KR20190097225A - 이벤트들의 삭제를 가능하게 하는 분산 데이터베이스를 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
일부 실시예들에서, 장치는 컴퓨팅 디바이스들의 제1 그룹 내에 포함되도록 구성된 컴퓨팅 디바이스에서의 분산 데이터베이스의 인스턴스와 연관된 메모리를 포함한다. 상기 장치는 이벤트 컨센서스 프로토콜의 상이한 구성들에 기초하여 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트에 대한 순서를 결정하도록 구성된다. 상기 상이한 구성들은 상기 분산 데이터베이스를 구현하는 컴퓨팅 디바이스들의 상이한 구성들에 논리적으로 관련된다. 상기 장치는 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트에 대해 결정된 순서에 기초하여 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스의 현재 상태를 결정하고, 상기 현재 상태와 연관된 해시 값에 기초하여 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스와 연관된 서명된 상태를 생성하도록 구성된다. 상기 장치는 상기 서명된 상태를 나타내는 트랜잭션을 포함하는 이벤트를 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스에 포스팅하기 위한 신호를 전송한다.
Description
관련 특허 출원에 대한 상호 참조
본 특허 출원은 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함되는, 2016년 12월 19일자로 출원된 발명의 명칭이 "METHODS AND APPARATUS FOR A DISTRIBUTED DATABASE THAT ENABLES DELETION OF EVENTS"인 미국 가특허 출원 일련 번호 제62/436,066호에 대한 우선권을 주장한다.
본 명세서에 설명된 실시예들은 일반적으로 데이터베이스 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 네트워크 내의 다수의 디바이스들에 걸쳐 데이터베이스 시스템을 구현하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
일부 알려진 분산 데이터베이스 시스템들은 분산 데이터베이스 시스템들 내의 값들(예컨대, 트랜잭션들이 발생하는 순서에 관한)에 대한 컨센서스(consensus)를 달성하려고 시도한다. 예를 들어, 온라인 멀티플레이어 게임에는 사용자들이 게임을 플레이하기 위해 액세스할 수 있는 많은 컴퓨터 서버들이 있을 수 있다. 2명의 사용자가 동시에 게임 내의 특정 아이템을 집으려고 시도한다면, 분산 데이터베이스 시스템 내의 서버들이 2명의 사용자 중 어느 쪽이 아이템을 먼저 집었는지에 대해 결국 합의에 도달하는 것이 중요하다.
그러한 분산 컨센서스는 Paxos 알고리즘 또는 그 변형들과 같은 방법들 및/또는 프로세스들에 의해 핸들링될 수 있다. 그러한 방법들 및/또는 프로세스들에서, 데이터베이스 시스템의 하나의 서버가 "리더(leader)"로 설정되고 리더가 이벤트들의 순서를 결정한다. 이벤트들(예컨대, 멀티플레이어 게임들 내의)은 리더에게 포워딩되고, 리더는 이벤트들의 순서를 선택하고, 리더는 그 순서를 데이터베이스 시스템의 다른 서버들로 브로드캐스트한다.
그러나, 그러한 알려진 접근법들은 데이터베이스 시스템의 사용자들(예컨대, 게임 플레이어들)에 의해 신뢰받은 파티(예컨대, 중앙 관리 서버)에 의해 운영되는 서버를 사용한다. 따라서, 데이터베이스 시스템을 동작시키기 위해 리더 또는 신뢰되는 제3자를 필요로 하지 않는 분산 데이터베이스 시스템을 위한 방법 및 장치에 대한 필요가 존재한다.
다른 분산 데이터베이스들은 리더가 없도록 설계되었지만, 비효율적이다. 예를 들어, 하나의 그러한 분산 데이터베이스는 컨센서스를 달성할 수 있는 "블록 체인" 데이터 구조에 기초한다. 그러나, 그러한 시스템은 함께 모인 모든 참가자들에 대하여, 작은 수의 총 초당 트랜잭션(예컨대, 초당 7 트랜잭션)으로 제한될 수 있으며, 이는 대규모 게임에 대해 또는 데이터베이스들의 많은 종래의 애플리케이션들에 대해 불충분하다. 또한, 시간에 따른 데이터베이스의 규모의 증가는 계산 리소스들의 사용을 증가시킬 수 있고, 예를 들어, 메모리 리소스들은 그것들이 중복되거나 불필요한 데이터를 저장할 때 관리불가능하게 되고/되거나 불충분하게 활용될 수 있다. 따라서, 리더 없이 컨센서스를 달성하고, 계산 리소스들을 관리하는 데 효율적인 분산 데이터베이스 시스템에 대한 필요가 존재한다.
일부 실시예들에서, 장치는 컴퓨팅 디바이스들의 제1 그룹 내에 포함되도록 구성된 컴퓨팅 디바이스에서의 분산 데이터베이스의 인스턴스와 연관된 메모리를 포함한다. 상기 장치는 이벤트 컨센서스 프로토콜의 상이한 구성들에 기초하여 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트에 대한 순서를 결정하도록 구성된다. 상기 상이한 구성들은 상기 분산 데이터베이스를 구현하는 컴퓨팅 디바이스들의 상이한 구성들에 논리적으로 관련된다. 상기 장치는 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트에 대해 결정된 순서에 기초하여 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스의 현재 상태를 결정하고, 상기 현재 상태와 연관된 해시 값에 기초하여 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스와 연관된 서명된 상태를 생성하도록 구성된다. 상기 장치는 상기 서명된 상태를 나타내는 트랜잭션을 포함하는 이벤트를 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스에 포스팅하기 위한 신호를 전송한다.
도 1은 일 실시예에 따른, 분산 데이터베이스 시스템을 예시하는 하이 레벨 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른, 분산 데이터베이스 시스템의 컴퓨팅 디바이스를 예시하는 블록도이다.
도 3 내지 도 6은 일 실시예에 따른, 해시그래프의 예들을 예시한다.
도 7은 일 실시예에 따른, 제1 컴퓨팅 디바이스와 제2 컴퓨팅 디바이스 사이의 통신 흐름을 예시하는 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따른, 해시그래프의 예이다.
도 9는 일 실시예에 따른, 해시그래프의 예이다.
도 10a 및 도 10b는 일 실시예에 따른, 해시그래프와 함께 사용하기 위한 예시적인 컨센서스 방법을 예시한다.
도 11a 및 도 11b는 일 실시예에 따른, 해시그래프와 함께 사용하기 위한 예시적인 컨센서스 방법을 예시한다.
도 12a 및 12b는 다른 실시예에 따른, 해시그래프와 함께 사용하기 위한 예시적인 컨센서스 방법을 예시한다.
도 13은 일 실시예에 따른, 분산 데이터베이스의 초기 상태의 표현이다.
도 14는 일 실시예에 따른, 분산 데이터베이스에의 멤버들의 업데이트, 추가, 제거와 연관된 동작들의 예들을 예시하는 플로차트이다.
도 15는 일 실시예에 따른, 수신된 라운드들에 기초한 이벤트들의 수락 및 거절을 예시하는 플로차트이다.
도 16은 일 실시예에 따른, 분산 데이터베이스의 2명의 멤버 사이의 동기화 프로세스를 예시하는 플로차트이다.
도 2는 일 실시예에 따른, 분산 데이터베이스 시스템의 컴퓨팅 디바이스를 예시하는 블록도이다.
도 3 내지 도 6은 일 실시예에 따른, 해시그래프의 예들을 예시한다.
도 7은 일 실시예에 따른, 제1 컴퓨팅 디바이스와 제2 컴퓨팅 디바이스 사이의 통신 흐름을 예시하는 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따른, 해시그래프의 예이다.
도 9는 일 실시예에 따른, 해시그래프의 예이다.
도 10a 및 도 10b는 일 실시예에 따른, 해시그래프와 함께 사용하기 위한 예시적인 컨센서스 방법을 예시한다.
도 11a 및 도 11b는 일 실시예에 따른, 해시그래프와 함께 사용하기 위한 예시적인 컨센서스 방법을 예시한다.
도 12a 및 12b는 다른 실시예에 따른, 해시그래프와 함께 사용하기 위한 예시적인 컨센서스 방법을 예시한다.
도 13은 일 실시예에 따른, 분산 데이터베이스의 초기 상태의 표현이다.
도 14는 일 실시예에 따른, 분산 데이터베이스에의 멤버들의 업데이트, 추가, 제거와 연관된 동작들의 예들을 예시하는 플로차트이다.
도 15는 일 실시예에 따른, 수신된 라운드들에 기초한 이벤트들의 수락 및 거절을 예시하는 플로차트이다.
도 16은 일 실시예에 따른, 분산 데이터베이스의 2명의 멤버 사이의 동기화 프로세스를 예시하는 플로차트이다.
일부 실시예들에서, 장치는 분산 데이터베이스를 구현하는 컴퓨팅 디바이스들의 세트 내에 포함되도록 구성된 컴퓨팅 디바이스에서의 분산 데이터베이스의 인스턴스를 포함한다. 장치는 또한 쌍들의 세트의 함수로서 생성된 고유 식별자의 지정에 의해 보안된 분산 데이터베이스의 초기 상태를 정의하도록 구성된 프로세서를 포함하고, 각각의 쌍은 분산 데이터베이스의 인스턴스와 연관된 랜덤화된 값 및 공개 키를 포함한다. 분산 데이터베이스는 분산 데이터베이스의 인스턴스들 사이에서 이벤트들을 동기화하도록 구성되어, 분산 데이터베이스의 현재 및 미래 상태들에 관련되지 않은 이벤트들은 분산 데이터베이스를 구현하는 컴퓨팅 디바이스들의 세트에 의해 서명된 수렴 상태들에 기초하여, 컴퓨팅 디바이스들의 세트 사이에서 교환되지 않는다. 프로세서는 분산 데이터베이스의 서명된 상태를 정의함으로써 분산 데이터베이스의 인스턴스로부터 불필요한 이벤트들을 제거하도록 또한 구성된다. 이는 분산 데이터베이스를 구현하는 컴퓨팅 디바이스들의 세트 사이의 중복 또는 무관 이벤트들을 동기화함으로써 야기되는 오버헤드를 감소시킨다. 이는 또한 그러한 컴퓨팅 디바이스들의 세트의 로컬 메모리들의 불충분한 활용을 감소시킨다.
일부 실시예들에서, 장치는 컴퓨팅 디바이스들의 그룹에 동작적으로 결합된 네트워크를 통해 분산 데이터베이스를 구현하는 컴퓨팅 디바이스들의 그룹 내에 포함되도록 구성된 컴퓨팅 디바이스에서의 분산 데이터베이스의 인스턴스와 연관된 메모리를 포함한다. 컴퓨팅 디바이스들의 그룹은 분산 데이터베이스와 연관된 이벤트 컨센서스 프로토콜의 제1 구성과 연관된다. 장치는 메모리에 동작적으로 결합된 프로세서를 포함한다. 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 그룹으로부터의 컴퓨팅 디바이스들의 세트로부터 이벤트들의 세트를 수신하도록 구성된다. 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트는 (1) 트랜잭션들의 세트, 및 (2) 수신된 라운드 번호와 연관된다. 프로세서는 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트에 대한 순서를: (1) 해당 이벤트와 연관된 수신된 라운드 번호가 분산 데이터베이스의 인스턴스에 의해 식별된 수신된 라운드 번호 임계치보다 크지 않을 때는 이벤트 컨센서스 프로토콜의 제1 구성, 및 (2) 해당 이벤트와 연관된 수신된 라운드 번호가 수신된 라운드 번호 임계치보다 클 때는 이벤트 컨센서스 프로토콜의 제2 구성에 기초하여 결정하도록 구성된다. 프로세서는 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트에 대해 결정된 순서에 기초하여 분산 데이터베이스의 인스턴스의 현재 상태를 결정하도록 구성된다. 프로세서는 현재 상태와 연관된 해시 값에 기초하여 분산 데이터베이스의 인스턴스와 연관된 서명된 상태를 생성하도록 구성된다. 해시 값은 제1 컴퓨팅 디바이스와 연관된 개인 키로 디지털 서명된다. 프로세서는 서명된 상태를 나타내는 트랜잭션을 포함하는 이벤트를 분산 데이터베이스의 인스턴스에 포스팅하기 위한 신호를 전송하도록 더 구성된다.
일부 실시예들에서, 장치는 컴퓨팅 디바이스들의 그룹에 동작적으로 결합된 네트워크를 통해 분산 데이터베이스를 구현하는 컴퓨팅 디바이스들의 그룹 내에 포함되도록 구성된 제1 컴퓨팅 디바이스에서의 분산 데이터베이스의 인스턴스와 연관된 메모리를 포함한다. 장치는 메모리에 동작적으로 결합된 프로세서를 포함한다. 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 그룹으로부터의 제2 컴퓨팅 디바이스로부터 이벤트를 수신하도록 구성된다. 이벤트는 부모 이벤트들의 세트와 연관된 바이트들의 시퀀스이다. 부모 이벤트들의 세트로부터의 각각의 부모 이벤트는 (1) 해시 값 및 (2) 라운드 생성 값과 연관된다. 프로세서는 제1 기준 또는 제2 기준 중 적어도 하나가 만족될 때 이벤트들의 순서의 결정으로부터 수신된 이벤트를 배제하도록 구성된다. 제1 기준은: (1) 부모 이벤트들의 세트로부터의 적어도 하나의 부모 이벤트가 분산 데이터베이스의 인스턴스에 식별자를 갖고 있지 않고, (2) 적어도 하나의 부모 이벤트가 제1 라운드 생성 임계치보다 큰 라운드 생성 값과 연관될 때 만족된다. 제2 기준은: (1) 제1 기준이 만족되지 않고, (2) 부모 이벤트들의 세트로부터의 각각의 부모 이벤트가 제2 라운드 생성 임계치보다 작은 라운드 생성 값과 연관될 때 만족된다. 프로세서는 제1 기준 또는 제2 기준에 기초하여 이벤트가 배제되지 않았을 때 분산 데이터베이스의 인스턴스에 이벤트를 저장하도록 더 구성된다.
일부 실시예들에서, 장치는 컴퓨팅 디바이스들의 그룹에 동작적으로 결합된 네트워크를 통해 분산 데이터베이스를 구현하는 컴퓨팅 디바이스들의 그룹 내에 포함되도록 구성된 제1 컴퓨팅 디바이스에서의 분산 데이터베이스의 인스턴스와 연관된 메모리를 포함한다. 장치는 메모리에 동작적으로 결합된 프로세서를 포함한다. 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 그룹으로부터의 제2 컴퓨팅 디바이스에 의해 정의된 이벤트들의 그룹으로부터의 제1 이벤트들의 세트의 지시를 메모리에 저장하도록 구성된다. 이벤트들의 그룹으로부터의 각각의 이벤트는 (1) 시퀀스 값, 및 (2) 순서화된 트랜잭션들의 세트와 연관된 바이트들의 시퀀스를 포함한다. 프로세서는 복수의 컴퓨팅 디바이스로부터의 제3 컴퓨팅 디바이스에 동기화 요청을 전송하도록 구성된다. 동기화 요청은 제1 식별자 및 제2 식별자를 포함한다. 제1 식별자는 제1 이벤트들의 세트로부터의 각각의 나머지 이벤트와 연관된 시퀀스 값보다 작은 시퀀스 값과 연관된 제1 이벤트들의 세트로부터의 이벤트를 식별한다. 제2 식별자는 제1 이벤트들의 세트로부터의 각각의 나머지 이벤트와 연관된 시퀀스 값보다 큰 시퀀스 값과 연관된 제1 이벤트들의 세트로부터의 이벤트를 식별한다. 프로세서는, 동기화 요청에 응답하여, 제3 컴퓨팅 디바이스로부터, 제2 컴퓨팅 디바이스에 의해 정의된 이벤트들의 그룹으로부터의 제2 이벤트들의 세트를 수신하도록 구성된다. 프로세서는 제2 이벤트들의 세트의 지시를 메모리에 저장하도록 구성된다. 제2 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트는 제1 이벤트들의 세트에 포함되지 않는다. 프로세서는 (1) 이벤트 컨센서스 프로토콜, (2) 제1 이벤트들의 세트, 및 (3) 제2 이벤트들의 세트에 기초하여 분산 데이터베이스의 인스턴스의 현재 상태를 결정하도록 구성된다. 프로세서는 현재 상태와 연관된 해시 값에 기초하여 분산 데이터베이스의 인스턴스의 서명된 상태를 생성하도록 구성된다. 해시 값은 제1 컴퓨팅 디바이스와 연관된 개인 키로 디지털 서명된다. 프로세서는 서명된 상태를 나타내는 트랜잭션을 포함하는 이벤트를 분산 데이터베이스의 인스턴스에 포스팅하기 위한 신호를 전송하도록 구성된다. 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 그룹으로부터의 컴퓨팅 디바이스들의 세트로부터, 서명된 상태를 나타내는 트랜잭션을 포함하는 이벤트와 연관된 합의의 지시를 수신하도록 구성된다. 프로세서는 합의의 지시에 기초하여 메모리로부터, 제1 이벤트들의 세트의 지시 및 제2 이벤트들의 세트의 지시를 제거하도록 더 구성된다.
