적어도 하나의 장치를 포함하거나, 도 1 내지 도 3을 통하여 전술한 적어도 하나의 방법으로 구현될 수 있다. 프로세서(1100)는, 상술된 바와 같이, 블록생성과 업데이트에 참여 하는 노드를 이전 블록과 노드의 개인키에 의한 전자서명으로 예측 불가능하게 선택하고, 제 1 후보 블록 생성 노드의 투표에 의해 제 2 블록을 lock 함으로써 특정 노드가 권한을 독점하지 않게 하고, 노드들의 개인키를 통해 전자 서명된 내용을 확인하므로 제 1 블록 마스터가 제 2 블록 마스터를 결정하도록 하여 이중 지불 등의 거래 부정을 방지하도록 인스트럭션들(instructions)을 실행할 수 있다.The processor 1100 may include at least one device with reference to FIGS. 1 to 3 , or may be implemented with at least one method described above with reference to FIGS. 1 to 3 . As described above, the processor 1100 unpredictably selects a node participating in block generation and update with a digital signature using the previous block and the node's private key, and the second by voting of the first candidate block generation node. Instruction to prevent a specific node from monopolizing the authority by locking the block, and to prevent transaction fraud such as double payment by allowing the first block master to determine the second block master by verifying the digitally signed contents through the private keys of the nodes instructions can be executed.

프로세서(1100)는 프로그램을 실행하고, 블록체인 생성 장치(1000)을 제어할 수 있다. 블록체인 생성 장치(1000)는 입출력 장치(1500)를 통하여 외부 장치(예를 들어, 퍼스널 컴퓨터 혹은 네트워크)에 연결되고, 데이터를 교환할 수 있다. 블록체인 생성 장치(1000)는 이동 전화, 스마트 폰, PDA, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터 등 모바일 장치, 퍼스널 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 넷북 등 컴퓨팅 장치, 혹은 텔레비전, 스마트 텔레비전, 게이트 제어를 위한 보안 장치 등 전자 제품 등 다양한 전자 시스템을 포함할 수 있다.The processor 1100 may execute a program and control the block chain generating apparatus 1000 . The block chain generating device 1000 may be connected to an external device (eg, a personal computer or a network) through the input/output device 1500 and exchange data. The block chain generating device 1000 is a mobile device such as a mobile phone, a smart phone, a PDA, a tablet computer, a laptop computer, a computing device such as a personal computer, a tablet computer, a netbook, or a television, a smart television, a security device for gate control, etc. It may include various electronic systems such as products.

도 4에 도시된 바와 같이, 프로세서(1100)는 블록 생성부(BLK Generating Unit), 블록체인 제어부(Blockchain Controlling Unit), 블록 전파부(BLK Propagating Unit), 및 블록 검증부(BLK Verifying Unit)를 프로그램 코드로 실행하도록 구현될 수 있다. 블록 생성부는 거래내역에 필요한 새로운 블록을 생성할 수 있다. 블록체인 제어부는 상술된 블록체인 생성 방법, 특히 분산합의 노드 선택 방식을 이용하여 새로운 블록이 자신의 블록체인에 연결되도록 제어할 수 있다. 블록 전파부는 블록체인에 연결된 새로운 블록의 유효성을 검증하기 위하여 새로운 블록을 네트워크로 전파할 수 있다. 블록 검증부는 네트워크를 형성한 다른 노드에서 생성된 블록을 수신하고, 수신된 블록의 유효성을 검증할 수 있다.As shown in FIG. 4 , the processor 1100 includes a block generating unit (BLK Generating Unit), a blockchain control unit (Blockchain Controlling Unit), a block propagating unit (BLK Propagating Unit), and a block verifying unit (BLK Verifying Unit). It can be implemented to run as program code. The block generator may create a new block required for the transaction history. The blockchain control unit can control a new block to be connected to its own blockchain by using the above-described blockchain creation method, in particular, the distributed consensus node selection method. The block propagation unit can propagate the new block to the network to verify the validity of the new block connected to the block chain. The block verifier may receive a block generated by another node forming a network and verify the validity of the received block.