일부 실시예들에서, 장치는 컴퓨팅 디바이스들의 세트에 동작적으로 결합된 네트워크를 통해 분산 데이터베이스를 구현하는 컴퓨팅 디바이스들의 세트 내에 포함되도록 구성된 제1 컴퓨팅 디바이스에서의 분산 데이터베이스의 인스턴스를 포함한다. 장치는 또한 분산 데이터베이스의 인스턴스를 저장하는 메모리에 동작적으로 결합된 프로세서를 포함한다. 프로세서는, 제1 시간에, 제1 이벤트들의 세트에 링크된 제1 이벤트를 정의하도록 구성된다. 프로세서는, 제1 시간 이후 제2 시간에 그리고 컴퓨팅 디바이스들의 세트로부터의 제2 컴퓨팅 디바이스로부터, (1) 제2 컴퓨팅 디바이스에 의해 정의되고 (2) 제2 이벤트들의 세트에 링크된 제2 이벤트를 나타내는 신호를 수신하도록 구성된다. 프로세서는 적어도 하나의 프로토콜의 결과에 기초하여 제3 이벤트들의 세트와 연관된 순서를 식별하도록 구성된다. 제3 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트는 제1 이벤트들의 세트 또는 제2 이벤트들의 세트 중 적어도 하나로부터 유래된다. 프로세서는 제3 이벤트들의 세트와 연관된 순서를 분산 데이터베이스의 인스턴스에 저장하도록 구성된다.
일부 경우들에서, 제3 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트는 속성들의 세트(예컨대, 시퀀스 번호, 세대 번호, 라운드 번호, 수신된 번호, 및/또는 타임스탬프 등)와 연관된다. 프로토콜의 결과는 제3 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트에 대한 속성들의 세트로부터의 각각의 속성에 대한 값을 포함할 수 있다. 속성들의 세트로부터의 제1 속성에 대한 값은 제1 수치 값을 포함할 수 있고 속성들의 세트로부터의 제2 속성에 대한 값은 제1 수치 값과 연관된 이진 값을 포함할 수 있다. 제3 이벤트들의 세트로부터의 이벤트에 대한 제2 속성에 대한 이진 값(예컨대, 라운드 증분 값)은 해당 이벤트와 해당 이벤트에 링크된 제4 이벤트들의 세트 사이의 관계가 기준(예컨대, 해당 이벤트에 의해 강력하게 식별되는 이벤트들의 수)을 만족시키는지 여부에 기초할 수 있다. 제4 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트는 (1) 제3 이벤트들의 세트로부터의 이벤트의 조상이고 (2) 제4 이벤트들의 세트로부터의 나머지 이벤트들로서의 제1 공통 속성(예컨대, 공통 라운드 번호, 라운드 R 제1 이벤트임의 지시 등)과 연관된다. 제1 공통 속성은 컴퓨팅 디바이스들의 세트로부터의 각각의 컴퓨팅 디바이스에 의해 정의된 이벤트가 제1 특정 값(예컨대, 라운드 R 제1 이벤트임의 지시 등)과 연관되는 제1 인스턴스를 나타낼 수 있다.
속성들의 세트로부터의 제3 속성(예컨대, 수신된 라운드 번호)에 대한 값은 이벤트와 이벤트에 링크된 제5 이벤트들의 세트 사이의 관계에 기초한 제2 수치 값을 포함할 수 있다. 제5 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트는 이벤트의 후손이고 제5 이벤트들의 세트로부터의 나머지 이벤트로서의 제2 공통 속성과 연관된다(예컨대, 유명하다). 제2 공통 속성은 (1) 컴퓨팅 디바이스들의 세트로부터의 각각의 컴퓨팅 디바이스에 의해 정의된 제2 이벤트가 제1 특정 값과는 상이한 제2 특정 값과 연관되는 제1 인스턴스를 나타내는 제3 공통 속성(예컨대, 라운드 R 제1 이벤트 또는 목격자임) 및 (2) 지시들의 세트에 기초한 결과와 연관될 수 있다. 지시들의 세트로부터의 각각의 지시는 제6 이벤트들의 세트로부터의 이벤트와 연관될 수 있다. 제6 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트는 컴퓨팅 디바이스들의 세트로부터의 각각의 컴퓨팅 디바이스에 의해 정의된 제3 이벤트가 제1 특정 값 및 제2 특정 값과는 상이한 제3 특정 값과 연관되는 제1 인스턴스를 나타내는 제4 공통 속성과 연관될 수 있다. 일부 경우들에서, 제1 특정 값은 제1 정수(예컨대, 제1 라운드 번호 R)이고, 제2 특정 값은 제1 정수보다 큰 제2 정수(예컨대, 제2 라운드 번호, R+n)이고, 제3 특정 값은 제2 정수보다 큰 제3 정수(예컨대, 제3 라운드 번호, R+n+m)이다.
일부 실시예들에서, 장치는 메모리 및 프로세서를 포함한다. 메모리는 컴퓨팅 디바이스들의 세트에 동작적으로 결합된 네트워크를 통해 분산 데이터베이스를 구현하는 컴퓨팅 디바이스들의 세트 내에 포함되도록 구성된 제1 컴퓨팅 디바이스에서의 분산 데이터베이스의 인스턴스를 포함한다. 프로세서는 분산 데이터베이스의 인스턴스를 저장하는 메모리에 동작적으로 결합되고 이벤트들의 세트에 링크된 이벤트를 나타내는 신호를 수신하도록 구성된다. 프로세서는 적어도 프로토콜의 결과에 기초하여 이벤트들의 세트와 연관된 순서를 식별하도록 구성된다. 프로세서는 이벤트들의 세트와 연관된 순서를 분산 데이터베이스의 인스턴스에 저장하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 비일시적 프로세서 판독가능 매체는 이벤트들의 세트에 링크된 이벤트를 나타내는 신호를 수신하고 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트와 연관된 라운드에 기초하여 이벤트들의 세트와 연관된 순서 및 각각의 이벤트와 연관된 라운드를 증분할 때에 대한 지시를 식별하기 위해 프로세서에 의해 실행될 명령어들을 나타내는 코드를 저장한다. 코드는 프로세서로 하여금, 컴퓨팅 디바이스들의 세트에 동작적으로 결합된 네트워크를 통해 분산 데이터베이스를 구현하는 컴퓨팅 디바이스들의 세트 내에 포함되도록 구성된 제1 컴퓨팅 디바이스에서의 분산 데이터베이스의 인스턴스에, 이벤트들의 세트와 연관된 순서를 저장하게 하는 코드를 추가로 포함한다. 분산 데이터베이스의 인스턴스는 프로세서에 동작적으로 결합된다.
일부 실시예들에서, 제1 컴퓨팅 디바이스에서의 분산 데이터베이스의 인스턴스는 컴퓨팅 디바이스들의 세트에 동작적으로 결합된 네트워크를 통해 분산 데이터베이스를 구현하는 컴퓨팅 디바이스들의 세트 내에 포함되도록 구성될 수 있다. 제1 컴퓨팅 디바이스는 분산 데이터베이스의 인스턴스에 다수의 트랜잭션들을 저장한다. 데이터베이스 수렴 모듈이 제1 컴퓨팅 디바이스의 메모리 또는 프로세서에서 구현될 수 있다. 데이터베이스 수렴 모듈은 분산 데이터베이스의 인스턴스와 동작적으로 결합될 수 있다. 데이터베이스 수렴 모듈은, 제1 시간에, 제1 이벤트들의 세트에 링크된 제1 이벤트를 정의하도록 구성될 수 있다. 제1 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트는 바이트들의 시퀀스이고 (1) 다수의 트랜잭션들의 세트로부터의 트랜잭션들의 세트, 및 (b) 그 트랜잭션들의 세트와 연관된 순서와 연관된다. 트랜잭션들의 세트로부터의 각각의 트랜잭션은 다수의 트랜잭션들로부터 유래된다. 데이터베이스 수렴 모듈은, 제1 시간 이후 제2 시간에 그리고 컴퓨팅 디바이스들의 세트로부터의 제2 컴퓨팅 디바이스로부터, (1) 제2 컴퓨팅 디바이스에 의해 정의되고 (2) 제2 이벤트들의 세트에 링크된 제2 이벤트를 수신하도록 구성될 수 있다. 데이터베이스 수렴 모듈은 제1 이벤트 및 제2 이벤트에 링크된 제3 이벤트를 정의하도록 구성될 수 있다. 데이터베이스 수렴 모듈은 적어도 제1 이벤트들의 세트 및 제2 이벤트들의 세트에 기초하여 제3 이벤트들의 세트와 연관된 순서를 식별하도록 구성될 수 있다. 제3 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트는 제1 이벤트들의 세트 또는 제2 이벤트들의 세트 중 적어도 하나로부터 유래된다. 데이터베이스 수렴 모듈은 적어도 (1) 제3 이벤트들의 세트와 연관된 순서 및 (2) 다수의 트랜잭션들의 세트로부터의 각각의 트랜잭션들의 세트와 연관된 순서에 기초하여 다수의 트랜잭션들과 연관된 순서를 식별하도록 구성될 수 있다. 데이터베이스 수렴 모듈은 제1 컴퓨팅 디바이스에 저장된 다수의 트랜잭션들과 연관된 순서를 분산 데이터베이스의 인스턴스에 저장하도록 구성할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 컴퓨팅 디바이스에서의 분산 데이터베이스의 인스턴스는 컴퓨팅 디바이스들의 세트에 동작적으로 결합된 네트워크를 통해 분산 데이터베이스를 구현하는 컴퓨팅 디바이스들의 세트 내에 포함되도록 구성될 수 있다. 데이터베이스 수렴 모듈이 제1 컴퓨팅 디바이스의 메모리 또는 프로세서에서 구현될 수 있다. 데이터베이스 수렴 모듈은, 제1 시간에, 제1 이벤트들의 세트에 링크된 제1 이벤트를 정의하도록 구성될 수 있다. 제1 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트는 바이트들의 시퀀스이다. 데이터베이스 수렴 모듈은, 제1 시간 이후 제2 시간에 그리고 컴퓨팅 디바이스들의 세트로부터의 제2 컴퓨팅 디바이스로부터, (1) 제2 컴퓨팅 디바이스에 의해 정의되고 (2) 제2 이벤트들의 세트에 링크된 제2 이벤트를 수신하도록 구성될 수 있다. 제2 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트는 바이트들의 시퀀스이다. 데이터베이스 수렴 모듈은 제1 이벤트 및 제2 이벤트에 링크된 제3 이벤트를 정의하도록 구성될 수 있다. 데이터베이스 수렴 모듈은 적어도 제1 이벤트들의 세트 및 제2 이벤트들의 세트에 기초하여 제3 이벤트들의 세트와 연관된 순서를 식별하도록 구성될 수 있다. 제3 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트는 제1 이벤트들의 세트 또는 제2 이벤트들의 세트 중 적어도 하나로부터 유래된다. 데이터베이스 수렴 모듈은 제3 이벤트들의 세트와 연관된 순서를 분산 데이터베이스의 인스턴스에 저장하도록 구성할 수 있다.
일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스들의 세트에 동작적으로 결합된 네트워크를 통해 분산 데이터베이스를 구현하는 컴퓨팅 디바이스들의 세트로부터의 제1 컴퓨팅 디바이스에서 제1 트랜잭션과 연관된 데이터가 수신될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스들의 세트로부터의 각각의 컴퓨팅 디바이스는 분산 데이터베이스의 개별 인스턴스를 갖는다. 제1 트랜잭션과 연관된 제1 트랜잭션 순서 값이 제1 시간에 정의될 수 있다. 제2 트랜잭션과 연관된 데이터가 컴퓨팅 디바이스들의 세트로부터의 제2 컴퓨팅 디바이스로부터 수신될 수 있다. 트랜잭션들의 세트가 제1 컴퓨팅 디바이스에서의 분산 데이터베이스의 인스턴스에 저장될 수 있다. 트랜잭션들의 세트는 적어도 제1 트랜잭션 및 제2 트랜잭션을 포함할 수 있다. 적어도 제1 트랜잭션 순서 값 및 제2 트랜잭션 순서 값을 포함하는 트랜잭션 순서 값들의 세트가 제1 시간 이후 제2 시간에 선택될 수 있다. 제2 트랜잭션 순서 값은 제2 트랜잭션과 연관될 수 있다. 적어도 트랜잭션들의 세트 및 트랜잭션 순서 값들의 세트에 기초하여 데이터베이스 상태 변수가 정의될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는, 모듈은, 예를 들어, 특정 기능을 수행하는 것과 연관된 동작적으로 결합된 전기 컴포넌트의 임의의 어셈블리 및/또는 세트일 수 있고, 예를 들어, 메모리, 프로세서, 전기 트레이스, 광 커넥터, 소프트웨어(하드웨어에서 실행) 및/또는 등등을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는, 단수 형태("a", "an", 및 "the”)는 문맥상 명확하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, 용어 "모듈"은 단일 모듈 또는 모듈들의 조합을 의미하도록 의도된다. 예를 들어, "네트워크"는 단일 네트워크 또는 네트워크들의 조합을 의미하도록 의도된다.
도 1은 일 실시예에 따른, 분산 데이터베이스 시스템(100)을 예시하는 하이 레벨 블록도이다. 도 1은 4개의 컴퓨팅 디바이스(컴퓨팅 디바이스(110), 컴퓨팅 디바이스(120), 컴퓨팅 디바이스(130) 및 컴퓨팅 디바이스(140))에 걸쳐 구현된 분산 데이터베이스(100)를 예시하지만, 분산 데이터베이스(100)는 도 1에 도시되지 않은 컴퓨팅 디바이스들을 포함하여 임의의 수의 컴퓨팅 디바이스들의 세트를 사용할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 네트워크(105)는 유선 네트워크 및/또는 무선 네트워크로서 구현되고 컴퓨팅 디바이스들(110, 120, 130, 140)과 동작적으로 결합하기 위해 사용되는 임의의 유형의 네트워크(예컨대, 로컬 영역 네트워크(LAN), 광역 네트워크(WAN), 가상 네트워크, 원격 통신 네트워크)일 수 있다. 본 명세서에서 더 상세히 설명된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스들은 인터넷 서비스 제공자(ISP) 및 인터넷(예컨대, 네트워크(105))을 통해 서로 연결된 개인용 컴퓨터들이다. 일부 실시예들에서, 임의의 2개의 컴퓨팅 디바이스들(110, 120, 130, 140) 사이에, 네트워크(105)를 통해, 연결이 정의될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(110)와 컴퓨팅 디바이스(120), 컴퓨팅 디바이스(130), 또는 컴퓨팅 디바이스(140) 중 어느 하나 사이에 연결이 정의될 수 있다.
일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스들(110, 120, 130, 140)은 서로 그리고 중간 네트워크들 및/또는 대안적 네트워크들(도 1에 도시되지 않음)을 통해 네트워크와 통신(예컨대, 그에 데이터를 전송 및/또는 그로부터 데이터를 수신)할 수 있다. 그러한 중간 네트워크들 및/또는 대안적 네트워크들은 네트워크(105)와 동일한 유형 및/또는 상이한 유형의 네트워크일 수 있다.
각각의 컴퓨팅 디바이스(110, 120, 130, 140)는 하나 이상의 다른 컴퓨팅 디바이스에 데이터를 전송 및/또는 그로부터 데이터를 수신하기 위해 네트워크(105)를 통해 데이터를 전송하도록 구성된 임의의 유형의 디바이스일 수 있다. 컴퓨팅 디바이스들의 예들이 도 1에 도시되어 있다. 컴퓨팅 디바이스(110)는 메모리(112), 프로세서(111), 및 출력 디바이스(113)를 포함한다. 예를 들어, 메모리(112)는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 메모리 버퍼, 하드 드라이브, 데이터베이스, 소거가능 프로그램가능 판독 전용 메모리(EPROM), 전기적으로 소거가능 판독 전용 메모리(EEPROM), 판독 전용 메모리(ROM) 및/또는 등등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(110)의 메모리(112)는 분산 데이터베이스의 인스턴스(예컨대, 분산 데이터베이스 인스턴스(114))와 연관된 데이터를 포함한다. 일부 실시예들에서, 메모리(112)는 프로세서로 하여금 동기화 이벤트의 레코드, 다른 컴퓨팅 디바이스들과의 이전 동기화 이벤트들의 레코드, 동기화 이벤트들의 순서, 이벤트들 내의 트랜잭션들의 순서, 동기화 이벤트들 및/또는 트랜잭션들의 순서를 식별하는 것과 연관된 파라미터들, 파라미터에 대한 값(예컨대, 트랜잭션을 정량화하는 데이터베이스 필드, 이벤트들이 발생하는 순서를 정량화하는 데이터베이스 필드, 및/또는 값이 데이터베이스에 저장될 수 있는 임의의 다른 적합한 필드)을 분산 데이터베이스의 다른 인스턴스(예컨대, 컴퓨팅 디바이스(120)에서의 분산 데이터베이스 인스턴스(124))로 전송 및/또는 그로부터 수신하는 것과 연관된 모듈들, 프로세스들 및/또는 기능들을 실행하게 하는 명령어들을 저장한다.