네트워크 인터페이스(1200)는 외부의 네트워크와 다양한 유/무선 방식에 의해 통신을 수행하도록 구현될 수 있다.The network interface 1200 may be implemented to communicate with an external network through various wired/wireless methods.

메모리(1300)는 컴퓨터에서 읽을 수 있는 명령어(instruction)를 포함할 수 있다. 프로세서(1100)는 메모리(1300)에 저장된 명령어가 프로세서(1100)에서 실행됨에 따라 앞서 언급된 동작들을 수행할 수 있다. 메모리(1300)는 휘발성 메모리 혹은 비휘발성 메모리일 수 있다.The memory 1300 may include computer-readable instructions. The processor 1100 may perform the aforementioned operations as an instruction stored in the memory 1300 is executed in the processor 1100 . The memory 1300 may be a volatile memory or a non-volatile memory.

메모리(1300)는 사용자의 데이터를 저장하도록 저장 장치를 포함할 수 있다. 저장 장치는 eMMC(embedded multimedia card), SSD(solid state drive), UFS(universal flash storage) 등 일 수 있다. 저장 장치는 적어도 하나의 비휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다. 비휘발성 메모리 장치는, 낸드 플래시 메모리(NAND Flash Memory), 수직형 낸드 플래시 메모리(Vertical NAND; VNAND), 노아 플래시 메모리(NOR Flash Memory), 저항성 램(Resistive Random Access Memory: RRAM), 상변화 메모리(Phase-Change Memory: PRAM), 자기저항 메모리(Magnetoresistive Random Access Memory: MRAM), 강유전체 메모리(Ferroelectric Random Access Memory: FRAM), 스핀주입 자화반전 메모리(Spin Transfer Torque Random Access Memory: STT-RAM) 등이 될 수 있다.The memory 1300 may include a storage device to store user data. The storage device may be an embedded multimedia card (eMMC), a solid state drive (SSD), a universal flash storage (UFS), or the like. The storage device may include at least one non-volatile memory device. Non-volatile memory devices include NAND flash memory (NAND flash memory), vertical NAND flash memory (VNAND), NOR flash memory (NOR flash memory), resistive random access memory (RRAM), phase change memory (Phase-Change Memory: PRAM), Magnetoresistive Random Access Memory (MRAM), Ferroelectric Random Access Memory (FRAM), Spin Transfer Torque Random Access Memory (STT-RAM), etc. this can be

이상에서 설명된 실시 예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/혹은 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(Arithmetic Logic Unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(Field Programmable Gate Array), PLU(Programmable Logic Unit), 마이크로프로세서, 혹은 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 혹은 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(Operating System; OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. The embodiments described above may be implemented by a hardware component, a software component, and/or a combination of a hardware component and a software component. For example, the apparatus, methods, and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate (FPGA). Array), a programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions, may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers. The processing device may execute an Operating System (OS) and one or more software applications running on the operating system.

또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 대응하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소 (processing element) 및/혹은 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수의 프로세서 혹은 하나의 프로세서 및 하나의 제어기(controller)를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For convenience of understanding, although one processing device is sometimes described as being used, one of ordinary skill in the art will recognize that a processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing. It can be seen that elements can be included. For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 혹은 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 혹은 결합적으로 (collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/혹은 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 혹은 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 혹은 장치, 혹은 전송되는 신호파(signal wave)에 영구적으로, 혹은 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. , or may be permanently or temporarily embody in a transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.