분산 데이터베이스 인스턴스(114)는, 예를 들어, 데이터를 저장, 수정 및/또는 삭제하는 것을 포함하여, 데이터를 조작하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 분산 데이터베이스 인스턴스(114)는 관계형 데이터베이스, 객체 데이터베이스, 사후-관계형 데이터베이스, 및/또는 임의의 다른 적합한 유형의 데이터베이스 또는 저장소일 수 있다. 예를 들어, 분산 데이터베이스 인스턴스(114)는 임의의 특정 기능 및/또는 산업과 관련된 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 분산 데이터베이스 인스턴스(114)는 특정 금융 상품의 소유권 이력과 관련된 값 및/또는 값들의 벡터를 포함하는 (예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(110)의 사용자의) 금융 트랜잭션들을 저장할 수 있다. 일반적으로, 벡터는 파라미터에 대한 값들의 임의의 세트일 수 있고, 파라미터는 상이한 값들을 가질 수 있는 임의의 데이터 객체 및/또는 데이터베이스 필드일 수 있다. 따라서, 분산 데이터베이스 인스턴스(114)는 다수의 파라미터들 및/또는 필드들을 가질 수 있고, 그 각각은 값들의 벡터와 연관된다. 값들의 벡터는 해당 데이터베이스 인스턴스(114) 내의 파라미터 및/또는 필드의 실제 값을 결정하는 데 사용된다. 일부 경우들에서, 분산 데이터베이스 인스턴스(114)는 동기화 이벤트의 레코드, 다른 컴퓨팅 디바이스들과의 이전 동기화 이벤트들의 레코드, 동기화 이벤트들의 순서, 이벤트들 내의 트랜잭션들의 순서, 동기화 이벤트들 및/또는 트랜잭션들의 순서를 식별하는 것과 연관된 파라미터들 및/또는 값들(예컨대, 본 명세서에 설명된 컨센서스 방법을 사용하는 순서를 계산하는 데 사용됨), 파라미터에 대한 값(예컨대, 트랜잭션을 정량화하는 데이터베이스 필드, 이벤트들이 발생하는 순서를 정량화하는 데이터베이스 필드, 및/또는 값이 데이터베이스에 저장될 수 있는 임의의 다른 적합한 필드)을 저장한다.
일부 경우들에서, 분산 데이터베이스 인스턴스(114)는 또한 데이터베이스 상태 변수 및/또는 현재 상태를 저장할 수 있다. 현재 상태는 트랜잭션들의 결과와 연관된 상태, 잔고, 조건 및/또는 등등일 수 있다. 유사하게 말해서, 상태는 트랜잭션들에 의해 수정된 데이터 구조 및/또는 변수들을 포함할 수 있다. 다른 경우들에서, 현재 상태는 개별 데이터베이스 및/또는 메모리(112)의 일부에 저장될 수 있다. 또 다른 경우들에서, 현재 상태는 컴퓨팅 디바이스(110)와 상이한 컴퓨팅 디바이스의 메모리에 저장될 수 있다.
일부 경우들에서, 분산 데이터베이스 인스턴스(114)는 또한 (키, 값) 쌍들의 세트와 같은 다른 데이터 구조들을 구현하는 데 사용될 수도 있다. 분산 데이터베이스 인스턴스(114)에 의해 기록된 트랜잭션은, 예를 들어, (키, 값) 쌍들의 세트에서 (키, 값) 쌍을 추가, 삭제, 또는 수정할 수 있다.
일부 경우들에서, 분산 데이터베이스 시스템(100) 또는 임의의 분산 데이터베이스 인스턴스들(114, 124, 134, 144)이 쿼리될 수 있다. 예를 들어, 쿼리는 키로 구성될 수 있고, 분산 데이터베이스 시스템(100) 또는 분산 데이터베이스 인스턴스들(114, 124, 134, 144)로부터의 반환된 결과는 키와 연관된 값일 수 있다. 일부 경우들에서, 분산 데이터베이스 시스템(100) 또는 임의의 분산 데이터베이스 인스턴스들(114, 124, 134, 144)은 또한 트랜잭션을 통해 수정될 수 있다. 예를 들어, 데이터베이스를 수정하는 트랜잭션은 수정 트랜잭션을 인가하는 파티에 의한 디지털 서명을 포함할 수 있다.
분산 데이터베이스 시스템(100)은, 예를 들어, 분산 아이덴티티 시스템에서 다양한 사용자와 연관된 속성들을 저장하는 것과 같은 많은 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 그러한 시스템은 사용자의 아이덴티티를 "키"로서 사용할 수 있고, 사용자들과 연관된 속성들의 목록을 "값"으로서 사용할 수 있다. 일부 경우들에서, 아이덴티티는 해당 사용자에게 알려진 대응하는 개인 키를 갖는 암호 공개 키일 수 있다. 예를 들어, 각각의 속성은 해당 속성을 표명하는 권한을 가진 인증 기관에 의해 디지털 서명될 수 있다. 각각의 속성은 또한, 예를 들어, 속성을 판독하는 권한을 갖는 개인 또는 개인 그룹과 연관된 공개 키로 암호화될 수 있다. 일부 키 또는 값에는 키 또는 값을 수정하거나 삭제하도록 인가된 파티들의 공개 키 목록이 첨부될 수도 있다.
다른 예에서, 분산 데이터베이스 인스턴스(114)는 게임플레이 아이템들의 현재 상태 및 소유권과 같은 MMG(Massively Multiplayer Game)들과 관련된 데이터를 저장할 수 있다. 일부 경우들에서, 분산 데이터베이스 인스턴스(114)는 도 1에 도시된 바와 같이 컴퓨팅 디바이스(110) 내에 구현될 수 있다. 다른 경우들에서, 분산 데이터베이스의 인스턴스는 컴퓨팅 디바이스에 의해 액세스 가능하지만(예컨대, 네트워크를 통해), 컴퓨팅 디바이스 내에 구현되지 않는다(도 1에 도시되지 않음).
컴퓨팅 디바이스(110)의 프로세서(111)는 분산 데이터베이스 인스턴스(114)를 운용 및/또는 실행하도록 구성된 임의의 적합한 프로세싱 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 프로세서(111)는 본 명세서에 더 상세히 설명된 바와 같이 컴퓨팅 디바이스(120)로부터 신호를 수신하는 것에 응답하여 분산 데이터베이스 인스턴스(114)를 업데이트하고/하거나, 컴퓨팅 디바이스(120)에 신호가 전송되게 하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 명세서에서 더 상세히 설명된 바와 같이, 프로세서(111)는 다른 컴퓨팅 디바이스로부터 트랜잭션과 연관된 동기화 이벤트, 동기화 이벤트들의 순서와 연관된 레코드 및/또는 등등을 수신하는 것에 응답하여 분산 데이터베이스 인스턴스(114)를 업데이트하기 위해 모듈들, 기능들 및/또는 프로세스들을 실행하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 프로세서(111)는 분산 데이터베이스의 다른 인스턴스(예컨대, 컴퓨팅 디바이스(120)에서의 분산 데이터베이스 인스턴스(124))에 저장된 파라미터에 대한 값을 수신하는 것에 응답하여 분산 데이터베이스 인스턴스(114)를 업데이트하고/하거나, 컴퓨팅 디바이스(110)에서의 분산 데이터베이스 인스턴스(114)에 저장된 파라미터에 대한 값이 컴퓨팅 디바이스(120)로 전송되게 하기 위해 모듈들, 기능들 및/또는 프로세스들을 실행하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서(111)는 범용 프로세서, FPGA(Field Programmable Gate Array), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), DSP(Digital Signal Processor) 및/또는 등등일 수 있다.
디스플레이(113)는, 예를 들어, 액정 디스플레이(LCD), 음극선 관 디스플레이(CRT) 등과 같은 임의의 적합한 디스플레이일 수 있다. 다른 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스들(110, 120, 130, 140) 중 임의의 것은 디스플레이들(113, 123, 133, 143) 대신에 또는 그에 부가하여 다른 출력 디바이스를 포함한다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스들(110, 120, 130, 140) 중 어느 하나는 오디오 출력 디바이스(예컨대, 스피커), 촉각 출력 디바이스 및/또는 등등을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스들(110, 120, 130, 140) 중 임의의 것은 디스플레이들(113, 123, 133, 143) 대신에 또는 그에 부가하여 입력 디바이스를 포함한다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스들(110, 120, 130, 140) 중 어느 하나는 키보드, 마우스 및/또는 등등을 포함할 수 있다.
컴퓨팅 디바이스(120)는 프로세서(121), 메모리(122) 및 디스플레이(123)를 갖고, 이들은 프로세서(111), 메모리(112) 및 디스플레이(113)와 각각 구조적 및/또는 기능적으로 유사할 수 있다. 또한, 분산 데이터베이스 인스턴스(124)는 분산 데이터베이스 인스턴스(114)와 구조적 및/또는 기능적으로 유사할 수 있다.
컴퓨팅 디바이스(130)는 프로세서(131), 메모리(132) 및 디스플레이(133)를 갖고, 이들은 프로세서(111), 메모리(112) 및 디스플레이(113)와 각각 구조적 및/또는 기능적으로 유사할 수 있다. 또한, 분산 데이터베이스 인스턴스(134)는 분산 데이터베이스 인스턴스(114)와 구조적 및/또는 기능적으로 유사할 수 있다.
컴퓨팅 디바이스(140)는 프로세서(141), 메모리(142) 및 디스플레이(143)를 갖고, 이들은 프로세서(111), 메모리(112) 및 디스플레이(113)와 각각 구조적 및/또는 기능적으로 유사할 수 있다. 또한, 분산 데이터베이스 인스턴스(144)는 분산 데이터베이스 인스턴스(114)와 구조적 및/또는 기능적으로 유사할 수 있다.
비록 컴퓨팅 디바이스들(110, 120, 130, 140)이 서로 유사한 것으로 도시되어 있지만, 분산 데이터베이스 시스템(100)의 각각의 컴퓨팅 디바이스는 다른 컴퓨팅 디바이스와 상이할 수 있다. 분산 데이터베이스 시스템(100)의 각각의 컴퓨팅 디바이스(110, 120, 130, 140)는, 예를 들어, 컴퓨팅 엔티티(예컨대, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터 등과 같은 개인용 컴퓨팅 디바이스), 모바일 전화, PDA(personal digital assistant) 등 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(110)는 데스크톱 컴퓨터일 수 있고, 컴퓨팅 디바이스(120)는 스마트폰일 수 있고, 컴퓨팅 디바이스(130)는 서버일 수 있다.
일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스들(110, 120, 130, 140)의 하나 이상의 부분은 하드웨어 기반 모듈(예컨대, DSP(digital signal processor), FPGA(field programmable gate array)) 및/또는 소프트웨어 기반 모듈(예컨대, 메모리에 저장되고/되거나 프로세서에서 실행되는 컴퓨터 코드의 모듈)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스들(110, 120, 130, 140)과 연관된 기능들(예컨대, 프로세서들(111,121,131,141)과 연관된 기능들) 중 하나 이상이 하나 이상의 모듈에 포함될 수 있다(예컨대, 도 2 참조).
컴퓨팅 디바이스들(예컨대, 컴퓨팅 디바이스들(110, 120, 130, 140))의 속성, 컴퓨팅 디바이스들의 수, 및 네트워크(105)를 포함하는 분산 데이터베이스 시스템(100)의 속성은 임의의 수의 방식으로 선택될 수 있다. 일부 경우들에서, 분산 데이터베이스 시스템(100)의 속성은 분산 데이터베이스 시스템(100)의 관리자에 의해 선택될 수 있다. 다른 경우들에서, 분산 데이터베이스 시스템(100)의 속성은 분산 데이터베이스 시스템(100)의 사용자에 의해 집합적으로 선택될 수 있다.
분산 데이터베이스 시스템(100)이 사용되기 때문에, 컴퓨팅 디바이스들(110, 120, 130 및 140) 사이에 리더가 지정되지 않는다. 구체적으로, 컴퓨팅 디바이스들(110, 120, 130 또는 140) 중 어떤 것도 컴퓨팅 디바이스들(110, 120, 130, 140)의 분산 데이터베이스 인스턴스들(111, 12, 131, 141)에 저장된 값들 사이의 분쟁을 해결하기 위한 리더로서 식별 및/또는 선택되지 않는다. 대신에, 본 명세서에 설명된 이벤트 동기화 프로세스들, 투표 프로세스들 및/또는 방법들을 사용하여, 컴퓨팅 디바이스들(110, 120, 130, 140)은 집합적으로 파라미터에 대한 값에 수렴할 수 있다.
분산 데이터베이스 시스템에 리더가 없으면 분산 데이터베이스 시스템의 보안성이 향상된다. 구체적으로, 리더가 있으면, 공격 및/또는 장애의 단일 지점이 존재한다. 악성 소프트웨어가 리더를 감염시키고/시키거나 리더의 분산 데이터베이스 인스턴스에서의 파라미터에 대한 값이 악의적으로 변경되면, 다른 분산 데이터베이스 인스턴스들에 걸쳐 장애 및/또는 부정확한 값이 전파된다. 그러나, 리더가 없는 시스템에서는, 공격 및/또는 장애의 단일 지점이 존재하지 않는다. 구체적으로, 리더가 없는 시스템의 분산 데이터베이스 인스턴스에서의 파라미터가 값을 포함하면, 이 값은 본 명세서에 더 상세히 설명된 바와 같이, 분산 데이터베이스 인스턴스가 시스템 내의 다른 분산 데이터베이스 인스턴스들과 값들을 교환한 후에 변경될 것이다. 추가적으로, 본 명세서에 설명된 리더가 없는 분산 데이터베이스 시스템은 수렴의 속도를 증가시키면서, 본 명세서에 더 상세히 설명된 바와 같이 디바이스들 간에 전송되는 데이터의 양을 감소시킨다.
도 2는 일 실시예에 따른, 분산 데이터베이스 시스템(예컨대, 분산 데이터베이스 시스템(100))의 컴퓨팅 디바이스(200)를 예시한다. 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(200)는 도 1에 관하여 도시되고 설명된 컴퓨팅 디바이스들(110, 120, 130, 140)과 유사할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(200)는 프로세서(210) 및 메모리(220)를 포함한다. 프로세서(210) 및 메모리(220)는 서로 동작적으로 결합된다. 일부 실시예들에서, 프로세서(210) 및 메모리(220)는 각각 도 1에 관하여 상세히 설명된 프로세서(111) 및 메모리(112)와 유사할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 프로세서(210)는 데이터베이스 수렴 모듈(211) 및 통신 모듈(210)을 포함하고, 메모리(220)는 분산 데이터베이스 인스턴스(221)를 포함한다. 통신 모듈(212)은 컴퓨팅 디바이스(200)가 다른 컴퓨팅 디바이스들과 통신(예컨대, 그에 데이터를 전송 및/또는 그로부터 데이터를 수신)하는 것을 가능하게 한다. 일부 실시예들에서, 통신 모듈(212)(도 1에 도시되지 않음)은 컴퓨팅 디바이스(110)가 컴퓨팅 디바이스들(120, 130, 140)과 통신하는 것을 가능하게 한다. 통신 모듈(210)은, 예를 들어, 네트워크 인터페이스 컨트롤러(NIC), 무선 연결, 유선 포트 및/또는 등등을 포함 및/또는 인에이블할 수 있다. 그에 따라, 통신 모듈(210)은 컴퓨팅 디바이스(200)와 다른 디바이스 사이의 통신 세션을 확립 및/또는 유지할 수 있다(예컨대, 도 1의 네트워크(105) 또는 인터넷(도시되지 않음)과 같은 네트워크를 통해). 유사하게 말해서, 통신 모듈(210)은 컴퓨팅 디바이스(200)가 다른 디바이스로 데이터를 전송하고/하거나 그부터 데이터를 수신하는 것을 가능하게 할 수 있다.
일부 경우들에서, 데이터베이스 수렴 모듈(211)은 다른 컴퓨팅 디바이스들과 이벤트들 및/또는 트랜잭션들을 교환하고, 데이터베이스 수렴 모듈(211)이 수신하는 이벤트들 및/또는 트랜잭션들을 저장하고, 이벤트 사이의 참조들의 패턴에 의해 정의된 부분 순서에 기초하여 이벤트들 및/또는 트랜잭션들의 순서를 계산할 수 있다. 각각의 이벤트는 2개의 이전 이벤트(해당 이벤트를 2개의 이전 이벤트 및 그들의 조상 이벤트들에 링크하는, 그리고 그 반대), 페이로드 데이터(예컨대, 기록될 트랜잭션들), 현재 시간, 그 생성자가 이벤트가 처음 정의된 시간이라고 표명하는 타임스탬프(예컨대, 날짜 및 UTC 시간)와 같은 다른 정보 및/또는 등등의 암호 해시를 포함하는 레코드일 수 있다. 일부 경우들에서, 멤버에 의해 정의된 제1 이벤트는 다른 멤버에 의해 정의된 단일 이벤트의 해시만 포함한다. 그러한 경우들에서, 멤버는 아직 이전 자기-해시(예컨대, 해당 멤버가 이전에 정의한 이벤트의 해시)를 갖지 않는다. 일부 경우들에서, 분산 데이터베이스 내의 제1 이벤트는 어떤 이전 이벤트의 해시도 포함되지 않는다(해당 분산 데이터베이스에 대한 이전 이벤트가 없으므로).
일부 실시예들에서, 2개의 이전 이벤트의 그러한 암호 해시는 이벤트를 입력으로 사용하여 암호 해시 함수에 기초하여 정의된 해시 값일 수 있다. 구체적으로, 그러한 실시예들에서, 이벤트는 바이트의 특정 시퀀스 또는 스트링(해당 이벤트의 정보를 나타냄)을 포함한다. 이벤트의 해시는 해당 이벤트에 대한 바이트들의 시퀀스를 입력으로 사용하여 해시 함수로부터 반환된 값일 수 있다. 다른 실시예들에서, 이벤트와 연관된 임의의 다른 적합한 데이터(예컨대, 식별자, 일련 번호, 이벤트의 특정 부분을 나타내는 바이트 등)가 해당 이벤트의 해시를 계산하기 위해 해시 함수에 대한 입력으로서 사용될 수 있다. 임의의 적합한 해시 함수가 해시를 정의하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 멤버는 주어진 이벤트에 대해 각각의 멤버에서 동일한 해시가 생성되도록 동일한 해시 함수를 사용한다. 이벤트는 그 후 이벤트를 정의 및/또는 생성하는 멤버에 의해 디지털 서명될 수 있다.
일부 경우들에서, 이벤트들의 세트와 그들의 상호 연결들이 DAG(Directed Acyclic Graph)를 형성할 수 있다. 일부 경우들에서, DAG 내의 각각의 이벤트는 2개의 이전 이벤트를 참조하고(해당 이벤트를 2개의 이전 이벤트 및 그들의 조상 이벤트들에 링크하는, 그리고 그 반대), 어떤 루프도 존재하지 않도록 각각의 참조는 엄격히 이전 이벤트들에 대한 것이다. 일부 실시예들에서, DAG는 암호 해시들에 기초하므로, 데이터 구조는 해시그래프(본 명세서에서 "hashDAG"라고도 지칭됨)라고 불릴 수 있다. 해시그래프는 부분 순서 - Y가 X의 해시를 포함하는 경우, 또는 Y가 X의 해시를 포함하는 이벤트의 해시를 포함하는 경우, 또는 임의의 길이의 그러한 경로들에 대해 이벤트 X가 이벤트 Y 이전에 오는 것으로 알려짐을 의미함 - 를 직접 인코딩한다. 그러나, X에서 Y까지 또는 Y에서 X까지의 경로가 없으면, 부분 순서는 어느 이벤트가 먼저 왔는지를 정의하지 않는다. 따라서, 데이터베이스 수렴 모듈은 부분 순서로부터 전체 순서를 계산할 수 있다. 이는 컴퓨팅 디바이스가 동일한 순서를 계산하도록 컴퓨팅 디바이스들이 사용하는 임의의 적합한 결정론적 함수에 의해 행해질 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 멤버는 각각의 동기화 후에 이 순서를 재계산할 수 있고, 결국 이러한 순서들은 수렴하여 컨센서스가 나타난다.
컨센서스 알고리즘은 해시그래프에서의 이벤트들의 순서 및/또는 이벤트 내에 저장된 트랜잭션들의 순서를 결정하는 데 사용될 수 있다. 트랜잭션들의 순서는 차례로 순서에 따라 그 트랜잭션들을 수행한 결과로서 데이터베이스의 상태를 정의할 수 있다. 정의된 데이터베이스의 상태는 데이터베이스 상태 변수로서 저장될 수 있다.
일부 경우들에서, 데이터베이스 수렴 모듈은 다음 함수를 사용하여 해시그래프에서의 부분 순서로부터 전체 순서를 계산할 수 있다. 다른 컴퓨팅 디바이스들("멤버"라고 불림) 각각에 대해, 데이터베이스 수렴 모듈은 해시그래프를 검사하여 해당 멤버가 이벤트들(및/또는 그 이벤트의 지시들)를 수신한 순서를 발견할 수 있다. 그 후 데이터베이스 수렴 모듈은 랭크가 해당 멤버가 수신한 제1 이벤트에 대해 1이고, 해당 멤버가 수신한 제2 이벤트에 대해 2인 등의 방식으로 마치 해당 멤버가 각각의 이벤트에 수치 "랭크"를 할당한 것처럼 계산할 수 있다. 데이터베이스 수렴 모듈은 해시그래프에서의 각각의 멤버에 대해 이를 행할 수 있다. 그 후, 각각의 이벤트에 대해, 데이터베이스 수렴 모듈은 할당된 랭크의 중앙값을 계산할 수 있고, 이벤트들을 그들의 중앙값들에 의해 정렬할 수 있다. 그 정렬은 2개의 동점 이벤트를 그들의 해시들의 수치 순서에 의해, 또는 어떤 다른 방법에 의해 정렬하는 것과 같이 결정론적 방식으로 동점을 구분할 수 있고, 각각의 멤버의 데이터베이스 수렴 모듈은 동일한 방법을 사용한다. 이 정렬의 결과는 전체 순서이다.
도 6은 전체 순서를 결정하기 위한 일 예의 해시그래프(640)를 예시한다. 해시그래프(640)는 2개의 이벤트(맨 아래의 줄무늬 원 및 맨 아래의 점표시 원)를 예시하고, 제1 시간에, 각각의 멤버는 그 이벤트들(다른 줄무늬 및 점표시 원들)의 지시를 수신한다. 맨 위에 있는 각각의 멤버의 이름은 어느 이벤트가 그들의 느린 순서에서 먼저인지에 따라 색이 지정된다. 점표시보다 더 많은 줄무늬의 초기 투표가 있다; 따라서, 각각의 멤버에 대한 컨센서스 투표들이 줄무늬이다. 다시 말해서, 멤버들은 점표시 이벤트 전에 줄무늬 이벤트가 발생했다는 합의에 결국 수렴한다.
이 예에서, 멤버들(Alice, Bob, Carol, Dave 및 Ed로 라벨링된 컴퓨팅 디바이스들)은 이벤트 642 또는 이벤트 644 중 어느 쪽이 먼저 발생했는지에 대한 컨센서스를 정의하기 위해 작업할 것이다. 각각의 줄무늬 원은 멤버가 이벤트 644(및/또는 해당 이벤트 644의 지시)를 먼저 수신한 이벤트를 지시한다. 유사하게, 각각의 점표시 원은 멤버가 이벤트 642(및/또는 해당 이벤트 642의 지시)를 먼저 수신한 이벤트를 지시한다. 해시그래프(640)에 도시된 바와 같이, Alice, Bob 및 Carol은 각각 이벤트 642 이전에 이벤트 644(및/또는 이벤트 644의 지시)를 수신했다. Dave 및 Ed는 둘 다 이벤트 644(및/또는 이벤트 644의 지시) 이전에 이벤트 642(및/또는 이벤트 642의 지시)를 수신했다. 따라서, 더 많은 수의 멤버가 이벤트 642 이전에 이벤트 644를 수신했기 때문에, 이벤트 644가 이벤트 642 이전에 발생했음을 지시하기 위해 각각의 멤버에 의해 전체 순서가 결정될 수 있다.
다른 경우들에서, 데이터베이스 수렴 모듈은 상이한 함수를 사용하여 해시그래프에서의 부분 순서로부터 전체 순서를 계산할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 예를 들어, 데이터베이스 수렴 모듈은 전체 순서를 계산하기 위해 다음 함수들을 사용할 수 있는데, 여기서 양의 정수 Q는 멤버들에 의해 공유되는 파라미터이다.
이 실시예에서, fast(x,y)는 실질적으로 x가 생성 및/또는 정의된 바로 이후에 creator(x)의 의견에 따라, 이벤트들의 전체 순서에서 y의 위치를 제공한다. Q가 무한대이면, 상기한 것은 이전에 설명된 실시예에서와 동일한 전체 순서를 계산한다. Q가 유한하고 모든 멤버가 온라인 상태이면, 상기한 것은 이전에 설명된 실시예에서와 동일한 전체 순서를 계산한다. Q가 유한하고, 멤버들 중 소수가 주어진 시간에 온라인 상태이면, 이 함수는 온라인 상태의 멤버들이 그들 사이의 컨센서스에 도달할 수 있게 하고, 이 컨센서스는 새로운 멤버들이 하나씩 천천히 온라인 상태가 될 때 불변 상태로 유지될 것이다. 그러나, 네트워크의 파티션이 있으면, 각각의 파티션의 멤버들은 그들 자신의 컨센서스에 도달할 수 있다. 그 후, 파티션이 조정되면, 더 작은 파티션의 멤버들이 더 큰 파티션의 컨센서스를 채택할 것이다.
또 다른 경우들에서, 도 8 내지 도 12b에 관하여 설명된 바와 같이, 데이터베이스 수렴 모듈은 또 상이한 함수를 사용하여 해시그래프에서의 부분 순서로부터 전체 순서를 계산할 수 있다. 도 8 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 멤버(Alice, Bob, Carol, Dave 및 Ed)는 이벤트들(도 8에 도시된 1401-1413; 도 9에 도시된 1501-1506)을 생성 및/또는 정의한다. 도 8 내지 도 12b에 관하여 설명된 기능 및 하위 기능을 사용하여, 이벤트들에 대한 전체 순서는, 본 명세서에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 그들의 수신된 라운드에 의해 이벤트들을 정렬하고, 그들의 수신된 타임스탬프에 의해 동점을 구분하고, 그들의 서명들에 의해 그들의 동점을 구분하는 것에 의해 계산될 수 있다. 다른 경우들에서, 이벤트에 대한 전체 순서는 그들의 수신된 라운드에 의해 이벤트들을 정렬하고, 그들의 수신된 세대에 의해(그들의 수신된 타임스탬프 대신에) 동점을 구분하고, 그들의 서명들에 의해 그들의 동점을 구분하는 것에 의해 계산될 수 있다. 다음 단락들에서는 이벤트의 수신된 라운드 및 수신된 세대를 계산 및/또는 정의하여 이벤트들에 대한 순서를 결정하는 데 사용되는 함수들을 특정한다. 다음 용어들은 도 8 내지 도 12b와 관련하여 사용되고 예시된다.
"부모": Y가 X의 해시를 포함하면 이벤트 X는 이벤트 Y의 부모이다. 예를 들어, 도 8에서, 이벤트 1412의 부모들은 이벤트 1406 및 이벤트 1408을 포함한다.
"조상": 이벤트 X의 조상은 X, 그의 부모, 그의 부모의 부모 등이다. 예를 들어, 도 8에서, 이벤트 1412의 조상은 이벤트 1401, 1402, 1403, 1406, 1408, 및 1412이다. 이벤트의 조상들은 해당 이벤트에 링크된다고 말할 수 있고 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
"후손": 이벤트 X의 후손은 X, 그의 자식, 그의 자식의 자식 등이다. 예를 들어, 도 8에서, 이벤트 1401의 후손은 도면에 도시된 모든 이벤트이다. 다른 예로서, 이벤트 1403의 후손들은 이벤트 1403, 1404, 1406, 1407, 1409, 1410, 1411, 1412 및 1413이다. 이벤트의 후손들은 해당 이벤트에 링크된다고 말할 수 있고 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
"N": 모집단의 멤버들의 총 수. 예를 들어, 도 8에서, 멤버들은 Alice, Bob, Carol, Dave 및 Ed로 라벨링된 컴퓨팅 디바이스들이고, N은 5와 같다.
"M": N의 특정 백분율보다 큰(예컨대, N의 2/3보다 큰) 최소 정수. 예를 들어, 도 8에서, 백분율을 2/3으로 정의하면, M은 4와 같다. 다른 경우들에서, M은, 예를 들어, N의 상이한 백분율(예컨대, 1/3, 1/2 등), 특정 미리 정의된 수로, 및/또는 임의의 다른 적합한 방식으로 정의될 수 있다.
"자기-부모": 이벤트 X의 자기-부모(self-parent)는 동일한 멤버에 의해 생성 및/또는 정의된 그의 부모 이벤트 Y이다. 예를 들어, 도 8에서, 이벤트 1405의 자기-부모는 1401이다.
"자기-조상": 이벤트 X의 자기-조상(self-ancestor)은 X, 그의 자기-부모, 그의 자기-부모의 자기-부모 등이다.
"시퀀스 번호"(또는 "SN")(본 명세서에서 시퀀스 값이라고도 지칭됨): 이벤트의 자기-부모의 시퀀스 번호에 1을 더한 것으로 정의된 이벤트의 정수 속성. 예를 들어, 도 8에서, 이벤트 1405의 자기-부모는 1401이다. 이벤트 1401의 시퀀스 번호가 1이기 때문에, 이벤트 1405의 시퀀스 번호는 2(즉, 1 + 1)이다. 일부 구현들에서, 시퀀스 번호들은 새로운 라운드의 시작에서 재시작되거나 0으로 리셋된다. 다른 경우들에서 시퀀스 번호 및/또는 시퀀스 값은 증분보다는 감분될 수 있고, 사전적 순서(예컨대, A, B, C 등) 및/또는 등등을 갖는 영숫자 값일 수 있다.
"세대 번호"(또는 "GN"): 이벤트의 부모들의 세대 번호들 중 최대치에 1을 더한 것으로 정의된 이벤트의 정수 속성. 예를 들어, 도 8에서, 이벤트 1412는 세대 번호 4 및 2를 각각 갖는 2개의 부모, 이벤트 1406 및 1408을 갖는다. 따라서, 이벤트 1412의 세대 번호는 5(즉, 4 + 1)이다.
"라운드 증분"(또는 "RI"): 0 또는 1일 수 있는 이벤트의 속성.
"라운드 번호(또는 "RN", 본 명세서에서 "라운드 생성(created)"이라고도 지칭됨): 이벤트의 정수 속성. 일부 경우들에서, 라운드 번호는 이벤트의 부모들의 라운드 번호들 중 최대치에 이벤트의 라운드 증분을 더한 것으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 도 8에서, 이벤트 1412는 둘 다 1의 라운드 번호를 갖는 2개의 부모, 이벤트 1406 및 1408을 갖는다. 이벤트 1412는 또한 1의 라운드 증분을 갖는다. 따라서, 이벤트 1412의 라운드 번호는 2(즉, 1 + 1)이다. 다른 경우들에서, R이 최소 정수인 경우 이벤트는 라운드 번호 R을 가질 수 있어서, 이벤트는 모두가 라운드 번호 R-1을 갖는 상이한 멤버들에 의해 정의 및/또는 생성된 적어도 M개의 이벤트를 강력하게 볼 수 있다(본 명세서에 설명된 바와 같이). 그러한 정수가 없는 경우, 이벤트에 대한 라운드 번호는 기본 값(예컨대, 0, 1 등)일 수 있다. 그러한 경우들에서, 이벤트에 대한 라운드 번호는 라운드 증분을 사용하지 않고 계산될 수 있다. 예를 들어, 도 8에서, M이 N의 1/2배보다 큰 최소 정수로 정의되면, M은 3이다. 그 후 이벤트 1412는 M개의 이벤트 1401, 1402 및 1408을 강력하게 보고, 이 이벤트들 각각은 상이한 멤버에 의해 정의되고 1의 라운드 번호를 갖는다. 이벤트 1412는 상이한 멤버들에 의해 정의된 2의 라운드 번호를 갖는 적어도 M개의 이벤트를 강력하게 볼 수 없다. 따라서, 이벤트 1412에 대한 라운드 번호는 2이다. 일부 경우들에서, 분산 데이터베이스에서의 제1 이벤트는 1의 라운드 번호를 포함한다. 다른 경우들에서, 분산 데이터베이스에서의 제1 이벤트는 0 또는 임의의 다른 적합한 수의 라운드 번호를 포함할 수 있다.
"포킹(Forking)": 이벤트 X와 이벤트 Y는, 그것들이 동일한 멤버에 의해 정의 및/또는 생성되었으면서, 어느 쪽도 다른 것의 자기-조상이 아닌 경우, 서로 포크(fork)이다. 예를 들어, 도 9에서, 멤버 Dave는 이벤트 1503이 이벤트 1504의 자기-조상이 아니고, 이벤트 1504가 이벤트 1503의 자기-조상이 아니도록, 둘 다 동일한 자기-부모(즉, 이벤트 1501))를 갖는 이벤트 1503 및 1504를 생성 및/또는 정의함으로써 포킹한다.
포킹의 "식별": 포킹은 2개의 이벤트가 둘 다 제3 이벤트의 조상들인 경우, 서로 포크인 그 2개의 이벤트 후에 생성 및/또는 정의된 제3 이벤트에 의해 "식별"될 수 있다. 예를 들어, 도 9에서, 멤버 Dave는 어느 쪽도 다른 것의 자기-조상이 아닌 이벤트 1503 및 1504를 생성함으로써 포킹한다. 이 포킹은 이벤트(1503) 및 1504가 둘 다 이벤트 1506의 조상이기 때문에 나중의 이벤트 1506에 의해 식별될 수 있다. 일부 경우들에서, 포킹의 식별은 특정 멤버(예컨대, Dave)가 치팅한 것을 지시할 수 있다.
이벤트의 "식별": X가 Y와 포크인 조상 이벤트 Z를 갖지 않는 경우 이벤트 X는 조상 이벤트 Y를 "식별"하거나 "본다". 예를 들어, 도 8에서, 이벤트 1403이 이벤트 1412의 조상이고 이벤트 1412가 이벤트 1403과 포크들인 조상 이벤트들을 갖지 않기 때문에 이벤트 1412는 이벤트 1403을 식별한다("본다"라고도 지칭됨). 일부 경우들에서, X가 이벤트 Y 이전에 포킹을 식별하지 못하면, 이벤트 X는 이벤트 Y를 식별할 수 있다. 그러한 경우들에서, 비록 이벤트 X가 이벤트 Y에 후속하는 이벤트 Y를 정의하는 멤버에 의해 포킹을 식별하더라도, 이벤트 X는 이벤트 Y를 볼 수 있다. 이벤트 X는 포킹에 후속하는 해당 멤버에 의해 이벤트들을 식별하지 못한다. 또한, 멤버가 이력에서 둘 다가 해당 멤버의 제1 이벤트들인 2개의 상이한 이벤트를 정의하는 경우, 이벤트 X는 포킹을 식별할 수 있고 해당 멤버에 의해 어떤 이벤트도 식별하지 못한다.