본 발명의 실시 예에 따른 블록체인 생성 장치(1000)는, 적어도 하나의 프로세서(1100) 및 적어도 하나의 프로세서(1100)에 의해 실행되는 적어도 하나의 인스트럭션을 저장하는 메모리(1300)를 포함하고, 디지털 서명을 이용하여 제 1 블록 생성에 대응하는 참여 노드들을 선택하고, 선택된 참여 노드들이 제 2 블록의 마스터 블록을 고정(lock)하도록 투표를 진행하고, 제 1 블록 생성에 대응하는 마스터 노드에 의해 제 2 블록 생성에 대응하는 마스터 블록을 고정(lock)하도록 적어도 하나의 프로세서(1100)에서 실행될 수 있다.The block chain generating apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention includes at least one processor 1100 and a memory 1300 for storing at least one instruction executed by the at least one processor 1100, Using a digital signature to select participating nodes corresponding to the generation of the first block, voting is carried out so that the selected participating nodes lock the master block of the second block, and by the master node corresponding to the generation of the first block It may be executed in at least one processor 1100 to lock the master block corresponding to the generation of the second block.

실시 예에 따른 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 혹은 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시 예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software.

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), 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 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - Includes hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as magneto-optical media, ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

본 발명의 실시 예에 따른 블록체인 방법 및 장치는, 블록생성과 업데이트에 참여 하는 노드를 이전 블록과 노드의 개인키에 의한 전자서명으로 예측 불가능하게 선택하고, 제 1 후보 블록 생성 노드의 투표에 의해 제 2 블록을 lock 하도록 하여 특정 노드가 권한을 독점하는 단점을 개선하고, 검증시간을 획기적으로 단축시킬 수 있다.A block chain method and apparatus according to an embodiment of the present invention unpredictably selects a node participating in block generation and update with an electronic signature based on the previous block and the node's private key, and votes for the first candidate block generating node. By locking the second block, the disadvantage that a specific node monopolizes the authority can be improved and the verification time can be dramatically shortened.

본 발명의 실시 예에 따른 블록체인 방법 및 장치는 분산장부 무결성 보장을 위하여 노드들의 개인키를 통해 전자 서명된 내용을 확인하므로 제 1 블록 마스터가 제 2 블록 마스터를 결정하도록 하여 이중 지불 등의 거래 부정을 방지 등을 보장 능하다.The block chain method and apparatus according to an embodiment of the present invention verifies the electronically signed contents through the private keys of nodes to ensure the integrity of the distributed ledger, so that the first block master determines the second block master, so that the transaction such as double payment It is capable of ensuring that fraud is prevented.

본 발명의 실시 예에 따른 블록체인 방법 및 장치는 PoN 경우 PoW와 같은 과도한 자원 사용이 필요 없으며, PoS와 같이 업데이트 권한을 자원이 많은 노드가 독점하는 단점을 개선할 수 있다.The block chain method and apparatus according to an embodiment of the present invention do not require excessive resource use such as PoW in the case of PoN, and can improve the disadvantage that nodes with many resources monopolize update rights such as PoS.

본 발명의 실시 예에 따른 블록체인 방법 및 장치는 제 1 블록을 등록한 마스터 노드가 제 2 블록을 선거에 의해 선택하도록 하여 과도한 자원 소모를 방지하고, 마스터가 다음 마스터를 선택하도록 하여 이중 지불 등의 부정 거래를 차단 할 수 있다.The block chain method and apparatus according to an embodiment of the present invention prevents excessive resource consumption by allowing the master node that has registered the first block to select the second block by election, and allows the master to select the next master, such as double payment, etc. It can block fraudulent transactions.

한편, 상술 된 본 발명의 내용은 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들에 불과하다. 본 발명은 구체적이고 실제로 이용할 수 있는 수단 자체뿐 아니라, 장차 기술로 활용할 수 있는 추상적이고 개념적인 아이디어인 기술적 사상을 포함할 것이다.On the other hand, the contents of the present invention described above are only specific examples for carrying out the invention. The present invention will include not only concrete and practically usable means, but also technical ideas, which are abstract and conceptual ideas that can be utilized as future technologies.