이벤트의 "강력한 식별"(본 명세서 "강력하게 보는"이라고도 지칭됨): X가 Y를 식별하는 경우, 이벤트 X는 X와 동일한 멤버에 의해 생성 및/또는 정의된 조상 이벤트 Y를 "강력하게 식별한다"(또는 "강력하게 본다"). (1) X와 Y를 둘 다 포함하고 (2) 이벤트 X의 조상들이고 (3) 조상 이벤트 Y의 후손들이고 (4) X에 의해 식별되고 (5) 각각 Y를 식별할 수 있고 (6) 적어도 M명의 상이한 멤버에 의해 생성 및/또는 정의된 이벤트들의 세트 S가 존재하는 경우, 이벤트 X는 X와 동일한 멤버에 의해 생성 및/또는 정의되지 않은 조상 이벤트 Y를 "강력하게 식별"한다. 예를 들어, 도 8에서, M이 N의 2/3보다 큰 최소 정수인 것으로 정의된다면(즉, M=1+floor(2N/3), 이 예에서는 4일 것임), 이벤트 1412는 조상 이벤트 1401을 강력하게 식별하는데 그 이유는 이벤트들의 세트 1401, 1402, 1406 및 1412가 이벤트 1412의 조상들 및 이벤트 1401의 후손들인 적어도 4개의 이벤트의 세트이고, 그것들이 4명의 멤버 Dave, Carol, Bob, 및 Ed에 의해 각각 생성 및/또는 정의되고, 이벤트 1412는 이벤트 1401, 1402, 1406, 및 1412 각각을 식별하고, 이벤트 1401, 1402, 1406, 및 1412 각각은 이벤트 1401를 식별하기 때문이다. 유사하게 말해서, X가 Y를 각각 볼 수 있는 상이한 멤버들에 의해 생성 또는 정의된 적어도 M개의 이벤트(예컨대, 이벤트 1401, 1402, 1406, 및 1412)를 볼 수 있는 경우, 이벤트 X(예컨대, 이벤트 1412)는 이벤트 Y(예컨대, 이벤트 1401)를 "강력하게 볼" 수 있다.
"라운드 R 제1" 이벤트(본 명세서에서 "목격자"이라고도 지칭됨): 이벤트가 (1) 라운드 번호 R을 갖고, (2) R보다 작은 라운드 번호를 갖는 자기-부모를 갖거나 자기-부모가 없는 경우 해당 이벤트는 "라운드 R 제1" 이벤트(또는 "목격자")이다. 예를 들어, 도 8에서, 이벤트 1412는 "라운드 2 제1" 이벤트인데 그 이유는 그것이 2의 라운드 번호를 갖고, 그의 자기-부모가 1의 라운드 번호(즉, 2보다 작음)를 갖는 이벤트 1408이기 때문이다.
일부 경우들에서, X가 적어도 M개의 "라운드 R 제1" 이벤트를 "강력하게 식별"하는 경우 그리고 그 경우에만 이벤트 X에 대한 라운드 증분이 1로 정의되고, 여기서 R은 그의 부모의 최대 라운드 번호이다. 예를 들어, 도 8에서, M이 N의 1/2배보다 큰 최소 정수로 정의되면, M은 3이다. 그 후 이벤트 1412는 모두가 라운드 1 제1 이벤트들인 M개의 이벤트 1401, 1402 및 1408을 강력하게 식별한다. 1412의 부모들 둘 다가 라운드 1이고, 1412는 적어도 M개의 라운드 1 제1들을 강력하게 식별하며, 따라서, 1412에 대한 라운드 증분은 1이다. "RI=0"으로 마킹된 도면에서의 이벤트들은 각각 적어도 M개의 라운드 1 제1들을 강력하게 식별하는 데 실패하고, 따라서, 그들의 라운드 증분은 0이다.
일부 경우들에서, 이벤트 X가 조상 이벤트 Y를 강력하게 식별할 수 있는지 여부를 결정하기 위해 다음 방법이 사용될 수 있다. 각각의 라운드 R 제1 조상 이벤트 Y에 대해, 멤버 당 하나씩 정수들의 어레이 A1을 유지하여, 이벤트 X의 최저 시퀀스 번호를 부여하고, 여기서 해당 멤버가 이벤트 X를 생성 및/또는 정의하였고, X가 Y를 식별할 수 있다. 각각의 이벤트 Z에 대해, 멤버 당 하나씩 정수들의 어레이 A2를 유지하여, 해당 멤버에 의해 생성 및/또는 정의된 이벤트 W의 최고 시퀀스 번호를 제공하고, 따라서 Z가 W를 식별할 수 있다. Z가 조상 이벤트 Y를 강력하게 식별할 수 있는지 여부를 결정하기 위해, A1[E] <= A2[E]이도록 요소 위치의 수 E를 카운트한다. 이벤트 Z는 이 카운트가 M보다 큰 경우 그리고 그 경우에만 Y를 강력하게 식별할 수 있다. 예를 들어, 도 8에서, 멤버 Alice, Bob, Carol, Dave 및 Ed는 각각 이벤트 1401을 식별할 수 있고, 여기서 그렇게 할 수 있는 가장 이른 이벤트는 각각 그들의 이벤트들 {1404,1403,1402,1401,1408}이다. 이 이벤트들은 시퀀스 번호 A1={1,1,1,1,1}을 갖는다. 유사하게, 이벤트 1412에 의해 식별되는 그들 각각에 의한 최근 이벤트는 이벤트 {NONE, 1406, 1402, 1401, 1412}이고, 여기서 1412는 Alice에 의한 어떤 이벤트도 식별할 수 없기 때문에 Alice는 "NONE"으로 목록에 올려진다. 이 이벤트들은 각각 A2={0,2,1,1,2}의 시퀀스 번호를 가지며, 여기서 모든 이벤트들은 양의 시퀀스 번호를 가지므로, 0은 Alice가 1412로 식별되는 이벤트를 갖지 않음을 의미한다. 목록 A1을 목록 A2와 비교하면 4개의 값이 참인 {거짓, 참, 참, 참, 참}와 동등한 결과 {1<=0, 1<=2, 1<=1, 1<=1, 1<=2}를 제공한다. 따라서, 1412의 조상들과 1401의 후손들인 4개의 이벤트로 구성된 세트 S가 존재한다. 4는 적어도 M이며, 따라서 1412는 1401을 강력하게 식별한다.
A1 및 A2에서, 이벤트 X가 조상 이벤트 Y를 강력하게 식별할 수 있는지 여부를 결정하는 방법을 구현하는 또 다른 변형은 다음과 같다. 양쪽 어레이에서의 정수 요소들이 128보다 작으면, 각각의 요소를 단일 바이트에 저장하고, 8개의 그러한 요소를 단일 64-비트 워드로 팩킹하고, A1 및 A2를 그러한 워드들의 어레이들로 하는 것이 가능하다. A1에서의 각각의 바이트의 최상위 비트는 0으로 설정될 수 있고, A2에서의 각각의 바이트의 최상위 비트는 1로 설정될 수 있다. 2개의 대응 워드를 빼고, 그 후 마스크와 비트 단위 AND를 수행하여 최상위 비트들 이외의 모든 것을 0으로 하고, 그 후 7 비트 위치만큼 오른쪽으로 시프트하여, C 프로그래밍 언어에서 다음과 같이 표현되는 값을 얻는다: ((A2[i] - A1[i]) & 0x8080808080808080) >> 7). 이는 0으로 초기화된 러닝 누산기(running accumulator)(S)에 추가될 수 있다. 이를 여러 번 수행한 후, 바이트들을 시프팅 및 추가하는 것에 의해 누산기를 카운트로 변환하여 ((S & 0xff) + ((S >> 8) & 0xff) + ((S >> 16) & 0xff) + ((S >> 24) & 0xff) + ((S >> 32) & 0xff) + ((S >> 40) & 0xff) + ((S >> 48) & 0xff) + ((S >> 56) & 0xff))를 얻는다. 일부 경우들에서, 이러한 계산들은 C, Java 및/또는 등등과 같은 프로그래밍 언어로 수행될 수 있다. 다른 경우들에서, 계산들은 Intel 및 AMD에 의해 제공되는 AVX(Advanced Vector Extensions) 명령어, 또는 GPU(graphics processing unit) 또는 GPGPU(general-purpose graphics processing unit)의 균등물과 같은 프로세서 특정 명령어를 사용하여 수행할 수 있다. 일부 아키텍처들에서, 계산들은 128 비트, 256 비트, 512 비트 또는 그 이상의 비트와 같이 64 비트보다 큰 워드를 사용하여 더 빨리 수행될 수 있다.
"유명(famous)" 이벤트: (1) 이벤트 X가 "라운드 R 제1" 이벤트(또는 "목격자")이고 (2) 아래에 설명된 비잔틴 합의 프로토콜의 실행을 통해 "예" 결정에 도달하는 경우 라운드 R 이벤트 X는 "유명"하다. 일부 실시예들에서, 비잔틴 합의 프로토콜은 분산 데이터베이스의 인스턴스(예컨대, 분산 데이터베이스 인스턴스(114)) 및/또는 데이터베이스 수렴 모듈(예컨대, 데이터베이스 수렴 모듈(211))에 의해 실행될 수 있다. 예를 들어, 도 8에서, 5개의 라운드 1 제1들이 도시되어 있다: 1401, 1402, 1403, 1404, 및 1408. M이 N의 1/2배보다 큰 최소 정수인, 3인 것으로 정의되면, 1412는 라운드 2 제1이다. 프로토콜이 더 오래 실행되면, 해시그래프가 위쪽으로 증가하고, 결국 다른 4명의 멤버도 이 도면의 맨 위 위에 라운드 2 제1들을 가질 것이다. 각각의 라운드 2 제1은 라운드 1 제1들 각각이 "유명"한지 여부에 대한 "투표"를 가질 것이다. 이벤트 1412는 1401, 1402, 및 1403이 유명한지에 대해 "예"에 투표할 것인데, 그 이유는 그것들이 그것이 식별할 수 있는 라운드 1 제1들이기 때문이다. 이벤트 1412는 1404가 유명한지에 대해 "아니오"에 투표할 것인데, 그 이유는 1412가 1404를 식별할 수 없기 때문이다. 1402와 같은 주어진 라운드 1 제1에 대해, 그것이 유명한지 여부에 대한 각각의 라운드 2 제1의 투표들을 계산함으로써 "유명"한지 여부에 대한 그의 상태가 결정될 것이다. 그 투표들은 1402가 유명했는지 여부에 대해 결국 합의에 도달할 때까지, 그 후 라운드 3 제1들로, 그 후 라운드 4 제1들 등으로 전파될 것이다. 동일한 프로세스가 다른 제1들에 대해 반복된다.
비잔틴 합의 프로토콜은 "유명" 이벤트들을 식별하기 위해 "라운드 R 제1" 이벤트들의 투표들 및/또는 결정들을 수집하고 사용할 수 있다. 예를 들어, Y가 이벤트 X를 "식별"할 수 있다면 "라운드 R+1 제1" Y가 "예"에 투표할 것이고, 그렇지 않으면 "아니오"에 투표한다. 그 후 임의의 멤버에 의해 결정에 도달할 때까지 각각의 라운드 G에 대해, G = R+2, R+3, R+4, 등에 대해 투표들이 계산된다. 결정에 도달할 때까지, 각각의 라운드 G에 대해 투표가 계산된다. 그 라운드들 중 일부는 "다수(majority)" 라운드들일 수 있고, 반면 일부 다른 라운드들은 "코인(coin)" 라운드들일 수 있다. 일부 경우들에서, 예를 들어, 라운드 R+2가 다수 라운드이고, 미래의 라운드들이 다수 또는 코인 라운드 중 어느 하나로 지정된다(예컨대, 미리 정의된 스케줄에 따라). 예를 들어, 일부 경우들에서, 미래의 라운드가 다수 라운드인지 또는 코인 라운드인지 여부는 2개의 연속적인 코인 라운드가 있을 수 없다는 조건에 따라, 임의로 결정될 수 있다. 예를 들어, 5개의 다수 라운드, 그 후 하나의 코인 라운드, 그 후 5개의 다수 라운드, 그 후 하나의 코인 라운드가 존재할 것이고, 이는 합의에 도달하는 데 필요한 만큼 반복되는 것이 미리 정의될 수 있다.
일부 경우들에서, 라운드 G가 다수 라운드라면, 투표들은 다음과 같이 계산될 수 있다. V(여기서 V는 "예" 또는 "아니오")에 투표하는 적어도 M개의 라운드 G-1 제1들을 강력하게 식별하는 라운드 G 이벤트가 존재한다면, 컨센서스 결정은 V이고, 비잔틴 합의 프로토콜이 종료된다. 그렇지 않으면, 각각의 라운드 G 제1 이벤트는 각각의 라운드 G 제1 이벤트가 강력하게 식별할 수 있는 다수의 라운드 G-1 제1들인 새로운 투표를 계산한다. 다수가 아니라 동점이 있는 경우들에서, 투표는 "예"로 지정될 수 있다.
유사하게 말해서, X가 라운드 R 목격자(또는 라운드 R이 제1)이면, 라운드 R+1, R+2 등에서의 투표의 결과들이 계산될 수 있고, 여기서 각각의 라운드에서의 목격자들은 X가 유명한지 여부에 대해 투표한다. 라운드 R+1에서, X를 볼 수 있는 모든 목격자는 "예"에 투표하고, 다른 목격자들은 "아니오"에 투표한다. 라운드 R+2에서, 모든 목격자는 그것이 강력하게 볼 수 있는 라운드 R+1 목격자들의 다수의 투표들에 따라 투표한다. 유사하게, 라운드 R+3에서, 모든 목격자는 그것이 강력하게 볼 수 있는 라운드 R+2 목격자의 다수의 투표들에 따라 투표한다. 이는 다수의 라운드 동안 계속될 수 있다. 동점인 경우, 투표는 "예"로 설정될 수 있다. 다른 경우들에서, 동점은 "아니오"로 설정될 수 있거나 랜덤하게 설정될 수 있다. 임의의 라운드가 "아니오"에 투표하는 적어도 M명의 목격자를 갖는다면, 선거가 종료되고, X는 유명하지 않다. 임의의 라운드가 "예"에 투표하는 적어도 M명의 목격자를 갖는다면, 선거가 종료되고, X는 유명하다. "예" 또는 "아니오" 어느 것도 적어도 M개의 투표를 갖지 않으면, 선거는 다음 라운드로 계속된다.
예로서, 도 8에서, 도시된 도면 아래에 있는 어떤 라운드 제1 이벤트 X를 고려한다. 그 후, 각각의 라운드 1 제1은 X가 유명한지 여부에 대한 투표를 가질 것이다. 이벤트 1412는 라운드 1 제1 이벤트들 1401, 1402 및 1408을 강력하게 식별할 수 있다. 그래서 그의 투표는 그들의 투표들에 기초할 것이다. 이것이 다수 라운드라면, 1412는 {1401, 1402, 1408} 중 적어도 M개가 "예"의 투표를 가지고 있는지 여부를 체크할 것이다. 그들이 그렇다면, 그 결정은 "예"이고, 합의가 달성되었다. 그들 중 적어도 M개가 "아니오"에 투표한다면, 결정은 "아니오"이고, 합의가 달성되었다. 투표가 어느 방향으로도 적어도 M개를 갖지 않는다면, 1412에 1401, 1402 및 1408의 것들의 다수의 투표들인 투표가 주어진다(그리고 동점이 있다면 "예"에 투표함으로써 동점을 구분할 것이다). 해당 투표는 그 후 다음 라운드에서 사용될 것이고, 합의에 도달할 때까지 계속된다.
일부 경우들에서, 라운드 G가 코인 라운드라면, 투표는 다음과 같이 계산될 수 있다. 이벤트 X가 V(여기서 V는 "예" 또는 "아니오")에 투표하는 적어도 M개의 라운드 G-1 제1들을 식별할 수 있다면, 이벤트 X는 그의 투표를 V로 변경할 것이다. 그렇지 않고, 라운드 G가 코인 라운드라면, 각각의 라운드 G 제1 이벤트 X는 이벤트 X의 서명의 최하위 비트에 의해 정의되는 의사-랜덤 결정(일부 경우들에서는 코인 플립(coin flip)과 유사)의 결과로 그의 투표를 변경한다.
유사하게 말해서, 그러한 경우들에서, 선거가 라운드 R+K(코인 라운드)에 도달하면 - 여기서 K는 지정된 계수(예컨대, 3, 6, 7, 8, 16, 32 또는 임의의 다른 적합한 수와 같은 수의 배수임 -, 선거는 해당 라운드에서 종료되지 않는다. 선거가 이 라운드에 도달하면, 그것은 적어도 하나 더 많은 라운드에 대해 계속될 수 있다. 그러한 라운드에서, 이벤트 Y가 라운드 R+K 목격자라면, 그것이 V에 투표하는 라운드 R+K-1로부터 적어도 M명의 목격자를 강력하게 볼 수 있다면, Y는 V에 투표할 것이다. 그렇지 않으면, Y는 랜덤 값에 따라 투표할 것이다(예컨대, 암호 "공유 코인" 프로토콜 및/또는 임의의 다른 랜덤 결정을 사용하여, 이벤트 Y의 서명의 비트(예컨대, 최하위 비트, 최상위 비트, 랜덤하게 선택된 비트)에 따라, -여기서, 1="예" 및 0="아니오"임 -, 또는 반대로, 이벤트 Y의 타임 스탬프에 따라). 이 랜덤 결정은 Y가 생성되기 전에 예측할 수 없으며, 따라서 이벤트들 및 컨센서스 프로토콜의 보안성을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 도 8에서, 라운드 2가 코인 라운드이고, 투표가 라운드 1 이전의 일부 이벤트가 유명했는지에 대한 것이면, 이벤트 1412는 먼저 {1401, 1402, 1408} 중 적어도 M개가 "예"에 투표했는지, 또는 그들 중 적어도 M개가 "아니오"에 투표했는지 여부를 체크할 것이다. 그러한 경우라면, 1412는 동일한 방식으로 투표할 것이다. 어떤 방향으로도 적어도 M개의 투표가 없다면, 1412는 랜덤 또는 의사랜덤 투표를 가질 것이다(예컨대, Ed가 이벤트 1412를 생성 및/또는 정의한 시점에, 그가 그것에 서명했을 때 그것에 대해 생성한 디지털 서명의 최하위 비트에 기초하여).
일부 경우들에서, 의사-랜덤 결정의 결과는, 예를 들어, 라운드 번호의 임계치 서명의 최하위 비트로서 구현될 수 있는 암호 공유 코인 프로토콜의 결과일 수 있다.
시스템은 위에 설명된 의사-랜덤 결정의 결과를 계산하기 위한 방법들 중 어느 하나로부터 구축될 수 있다. 일부 경우들에서, 시스템은 일부 순서로 상이한 방법들을 통해 순환한다. 다른 경우들에서, 시스템은 미리 정의된 패턴에 따라 상이한 방법들 중에서 선택할 수 있다.
"수신된 라운드": 이벤트 X는 라운드 번호 R을 가진 유명 라운드 R 제1 이벤트들(또는 유명한 목격자들) 중 적어도 절반이 X의 후손들이고/이거나 X를 볼 수 있도록 R이 최소 정수인 경우 R의 "수신된 라운드"를 갖는다. 다른 경우들에서는, 임의의 다른 적합한 백분율이 사용될 수 있다. 예를 들어, 다른 경우에서, 이벤트 X는 라운드 번호 R을 가진 유명 라운드 R 제1 이벤트들(또는 유명한 목격자들)의 적어도 미리 결정된 백분율(예컨대, 40%, 60%, 80% 등)이 X의 후손들이고/이거나 X를 볼 수 있도록 R이 최소 정수인 경우 R의 "수신된 라운드"를 갖는다.
일부 경우들에서, 이벤트 X의 "수신된 세대"는 다음과 같이 계산될 수 있다. 이벤트 X를 식별할 수 있는 각각의 라운드 R 제1 이벤트를 생성 및/또는 정의한 멤버를 찾는다. 그 후 X를 식별할 수 있는 해당 멤버에 의한 가장 이른 이벤트의 세대 번호를 결정한다. 그 후 X의 "수신된 세대"를 해당 목록의 중앙값인 것으로 정의한다.
일부 경우들에서, 이벤트 X의 "수신된 타임스탬프" T는 X를 식별하고/하거나 보는 각각의 멤버에 의한 제1 이벤트를 포함하는 이벤트들에서의 타임스탬프들의 중앙값일 수 있다. 예를 들어, 이벤트 1401의 수신된 타임스탬프는 이벤트 1402, 1403, 1403, 및 1408에 대한 타임스탬프들의 값의 중앙값일 수 있다. 일부 경우들에서, 이벤트 1401에 대한 타임스탬프가 중앙값 계산에 포함될 수 있다. 다른 경우들에서, X에 대해 수신된 타임스탬프는 X를 식별하거나 보기 위한 각각의 멤버에 의한 제1 이벤트들인 이벤트들에서의 타임스탬프들의 값들의 조합 또는 임의의 다른 값일 수 있다. 예를 들어, X에 대한 수신된 타임스탬프는 타임스탬프들의 평균, 타임스탬프들의 표준 편차, 수정된 평균(예컨대, 계산으로부터 가장 이른 및 최근의 타임스탬프들을 제거함으로써) 및/또는 등등에 기초할 수 있다. 또 다른 경우들에서는, 확장된 중앙값이 사용될 수 있다.
일부 경우들에서, 이벤트들에 대한 전체 순서 및/또는 컨센서스 순서는 그들의 수신된 라운드에 의해 이벤트들을 정렬하고, 그들의 수신된 타임스탬프에 의해 동점을 구분하고, 그들의 서명들에 의해 그 동점들을 구분하는 것에 의해 계산된다. 다른 경우들에서, 이벤트에 대한 전체 순서는 그들의 수신된 라운드에 의해 이벤트들을 정렬하고, 그들의 수신된 세대에 의해 동점을 구분하고, 그들의 서명들에 의해 그들의 동점을 구분하는 것에 의해 계산될 수 있다. 전술한 단락들은 이벤트의 수신된 라운드, 수신된 타임스탬프, 및/또는 수신된 세대를 계산 및/또는 정의하는 데 사용되는 함수들을 특정한다.
다른 경우들에서, 각각의 이벤트의 서명을 사용하는 대신에, 해당 라운드에서 수신된 세대 및/또는 동일한 수신된 라운드를 갖는 유명 이벤트들 또는 유명한 목격자들의 서명들과 XOR된 해당 이벤트의 서명이 사용될 수 있다. 다른 경우들에서, 이벤트 서명들의 임의의 다른 적합한 조합이 이벤트들의 컨센서스 순서를 정의하기 위해 동점을 구분하는 데 사용될 수 있다.
또 다른 경우들에서는 "수신된 세대"를 목록의 중앙값으로서 정의하는 대신, "수신된 세대"는 목록 자체인 것으로 정의될 수 있다. 그 후, 수신된 세대에 의해 정렬할 때, 2개의 수신된 세대를 그들의 목록들의 중간 요소들에 의해 비교하여, 중간 바로 이전의 요소에 의해 동점을 구분하고, 중간 바로 이후의 요소에 의해 그들의 동점을 구분하고, 동점이 구분될 때까지 지금까지 사용된 것들 이전의 요소들과 이후의 요소들 사이를 번갈아 가며 계속한다.
일부 경우들에서, 중앙값 타임스탬프는 "확장된 중앙값"으로 대체될 수 있다. 그러한 경우들에서, 단일의 수신된 타임스탬프가 아니라 각각의 이벤트에 대해 타임스탬프들의 목록이 정의될 수 있다. 이벤트 X에 대한 타임스탬프들의 목록은 X를 식별하고/하거나 보는 각각의 멤버에 의한 제1 이벤트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 8에서, 이벤트 1401에 대한 타임스탬프의 목록은 이벤트 1402, 1403, 1403 및 1408에 대한 타임스탬프들을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 이벤트 1401에 대한 타임스탬프가 포함될 수도 있다. 타임스탬프들의 목록으로 동점을 구분할 때(즉, 2개의 이벤트가 동일한 수신된 라운드를 가짐), 각각의 이벤트의 목록의 중간 타임스탬프들(또는 동일한 길이로 이루어지는 경우, 2개의 중간 타임스탬프 중 제1 또는 제2의 미리 결정된 것)이 비교될 수 있다. 이 타임스탬프들이 동일하면, 중간 타임스탬프들 바로 이후의 타임스탬프들이 비교될 수 있다. 이 타임스탬프들이 동일하면, 중간 타임스탬프들 바로 이전의 타임스탬프들이 비교될 수 있다. 이 타임스탬프들도 동일하면, 이미 비교된 3개의 타임스탬프 이후의 타임스탬프들이 비교된다. 이는 동점이 구분될 때까지 계속 번갈아 행해질 수 있다. 상기 논의와 유사하게, 2개의 목록이 동일하면, 2개의 요소의 서명들에 의해 동점이 구분될 수 있다.
또 다른 경우들에서, "확장된 중앙값" 대신에 " 잘린 확장된 중앙값(truncated extended median)"이 사용될 수 있다. 그러한 경우에, 각각의 이벤트에 대해 타임스탬프들의 전체 목록이 저장되지 않는다. 대신에, 목록의 중간 근처의 값들 중 소수만이 저장되어 비교에 사용된다.
수신된 중앙값 타임스탬프는 잠재적으로 이벤트들의 전체 순서를 계산하는 것에 부가하여 다른 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, Bob은, X에 대한 수신된 타임스탬프가 특정 마감일에 있거나 그 이전이고, Alice가 동일한 계약서에 서명한 트랜잭션을 포함하는 이벤트 X가 존재하는 경우 그리고 그 경우에만 계약서에 구속되는 데 동의한다고 하는 계약서에 서명할 수 있다. 그 경우, Bob은 위에 설명된 바와 같이, Alice가 "수신된 중앙값 타임스탬프"에 의해 지시된 마감일 이후에 계약서 서명하는 경우 그것에 구속되지 않을 것이다.
일부 경우들에서, 컨센서스가 달성된 후에 분산 데이터베이스의 상태가 정의될 수 있다. 예를 들어, S(R)가 라운드 R에서 유명한 목격자들이 볼 수 있는 이벤트들의 세트이면, 결국 S(R) 내의 모든 이벤트들이 알려진 수신된 라운드 및 수신된 타임스탬프를 가질 것이다. 그 시점에서, S(R) 내의 이벤트들에 대한 컨센서스 순서는 알려져 있고 변경되지 않을 것이다. 이 시점에 도달하면, 멤버는 이벤트들 및 그들의 순서의 표현을 계산 및/또는 정의할 수 있다. 예를 들어, 멤버는 S(R) 내의 이벤트들의 해시 값을 그들의 컨센서스 순서로 계산할 수 있다. 그 후 멤버는 해시 값에 디지털 서명하고 해당 멤버가 정의하는 다음 이벤트에 해시 값을 포함할 수 있다. 이는 S(R) 내의 이벤트들이 변경되지 않을 주어진 순서를 갖는다고 해당 멤버가 결정했다는 것을 다른 멤버들에게 통지하는 데 사용될 수 있다. 멤버들 중 적어도 M명(또는 임의의 다른 적합한 수 또는 백분율의 멤버들)이 S(R)에 대한 해시 값에 서명한(따라서 해시 값에 의해 표현되는 순서에 동의한) 후에, 멤버들의 서명들의 목록과 함께 이벤트들의 해당 컨센서스 목록은 해당 컨센서스 순서가 S(R) 내의 이벤트들에 대해 주장된 바와 같다는 것을 증명하는 데 사용될 수 있는 단일 파일(또는 다른 데이터 구조)을 형성할 수 있다. 다른 경우들에서, 이벤트들이 (본 명세서에 설명된 바와 같이) 분산 데이터베이스 시스템의 상태를 업데이트하는 트랜잭션들을 포함한다면, 해시 값은 컨센서스 순서로 S(R) 내의 이벤트들의 트랜잭션들을 적용한 후의 분산 데이터베이스 시스템의 상태로 이루어질 수 있다. 분산 데이터베이스의 상태에 관한 추가 상세는 도 13을 참조하여 논의된다.
일부 경우들에서, (위에 설명된 바와 같은) M은 전체 멤버들의 수의 단지 분수, 백분율 및/또는 값이 아니라, 각각의 멤버에 할당된 가중치 값들에 기초할 수 있다. 그러한 경우에, 각각의 멤버는 분산 데이터베이스 시스템에서 그의 관심 및/또는 영향과 연관된 지분(stake)을 갖는다. 그러한 지분은 가중치 값일 수 있다. 해당 멤버에 의해 정의된 각각의 이벤트는 그를 정의한 멤버의 가중치 값을 갖는다고 말할 수 있다. 그러면 M은 모든 멤버들의 전체 지분의 분수일 수 있다. M에 의존하는 것으로서 위에 설명된 이벤트들은 적어도 M의 지분 합을 갖는 멤버들의 세트가 동의할 때 발생할 것이다. 따라서, 그들의 지분에 기초하여, 특정 멤버는 컨센서스 순서가 도출되는 방식 및 시스템에 더 큰 영향을 미칠 수 있다. 일부 경우들에서, 이벤트에서의 트랜잭션은 하나 이상의 멤버의 지분을 변경하고, 새로운 멤버들을 추가하고, 및/또는 멤버들을 삭제할 수 있다. 그러한 트랜잭션이 R의 수신된 라운드를 가진다면, 수신된 라운드가 계산된 후에, 라운드 R 목격자들 이후의 이벤트들은 수정된 지분들 및 수정된 멤버들의 목록을 사용하여 그들의 라운드 번호들 및 다른 정보를 재계산할 것이다. 라운드 R 이벤트들이 유명한지 여부에 대한 투표들은 오래된 지분들 및 멤버 목록을 사용할 것이지만, R 이후의 라운드들에 대한 투표들은 새로운 지분들 및 멤버 목록들을 사용할 것이다. 컨센서스들을 결정하기 위해 가중치 값들을 사용하는 것에 관한 추가 상세들은, 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함되는, 2016년 12월 21일자로 출원된 발명의 명칭이 "Methods And Apparatus For A Distributed Database Within A Network"인 미국 특허 출원 번호 제15/387,048호(지금은 미국 특허 제9,646,029호)에 설명되어 있다.
전술한 용어들, 정의들, 및 알고리즘들은 도 8 내지 도 12b에서 설명된 실시예들 및 개념들을 예시하기 위해 사용된다. 도 10a 및 도 10b는 수학적 형태로 도시된 컨센서스 방법 및/또는 프로세스의 예시적인 응용을 예시한다. 도 11a 및 도 11b는 수학적 형태로 도시된 컨센서스 방법 및/또는 프로세스의 제2 예시적인 응용을 예시하고, 도 12a 및 도 12b는 수학적 형태로 도시된 컨센서스 방법 및/또는 프로세스의 제3 예시적인 응용을 예시한다.
도 2에서, 데이터베이스 수렴 모듈(211)과 통신 모듈(212)은 프로세서(210)에서 구현되는 것으로 도 2에 도시되어 있다. 다른 실시예들에서, 데이터베이스 수렴 모듈(211) 및/또는 통신 모듈(212)은 메모리(220)에서 구현될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 데이터베이스 수렴 모듈(211) 및/또는 통신 모듈(212)은 하드웨어 기반(예컨대, ASIC, FPGA 등)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 분산 데이터베이스 인스턴스(221)는 도 1에 도시된 분산 데이터베이스 시스템(100)의 분산 데이터베이스 인스턴스들(114, 124, 134, 144)과 유사할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른, 이벤트들을 동기화하는 2개의 컴퓨팅 디바이스의 신호 흐름도를 예시한다. 구체적으로, 일부 실시예들에서, 분산 데이터베이스 인스턴스들(703 및 803)은 수렴을 획득하기 위해 이벤트들을 교환할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(700)는 컴퓨팅 디바이스(700)와의 관계에 기초하여, 컴퓨팅 디바이스(700)와의 근접성에 기초하여, 컴퓨팅 디바이스(700)와 연관된 순서화된 목록에 기초하여, 및/또는 등등으로 컴퓨팅 디바이스(800)와 랜덤하게 동기화하도록 선택할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(800)는 분산 데이터베이스 시스템에 속한 컴퓨팅 디바이스들의 세트로부터 컴퓨팅 디바이스(700)에 의해 선택될 수 있기 때문에, 컴퓨팅 디바이스(700)는 연속하여 여러 번 컴퓨팅 디바이스(800)를 선택할 수 있거나, 한동안 컴퓨팅 디바이스(800)를 선택하지 않을 수 있다. 다른 실시예들에서, 이전에 선택된 컴퓨팅 디바이스들의 지시가 컴퓨팅 디바이스(700)에 저장될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 컴퓨팅 디바이스(700)는 컴퓨팅 디바이스(800)를 다시 선택할 수 있기 전에 미리 결정된 수의 선택을 대기할 수 있다. 위에 설명된 바와 같이, 분산 데이터베이스 인스턴스들(703 및 803)은 컴퓨팅 디바이스(700)의 메모리 및 컴퓨팅 디바이스(800)의 메모리에 각각 구현될 수 있다.
도 3 내지 도 6은 일 실시예에 따른, 해시그래프의 예들을 예시한다. 5명의 멤버가 있고, 그 각각은 어두운 수직선으로 표현된다. 각각의 원은 이벤트를 나타낸다. 이벤트의 2개의 하향 선은 2개의 이전 이벤트의 해시들을 나타낸다. 이 예의 모든 이벤트는 각각의 멤버의 제1 이벤트를 제외하고 2개의 하향 선(동일한 멤버에 대한 하나의 어두운 선과 다른 멤버에 대한 하나의 밝은 선)을 갖는다. 시간은 위쪽으로 진행된다. 도 3 내지 도 6에서, 분산 데이터베이스의 컴퓨팅 디바이스들은 Alice, Bob, Carol, Dave, 및 Ed로 지시된다. 그러한 지시들은 도 1에 관하여 도시되고 설명된 컴퓨팅 디바이스들(110, 120, 130 및 140)과 구조적 및 기능적으로 유사한 컴퓨팅 디바이스들을 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.
예시적인 시스템 1: 컴퓨팅 디바이스(700)가 Alice로 불리고, 컴퓨팅 디바이스(800)가 Bob이라 불리면, 이들 사이의 동기화는 도 7에 예시된 바와 같을 수 있다. Alice와 Bob 사이의 동기화는 다음과 같을 수 있다:
- Alice는 분산 데이터베이스(703)에 저장된 이벤트들을 Bob에게 전송한다.
- Bob은 다음을 포함하는 새로운 이벤트를 생성 및/또는 정의한다:
-- Bob이 생성 및/또는 정의한 마지막 이벤트의 해시
-- Alice가 생성 및/또는 정의한 마지막 이벤트의 해시
-- 상기의 Bob에 의한 디지털 서명
- Bob은 분산 데이터베이스(803)에 저장된 이벤트를 Alice에게 전송한다.