1000: 블록체인 생성장치
1100: 프로세서
1200: 통신 장치
1300: 메모리
1000: block chain generator
1100: Processor
1200: communication device
1300: memory

Claims (20)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 블록체인을 생성하는 데 사용되는 합의 노드 선택 방법에 있어서,
참여 노드의 난스 체인(nonce chain)으로부터 구해진 값을 입력으로 해쉬 연산을 수행하는 단계;
상기 해쉬된 값을 이용하여 생성된 비교값과 기준값을 비교하는 단계; 및
상기 비교 결과에 따라 상기 참여 노드를 블록을 생성하기 위한 후보 노드로 선택하는 단계를 포함하고,
상기 비교값은 이전 블록에 기반하여 생성된 이전 블록 기반 값 및 상기 난스 체인으로부터 구해진 값을 이용하여 생성되는 방법.
In the method of selecting a consensus node used to create a blockchain,
performing a hash operation by inputting a value obtained from a nonce chain of participating nodes;
comparing a comparison value generated using the hashed value with a reference value; and
selecting the participating node as a candidate node for generating a block according to the comparison result;
The comparison value is generated using a previous block-based value generated based on a previous block and a value obtained from the nonce chain.
제 14 항에 있어서,
상기 후보 노드는
미리 결정되어 있거나 혹은 전체 노드를 포함하는 노드 풀에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
15. The method of claim 14,
The candidate node is
A method, characterized in that it is predetermined or selected from a node pool including all nodes.
제 15 항에 있어서,
상기 비교 결과에 따라 상기 노드 풀은 2개 이상의 그룹으로 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
16. The method of claim 15,
The method, characterized in that the node pool is divided into two or more groups according to the comparison result.
제 16 항에 있어서,
상기 2개 이상의 그룹은 pass 그룹과 fail 그룹을 포함하고,
상기 pass 그룹과 상기 fail 그룹은 이항 분포의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
17. The method of claim 16,
The two or more groups include a pass group and a fail group,
The pass group and the fail group method, characterized in that it has a characteristic of a binomial distribution.
제 16 항에 있어서,
특정 확률 분포에 따라 선택될 노드의 평균과 분산이 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
17. The method of claim 16,
A method, characterized in that the mean and variance of the nodes to be selected are calculated according to a specific probability distribution.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110826103B (en) * 2019-11-13 2023-07-21 腾讯科技(深圳)有限公司 Method, device, equipment and storage medium for processing document authority based on blockchain
KR102367570B1 (en) * 2019-11-19 2022-02-28 한양대학교 산학협력단 Method for parallel block processing method in blockchain, blockcahin node device and program using the same
KR102294569B1 (en) * 2019-12-31 2021-08-26 주식회사 포스코아이씨티 Block Chain Management System To Build Block Chain Network
WO2022231072A2 (en) * 2021-04-29 2022-11-03 주식회사 이노블록 Neural consensus-based blockchain network system for performing random consensus proof using non-random consensus proof-based blockchain network
KR102628770B1 (en) * 2021-09-02 2024-01-23 주식회사 리드포인트시스템 A Neural consensus-based blockchain network system that performs random consensus proof using non-random consensus proof-based blockchain network
CN114817399A (en) * 2021-09-06 2022-07-29 支付宝(杭州)信息技术有限公司 Block management method and device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170137388A (en) 2016-06-03 2017-12-13 (주) 블록체인오에스 A method for ensuring integrity by using a blockchain technology
KR101937220B1 (en) * 2017-02-01 2019-01-11 주식회사 아이콘루프 Method for generating and verifying a digital signature or message authentication code based on a block chain that does not require key management
KR102017739B1 (en) * 2017-05-12 2019-09-03 박경옥 Blockchain system and method of creating blockchain

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Antal et al. Distributed Ledger Technology Review and Decentralized Applications Development Guidelines. Future Internet 2021, 13, 62
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