- Alice는 새로운 이벤트를 생성 및/또는 정의한다.
- Alice는 해당 이벤트를 Bob에게 전송한다.
- Alice는 해시그래프의 함수로서 이벤트들에 대한 전체 순서를 계산한다.
- Bob은 해시그래프의 함수로서 이벤트들에 대한 전체 순서를 계산한다.
임의의 주어진 시간에, 멤버는 지금까지 수신된 이벤트들을, 각각의 이벤트를 생성 및/또는 정의한 분산 데이터베이스 인스턴스 및/또는 컴퓨팅 디바이스와 연관된 식별자와 함께 저장할 수 있다. 초기 이벤트(부모 해시가 없음)와 각각의 새로운 멤버에 대한 제1 이벤트(이들을 조인하도록 초대한 기존 멤버의 이벤트를 나타내는 단일의 부모 이벤트 해시를 가짐)를 제외하고, 각각의 이벤트는 2개의 이전 이벤트의 해시들을 포함한다. 이 이벤트들의 세트를 나타내는 다이어그램이 그려질 수 있다. 그것은 각각의 멤버에 대한 수직선과, 해당 멤버에 의해 생성 및/또는 정의된 각각의 이벤트에 대한 해당 선 상의 점을 나타낼 수 있다. 이벤트(상위 점)가 이전 이벤트(하위 점)의 해시를 포함할 때마다 2개의 점 사이에 대각선이 그려진다. 이벤트는 해당 이벤트의 해시를 통해 해당 이벤트가 다른 이벤트를 참조할 수 있는 경우(직접 또는 중개 이벤트들을 통해) 다른 이벤트에 링크되어 있다고 말할 수 있다.
예를 들어, 도 3은 해시그래프(600)의 예를 예시한다. 이벤트(602)는 Carol과 동기화 후에 그 결과로서 Bob에 의해 생성 및/또는 정의된다. 이벤트(602)는 이벤트(604)(Bob에 의해 생성 및/또는 정의된 이전 이벤트)의 해시 및 이벤트(606)(Carol에 의해 생성 및/또는 정의된 이전 이벤트)의 해시를 포함한다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 이벤트(602) 내에 포함된 이벤트(604)의 해시는 그의 직계 조상 이벤트들인 이벤트들(608 및 610)에 대한 포인터를 포함한다. 그에 따라, Bob은 이벤트(602)를 사용하여 이벤트들(608 및 610)을 참조하고 이전 이벤트들에 대한 포인터를 사용하여 해시그래프를 재구성할 수 있다. 일부 경우들에서, 이벤트(602)는 이전 조상 이벤트들을 통해 해시그래프(600) 내의 이벤트들 각각을 참조할 수 있으므로 이벤트(602)는 해시그래프(600) 내의 다른 이벤트들에 링크되어 있다고 말할 수 있다. 예를 들어, 이벤트(602)는 이벤트(604)를 통해 이벤트(608)에 링크된다. 다른 예로서, 이벤트(602)는 이벤트(606) 및 이벤트(612)를 통해 이벤트(616)에 링크된다.
예시적인 시스템 2: 예시적인 시스템 1로부터의 시스템으로서, 여기서 이벤트는 또한 트랜잭션들의 "페이로드" 또는 기록할 다른 정보를 포함한다. 그러한 페이로드는 컴퓨팅 디바이스의 바로 이전 이벤트 이후에 발생 및/또는 정의된 임의의 트랜잭션들 및/또는 정보로 이벤트들을 업데이트하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 이벤트(602)는 이벤트(604)가 생성 및/또는 정의된 이후 Bob에 의해 수행되는 임의의 트랜잭션들을 포함할 수 있다. 따라서, 이벤트(602)를 다른 컴퓨팅 디바이스들과 동기화할 때, Bob은 이 정보를 공유할 수 있다. 따라서, Bob에 의해 수행된 트랜잭션들은 이벤트와 연관되고 이벤트들을 사용하는 다른 멤버들과 공유될 수 있다.
예시적인 시스템 3: 예시적인 시스템 1로부터의 시스템으로서, 여기서 이벤트는 또한 디버깅, 진단 및/또는 다른 목적에 유용한 현재 시간 및/또는 날짜를 포함한다. 시간 및/또는 날짜는 컴퓨팅 디바이스(예컨대, Bob)가 이벤트를 생성 및/또는 정의하는 로컬 시간 및/또는 날짜일 수 있다. 그러한 실시예들에서, 그러한 로컬 시간 및/또는 날짜는 나머지 디바이스들과 동기화되지 않는다. 다른 실시예들에서, 시간 및/또는 날짜는 디바이스들에 걸쳐 동기화될 수 있다(예컨대, 이벤트들을 교환할 때). 또 다른 실시예들에서, 글로벌 타이머가 시간 및/또는 날짜를 결정하는 데 사용될 수 있다.
예시적인 시스템 4: 예시적인 시스템 1로부터의 시스템으로서, 여기서 Alice는 Bob에 의해 생성 및/또는 정의된 이벤트들, 또는 그러한 이벤트의 조상 이벤트들 중 어느 것도 Bob에게 전송하지 않는다. y가 x의 해시를 포함하거나, y가 x의 조상인 이벤트의 해시를 포함하면 이벤트 x는 이벤트 y의 조상이다. 유사하게 말해서, 그러한 실시예들에서, Bob은 Alice에 의해 아직 저장되지 않은 이벤트들을 Alice에게 전송하고, Alice에 의해 이미 저장된 이벤트들은 전송하지 않는다.
예를 들어, 도 4는 이벤트(622)(검은 원)의 조상 이벤트들(점표시 원들) 및 후손 이벤트들(줄무늬 원들)을 예시하는 예시적인 해시그래프(620)를 예시한다. 이 선들은 이벤트에 대한 부분 순서를 확립하고, 여기서 조상들은 검은 이벤트 전에 오고, 후손들은 검은 이벤트 후에 온다. 부분 순서는 흰색 이벤트들이 검은 이벤트들의 전인지 또는 후인지를 지시하지 않으므로, 전체 순서가 그들의 시퀀스를 결정하는 데 사용된다. 다른 예로서, 도 5는 하나의 특정 이벤트(중실 원) 및 각각의 멤버가 해당 이벤트(줄무늬 원들)의 지시를 수신하는 제1 시간을 예시하는 예시적인 해시그래프를 예시한다. Carol이 Dave와 동기화하여 이벤트(624)를 생성 및/또는 정의할 때, Dave는 이벤트(622)의 조상 이벤트들을 Carol에게 전송하지 않는데 그 이유는 Carol이 이미 그러한 이벤트들을 인식하고 수신했기 때문이다. 대신, Dave는 Carol이 아직 수신하고/하거나 Carol의 분산 데이터베이스 인스턴스에서 저장하지 않은 이벤트들을 Carol에게 전송한다. 일부 실시예들에서, Dave는 Carol이 이전에 수신한 이벤트들에 관해 Dave의 해시그래프가 드러내는 것에 기초하여 Carol에게 전송할 이벤트들을 식별할 수 있다. 이벤트(622)는 이벤트(626)의 조상이다. 따라서, 이벤트(626)의 시점에, Dave는 이미 이벤트(622)를 수신했다. 도 4는 Dave가 Carol로부터 이벤트(622)를 수신한 Bob으로부터 이벤트(622)를 수신한 Ed로부터 이벤트(622)를 수신한 것을 나타낸다. 또한, 이벤트(624)의 시점에, 이벤트(622)는 Carol에 의해 생성 및/또는 정의된 Dave가 수신한 마지막 이벤트이다. 따라서, Dave는 이벤트(622) 및 그의 조상들 이외에 Dave가 저장한 이벤트들을 Carol에게 전송할 수 있다. 추가적으로, Dave로부터 이벤트(626)를 수신하면, Carol은 Carol의 분산 데이터베이스 인스턴스에 저장된 이벤트들 내의 포인터들에 기초하여 해시그래프를 재구성할 수 있다. 다른 실시예들에서, Dave는, Carol이 Dave에게 이벤트(622)를 전송하고(도 4에 도시되지 않음) Dave가 이벤트(622)(및 그 내부의 참조들)를 사용하여 식별하여 Carol이 이미 수신한 이벤트들을 식별하는 것에 기초하여 Carol에게 전송할 이벤트들을 식별할 수 있다.
예시적인 시스템 5: 예시적인 시스템 1로부터의 시스템으로서, 여기서 수신자가 해당 이벤트의 조상들을 수신 및/또는 저장한 후까지 이벤트가 전송되지 않도록 하는 순서로 양쪽 멤버들이 다른 멤버에게 이벤트를 전송한다. 따라서, 전송자는 가장 오래된 것부터 가장 새로운 것까지 이벤트들을 전송하고, 따라서 수신자는, 2개의 해시를 이미 수신된 2개의 조상 이벤트와 비교함으로써, 이벤트가 수신될 때 각각의 이벤트에 대한 2개의 해시를 체크할 수 있다. 전송자는 전송자의 해시그래프의 현재 상태(예컨대, 전송자에 의해 정의된 데이터베이스 상태 변수) 및 수신자가 이미 수신한 해당 해시그래프가 지시하는 것에 기초하여 수신자에 전송할 이벤트들을 식별할 수 있다. 도 3을 참조하면, 예를 들어, Bob이 이벤트(602)를 정의하기 위해 Carol과 동기화하는 경우, Carol은 이벤트(619)가 Carol이 수신한 Bob에 의해 생성 및/또는 정의된 마지막 이벤트임을 식별할 수 있다. 따라서 Carol은 Bob이 해당 이벤트, 및 그의 조상들을 알고 있다고 결정할 수 있다. 따라서, Carol은 Bob에게 이벤트(618) 및 이벤트(616)를 먼저 전송할 수 있다(즉, Carol이 수신한 Bob이 아직 수신하지 못한 가장 오래된 이벤트). 그 후 Carol은 Bob에게 이벤트(612)를 전송하고 그 후 이벤트(606)를 전송할 수 있다. 이는 Bob이 이벤트들을 용이하게 링크하고 Bob의 해시그래프를 재구성할 수 있게 한다. Carol의 해시그래프를 사용하여 Bob이 아직 수신하지 못한 이벤트들을 식별하는 것은 Bob이 Carol에게 이벤트들을 요청하지 않으므로 동기화의 효율을 증가시킬 수 있고 네트워크 트래픽을 감소시킬 수 있다.
다른 실시예들에서, 가장 최근의 이벤트가 먼저 전송될 수 있다. 수신자가 그들이 2개의 이전 이벤트 중 하나를 아직 수신하지 못했다고(가장 최근 이벤트에서의 2개의 이전 이벤트의 해시 및/또는 가장 최근 이벤트에서의 이전 이벤트들에 대한 포인터들에 기초하여) 결정하는 경우, 수신자는 전송자에게 그러한 이벤트들을 전송할 것을 요청한다. 이는 수신자가 가장 최근 이벤트들의 조상들을 수신 및/또는 저장할 때까지 발생할 수 있다. 도 3을 참조하면, 그러한 실시예들에서, 예를 들어, Bob이 Carol로부터 이벤트(606)를 수신할 때, Bob은 이벤트(606)에서 이벤트(614) 및 이벤트(612)의 해시를 식별할 수 있다. Bob은 이벤트(604)를 생성 및/또는 정의할 때 이벤트(614)가 Alice로부터 이전에 수신되었다고 결정할 수 있다. 따라서, Bob은 Carol에게 이벤트(614)를 요청할 필요가 없다. Bob은 또한 이벤트(612)가 아직 수신되지 않았다고 결정할 수 있다. 그 후 Bob은 Carol에게 이벤트(612)를 요청할 수 있다. 그 후 Bob은 이벤트(612) 내의 해시들에 기초하여, Bob이 이벤트들(616 또는 618)을 수신하지 못했다고 결정할 수 있고 따라서 Carol에게 이 이벤트들을 요청할 수 있다. 이벤트들(616 및 618)에 기초하여, Bob은 그 후 그가 이벤트(606)의 조상들을 수신했다고 결정할 수 있다.
예시적인 시스템 6: 예시적인 시스템 5로부터의 시스템으로서, 멤버가 다음에 전송할 여러 이벤트들 사이에서 선택할 때, 이벤트는 해당 멤버에 의해 생성 및/또는 정의된 지금까지 전송된 총 바이트 수를 최소화하도록 선택된다고 하는 추가적인 제약을 갖는다. 예를 들어, Alice가 Bob에게 전송할 이벤트가 2개만 남아 있고, 하나는 100 바이트이고 Carol에 의해 생성 및/또는 정의되었고, 하나는 10 바이트이고 Dave에 의해 생성 및/또는 정의되었고, 지금까지 이 동기화에서 Alice가 Carol에 의한 이벤트 중 200 바이트, 그리고, Dave에 의한 210 바이트를 이미 전송했다면, Alice는 Dave 이벤트를 먼저 전송하고, 그 후 후속하여 Carol 이벤트를 전송해야 한다. 210 + 10 < 100 + 200이기 때문이다. 이는 단일 멤버가 단일의 거대한 이벤트, 또는 작은 이벤트들의 플러드(flood)를 송출하는 공격들을 어드레싱하는 데 사용될 수 있다. 트래픽이 대부분의 멤버들의 바이트 제한을 초과하는 경우(예시적인 시스템 7에 관하여 논의된 바와 같이), 예시적인 시스템 6의 방법은 공격자의 이벤트들이 합법적인 사용자들의 이벤트들보다는 무시되는 것을 보장할 수 있다. 유사하게 말해서, 더 큰 이벤트들 전에 더 작은 이벤트들을 전송함으로써 공격이 감소될 수 있다(연결을 묶어놓는 거대한 이벤트에 대항하여 방어하기 위해). 또한, 멤버가 단일 동기화에서 이벤트들 각각을 전송할 수 없다면(예컨대, 네트워크 제한, 멤버 바이트 제한 등으로 인해), 해당 멤버는, 공격자에 의해 정의 및/또는 생성된 이벤트들만을 전송하고 다른 멤버들에 의해 생성 및/또는 정의된 이벤트들은 아무 것도 전송하지 않는(또는 소수 전송하는) 것이 아니라, 각각의 멤버로부터의 소수의 이벤트를 전송할 수 있다.
예시적인 시스템 7: 예시적인 시스템 1로부터의 시스템으로서, Bob이 그가 이 동기화 동안에 수신하고자 하는 최대 바이트 수를 지시하는 수를 Alice에게 전송하고, Alice가 그녀의 제한으로 회신하는 추가적 제1 단계를 갖는다. 그 후 Alice는 다음 이벤트가 이 제한을 초과할 때 전송을 중단한다. Bob도 동일한 것을 행한다. 그러한 실시예에서, 이는 전송되는 바이트 수를 제한한다. 이는 수렴 시간까지의 시간을 증가시킬 수 있지만, 동기화 당 네트워크 트래픽의 양은 감소시킬 것이다.
예시적인 시스템 8: 예시적인 시스템 1로부터의 시스템으로서, 동기화 프로세스를 시작할 때 다음 단계들이 추가된다:
- Alice는 Bob에 의해 생성 및/또는 정의된 또는 Bob에 의해 생성 및/또는 정의된 이벤트들의 조상들인 이벤트들을 건너 뛰고, 그녀가 수신 및/또는 저장한 이벤트들의 세트 S를 식별한다.
- Alice는 S에서 각각의 이벤트를 생성 및/또는 정의한 멤버들을 식별하고, 그 멤버들의 ID 번호들의 목록을 Bob에게 전송한다. Alice는 또한 그녀가 이미 수신 및/또는 저장한 각각의 멤버들에 의해 생성 및/또는 정의된 다수의 이벤트를 전송한다.
- Bob은 다른 멤버들에 의해 생성 및/또는 정의된 얼마나 많은 이벤트를 그가 수신하였는지의 목록으로 회신한다.
- 그 후 Alice는 Bob에게 그가 아직 수신하지 않은 이벤트들만을 전송한다. 예를 들어 Alice가 Bob에게 그녀가 Carol에 의해 생성 및/또는 정의된 100개의 이벤트를 수신했음을 알리고, Bob이 Carol에 의해 생성 및/또는 정의된 95개의 이벤트를 수신했다고 회신하면, Alice는 Carol에 의해 생성 및/또는 정의된 가장 최근의 5개의 이벤트만 전송할 것이다.
예시적인 시스템 9: 예시적인 시스템 1로부터의 시스템으로서, 치터(cheater)를 식별 및/또는 핸들링하기 위한 추가적인 메커니즘을 갖는다. 각각의 이벤트는 2개의 해시를 포함하는데, 하나는 해당 멤버에 의해 생성 및/또는 정의된 마지막 이벤트로부터의 것이고("자기 해시")이고, 하나는 다른 멤버에 의해 생성 및/또는 정의된 마지막 이벤트로부터의 것("외부 해시")이다. 멤버가 동일한 자기 해시를 가진 2개의 상이한 이벤트를 생성 및/또는 정의하면, 해당 멤버는 "치터"이다. Alice가 동일한 자기 해시를 갖는 Dave에 의해 생성 및/또는 정의된 2개의 상이한 이벤트를 수신함으로써, 그가 치터라는 것을 발견하면, 그녀는 그가 치터라는 지시자를 저장하고 미래에 그와 동기화하는 것을 삼간다. 그녀가 그가 치터라는 것을 발견하지만, 여전히 그와 다시 동기화하고, 해당 사실을 기록 하는 새로운 이벤트를 생성 및/또는 정의한다면, Alice도 치터가 되고, Alice가 Dave와 추가로 동기화하는 것에 대해 알게 되는 다른 멤버들은 Alice와의 동기화를 중단한다. 일부 실시예들에서, 이는 단지 한 가지 방식으로 동기화에 영향을 미친다. 예를 들어, Alice가 식별자들의 목록과 각각의 멤버에 대해 그녀가 수신한 이벤트들의 수를 전송할 때, 그녀는 치터에 대한 ID 또는 카운트를 전송하지 않으므로, Bob은 어떤 대응 번호로도 회신하지 않을 것이다. 그 후, Alice는 Bob에게 그녀가 수신한 치터의 이벤트들로서 그녀가 Bob이 그러한 이벤트들을 수신했다는 지시를 수신하지 않은 이벤트들을 전송한다. 동기화가 끝난 후에, Bob 또한 Dave가 치터라고 결정할 수 있고(그가 아직 Dave를 치터로 식별되지 않는다면), Bob 또한 그 치터와의 동기화를 거절할 것이다.
예시적인 시스템 10: 예시적인 시스템 9에서의 시스템으로서, Alice가 그녀가 식별한 치터들의 그리고 그녀가 여전히 저장하고 있는 그들의 이벤트들의 목록을 Bob에게 전송함으로써 동기화 프로세스를 시작하고, Bob은 Alice가 식별한 치터들에 부가하여 그가 식별한 임의의 치터들로 회신하는 추가 구성을 갖는다. 그 후 그들은 정상적으로 계속되지만, 서로 동기화할 때 치터들에 대한 카운트들은 제공하지 않는다.
예시적인 시스템 11: 예시적인 시스템 1에서의 시스템으로서, 동기화 동안 수신되는 임의의 새로운 이벤트들 내부의 트랜잭션들에 기초하여 현재 상태(예컨대, 시스템의 멤버에 의해 정의된 데이터베이스 상태 변수에 의해 캡처된)를 반복적으로 업데이트하는 프로세스를 갖는다. 이는 또한 이벤트들의 시퀀스가 변경될 때마다, 이전 상태의 사본으로 돌아가서 새로운 순서로 이벤트들을 프로세싱하여 현재 상태를 재계산함으로써, 해당 상태(예컨대, 이벤트들의 순서)를 반복적으로 재구축하는 제2 프로세스를 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 각각의 컴퓨팅 디바이스는 상태의 2개의 버전(새로운 이벤트들 및 트랜잭션들이 수신됨에 따라 업데이트되는 하나와 컨센서스가 달성된 후에만 업데이트되는 하나)을 유지할 수 있다. 어떤 시점에(예컨대, 일정 기간 후, 주어진 수의 이벤트들이 정의 및/또는 수신된 후, 등), 새로운 이벤트들 및 트랜잭션들이 수신됨에 따라 업데이트되는 상태의 버전이 폐기될 수 있고, 컨센서스가 달성된 후에만 업데이트되는 상태의 새로운 사본이 새로운 이벤트들 및 트랜잭션들이 수신됨에 따라 업데이트되는 상태의 새로운 버전으로서 만들어질 수 있다. 이는 양쪽 상태들의 동기화를 보장할 수 있다.
일부 실시예들에서, 현재 상태는 트랜잭션들의 결과와 연관된 상태, 잔고, 조건 및/또는 등등이다. 유사하게 말해서, 상태는 트랜잭션들에 의해 수정된 데이터 구조 및/또는 변수들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 트랜잭션들이 은행 계좌들 사이의 자금 이체이면, 현재 상태는 계좌의 현재 잔고일 수 있다. 다른 예로서, 트랜잭션들이 멀티플레이어 게임과 연관되면, 현재 상태는 게임과 연관된 위치, 생존의 수, 획득된 아이템, 게임의 상태 및/또는 등등일 수 있다.
예시적인 시스템 12: 예시적인 시스템 11에서의 시스템으로서, 상태(예컨대, 은행 계좌 잔고, 게임 상태 등)를 유지하기 위해 "고속 복제(fast clone)" arrayList의 사용에 의해 더 빨라진다. 고속 복제 arrayList는 하나의 추가적인 특징을 갖는 어레이처럼 작용하는 데이터 구조이다: 이는 원본의 사본인 새로운 객체를 생성 및/또는 정의하는 것처럼 보이는 "복제" 연산을 지원한다. 복제본은 마치 실제 사본인 것처럼 작용하는데, 그 이유는 복제본에 대한 변경이 원본에 영향을 미치지 않기 때문이다. 그러나, 복제 연산은 실제 사본을 생성하는 것보다 빠른데, 그 이유는 복제본을 생성하는 것은 실제로는 하나의 arrayList의 전체 내용을 다른 것으로 복사 및/또는 업데이트하는 것을 수반하지 않기 때문이다. 원본 목록의 2개의 복제본 및/또는 사본을 갖는 대신, 해시 테이블과 원본 목록에 대한 포인터를 각각 갖는 2개의 작은 객체가 사용될 수 있다. 복제본에 대해 기입이 행해질 때, 해시 테이블는 어느 요소가 수정되었는지와 새로운 값을 기억한다. 위치에 대해 판독이 수행될 때, 해시 테이블가 먼저 체크되고, 해당 요소가 수정되면, 해시 테이블로부터의 새로운 값이 반환된다. 그렇지 않으면, 원본 arrayList로부터의 해당 요소가 반환된다. 이러한 방식으로, 2개의 "복제본"은 처음에는 원본 arrayList에 대한 포인터들일 뿐이다. 그러나 각각이 반복적으로 수정됨에 따라, 그것은 원본 목록과 그 자체 사이의 차이점들을 저장하는 큰 해시 테이블를 갖도록 성장한다. 복제본들 자체가 복제되어, 데이터 구조가 객체들의 트리로 확장되게 할 수 있고, 각각의 객체는 그 자신의 해시 테이블 및 그의 부모에 대한 포인터를 갖는다. 따라서 판독은 요청된 데이터를 갖는 정점(vertex)이 발견되거나 루트에 도달할 때까지 트리를 따라 걷기를 야기한다. 정점이 너무 커지거나 복잡해지면, 그것은 부모의 실제 사본으로 대체될 수 있고, 사본에 대해 해시 테이블에서의 변경들이 행해질 수 있고, 해시 테이블은 폐기된다. 또한, 복제본이 더 이상 필요하지 않으면, 가비지 수집 동안에 그것은 트리로부터 제거될 수 있고, 트리는 축소될 수 있다.
예시적인 시스템 13: 예시적인 시스템 11에서의 시스템으로서, 상태(예컨대, 은행 계좌 잔고, 게임 상태 등)를 유지하기 위해 "고속 복제" 해시 테이블의 사용에 의해 더 빨라진다. 이는 트리의 루트가 arrayList가 아니라 해시 테이블라는 점을 제외하고는 시스템 12와 동일하다.
예시적인 시스템 14: 예시적인 시스템 11에서의 시스템으로서, 상태(예컨대, 은행 계좌 잔고, 게임 상태 등)를 유지하기 위해 "고속 복제" 관계형 데이터베이스의 사용에 의해 더 빨라진다. 예를 들어, 예시적인 시스템 11에 관하여 논의된 바와 같이, 고속 복제 데이터베이스는 상태의 2개의 사본을 유지하는 데 사용될 수 있다. 이는 기존 관계형 데이터베이스 관리 시스템(RDBMS)을 둘러싼 래퍼로서 작용하는 객체이다. 각각의 명백한 "복제본"은 실제로는 데이터베이스를 포함하는 객체에 대한 포인터 및 ID 번호를 갖는 객체이다. 사용자의 코드가 데이터베이스에 대해 SQL(Structure Query Language) 쿼리를 수행하려고 시도할 때, 해당 쿼리는 먼저 수정된 다음 실제 데이터베이스로 전송된다. 각각의 테이블이 복제본 ID에 대해 하나의 추가적인 필드를 갖는 것을 제외하면, 실제 데이터베이스는 클라이언트 코드에서 볼 수 있는 데이터베이스와 동일하다. 예를 들어, 복제본 ID 1을 갖는 원본 데이터베이스가 존재하고, 그 후 데이터베이스의 2개의 복제본이 만들어지고, ID 2 및 ID 3(예컨대, 상태의 2개 사본을 유지하는 데 사용됨)을 갖는다고 가정하자. 각각의 테이블 내의 각각의 행은 복제본 ID 필드에 1, 2, 또는 3을 가질 것이다. 쿼리가 사용자 코드로부터 복제본 2 내로 올 때, 해당 필드에 2 또는 1이 있는 행들로부터만 쿼리가 판독되도록 쿼리가 수정된다. 유사하게, 3에 대한 판독은 3 또는 1 ID를 갖는 행들을 찾는다. SQL(Structured Query Language) 커맨드가 복제본 2로 진행하고 행을 삭제한다고 하고, 해당 행에 1이 있으면, 커맨드는 단지 1을 3으로 변경해야 하고, 이는 행을 더 이상 복제본 2 및 복제본 3에 의해 공유되지 않고 이제는 단지 3에만 가시적인 것으로 마킹한다. 동작 중인 여러 복제본들이 있으면, 행의 여러 사본들이 삽입될 수 있고, 각각은 상이한 복제본의 ID로 변경될 수 있고, 따라서 새로운 행들은 해당 행을 막 "삭제한" 복제본을 제외한 복제본들에 대해 가시적이다. 유사하게, 행이 복제본 2에 추가되면, 행은 2의 ID를 갖는 테이블에 추가된다. 행의 수정은 삭제 후 삽입과 동등하다. 이전처럼, 여러 클론들이 가비지 수집되면, 트리는 단순화될 수 있다. 해당 트리의 구조는 복제본들에게 액세스 가능하지 않고, 순전히 내부적으로 사용되는 추가적인 테이블에 저장될 것이다.
예시적인 시스템 15: 예시적인 시스템 11에서의 시스템으로서, 상태를 유지하기 위해 "고속 복제" 파일 시스템의 사용에 의해 더 빨라진다. 이는 파일 시스템을 둘러싼 래퍼로서 작용하는 객체이다. 파일 시스템은 파일 시스템의 상이한 버전들을 관리하기 위해 고속 복제 관계형 데이터베이스를 사용하여, 기존 파일 시스템의 위에 구축된다. 하부의 파일 시스템은 다수의 파일을 하나의 디렉토리에 또는 (디렉토리들을 작게 유지하기 위해) 파일 이름에 따라 분할하여 저장한다. 디렉토리 트리는 데이터베이스에 저장될 수 있고, 호스트 파일 시스템에 제공되지 않는다. 파일이나 디렉토리가 복제될 때, "복제본"은 ID 번호를 갖는 객체일 뿐이고, 데이터베이스는 이 복제본이 이제 존재함을 반영하도록 수정된다. 고속 복제 파일 시스템이 복제되면, 그것은 사용자에게 마치 기존 하드 드라이브의 사본으로 초기화된 새로운 하드 드라이브 전체가 생성 및/또는 정의된 것처럼 보인다. 하나의 사본에 대한 변경들은 다른 사본들에는 영향을 미치지 않는다. 실제로는, 각각의 파일 또는 디렉토리의 단 하나의 사본만 있고, 파일이 하나의 복제본을 통해 수정될 때 복사가 발생한다.
예시적인 시스템 16: 예시적인 시스템 15에서의 시스템으로서, 고속 복제 파일 시스템에서 파일의 각각의 N 바이트 부분에 대해 호스트 운영 체제 상에 별개의 파일이 생성 및/또는 정의된다. N은 예를 들어 4096 또는 1024와 같은 일부 적합한 크기일 수 있다. 이러한 방식으로, 큰 파일에서 하나의 바이트가 변경되면, 큰 파일의 하나의 청크만이 복사되고 수정된다. 이는 또한 단지 소수의 바이트들이 상이한 많은 파일들을 드라이브 상에 저장할 때 효율을 증가시킨다.
예시적인 시스템 17: 예시적인 시스템 11에서의 시스템으로서, 각각의 멤버는 그들이 생성 및/또는 정의하는 이벤트들의 일부 또는 전부에 해당 시점까지 발생한 이벤트들의 수와 함께 일부 이전 시간에서의 상태의 해시를 포함하여, 멤버가 이제 이벤트들의 순서에 대한 컨센서스가 존재함을 인식 및/또는 식별하는 것을 지시한다. 멤버가 주어진 상태에 대해 다수의 사용자로부터 그러한 해시를 포함하는 서명된 이벤트들을 수집한 후, 멤버는 그 후 해당 시점에서 컨센서스 상태에 대한 증명으로서 그것을 저장하고 해당 시점 이전의 이벤트들 및 트랜잭션들을 메모리로부터 삭제할 수 있다.
예시적인 시스템 18: 예시적인 시스템 1에서의 시스템으로서, 중앙값 또는 다수를 계산하는 연산들이 가중 중앙값 또는 가중 다수로 대체되고, 여기서 멤버들은 그들의 "지분"에 의해 가중된다. 지분은 해당 멤버의 투표가 얼마나 카운트하는지를 지시하는 수이다. 지분은 암호 화폐에서의 홀딩들이거나, 단지 멤버가 처음에 조인하도록 초대받을 할당된 다음, 멤버가 조인하도록 초대한 새로운 멤버들 사이에 분할된 임의의 수일 수 있다. 충분한 멤버들이 그들의 전체 지분이 존재하는 지분의 다수가 되도록 컨센서스 상태에 동의했을 때 오래된 이벤트들은 폐기될 수 있다. 전체 순서가 멤버들이 기여한 랭크들의 중앙값을 사용하여 계산되면, 결과는 멤버들의 절반은 더 높은 랭크를 갖고 절반은 더 낮은 랭크를 갖는 수이다. 다른 한편, 전체 순서가 가중 중앙값을 사용하여 계산되면, 결과는 전체 지분의 약 절반은 그보다 낮은 랭크들과 연관되고, 절반은 그보다 높은 수이다. 가중 투표와 중앙값들은 한 멤버가, 각각이 초대 멤버에 의해 제어되는 단순히 가명들일 수 있는 엄청난 수의 "삭 퍼핏(sock puppet)" 사용자들을 조인하도록 초대하는 Sybil 공격을 막는 데 유용할 수 있다. 초대 멤버에게 그들의 지분을 초대 받은 자들과 나누도록 강제하면, 삭 퍼핏들은 컨센서스 결과들을 제어하려고 시도하는 공격자들에게 유용하지 않을 것이다. 따라서, 일부 상황에서는 지분 증명(proof-of-stake)이 유용할 수 있다.
예시적인 시스템 19: 예시적인 시스템 1에서의 시스템으로서, 단일 분산 데이터베이스 대신에, 계층 구조의 다수의 데이터베이스가 존재한다. 예를 들어, 사용자들이 멤버들인 단일의 데이터베이스와, 그 후 각각이 멤버들의 서브세트를 갖는 여러 더 작은 데이터베이스들, 또는 "청크들"이 있을 수 있다. 청크에서 이벤트들이 발생할 때, 그것들은 해당 청크의 멤버들 사이에 동기화되고 해당 청크 외부의 멤버들 사이에는 동기화되지 않는다. 그 후, 때때로, 청크 내에서 컨센서스 순서가 결정된 후에, 결과 상태(또는 그들의 컨센서스 전체 순서를 갖는 이벤트)는 큰 데이터베이스의 전체 멤버십과 공유될 수 있다.
예시적인 시스템 20: 예시적인 시스템 11에서의 시스템으로서, 상태(예컨대, 시스템의 멤버에 의해 정의된 데이터베이스 상태 변수에 의해 캡처된)를 업데이트하기 위해 소프트웨어를 업데이트하는 이벤트를 갖는 능력을 갖는다. 예를 들어, 이벤트 X 및 Y는 그 이벤트들 내의 트랜잭션들을 판독하고, 그 후 상태를 적절하게 업데이트하는 소프트웨어 코드에 따라 상태를 수정하는 트랜잭션들을 포함할 수 있다. 그 후, 이벤트 Z는 새로운 버전의 소프트웨어가 이제 이용가능하다는 알림을 포함할 수 있다. 전체 순서가 이벤트들이 X, Z, Y 순서로 발생한다고 하면, X에서의 트랜잭션들은 오래된 소프트웨어로 프로세싱한 다음, Y에서의 트랜잭션들은 새로운 소프트웨어로 프로세싱함으로써 상태가 업데이트될 수 있다. 그러나 컨센서스 순서가 X, Y, Z라면, X와 Y 둘 다 오래된 소프트웨어로 업데이트될 수 있고, 이는 상이한 최종 상태를 제공할 수 있다. 따라서, 그러한 실시예들에서, 코드를 업그레이드하기 위한 알림은 이벤트 내에서 발생할 수 있어서, 커뮤니티(예컨대, 분산 데이터베이스 내의 멤버들)는 오래된 버전으로부터 새로운 버전으로 스위칭할 때에 대한 컨센서스를 달성할 수 있다. 이는 멤버들이 동기화된 상태들을 유지할 것임을 보장한다. 그것은 또한 프로세스를 재부팅하거나 다시 시작할 필요 없이 업그레이드 동안에도, 시스템이 계속 실행되는 것을 보장한다.
위에 설명된 시스템들은 최종적인 컨센서스를 갖는, 분산 컨센서스를 위한 효율적인 수렴 메커니즘을 생성 및/또는 달성할 것으로 예상된다. 다음에 제시된 바와 같이, 이에 관해 여러 정리들이 증명될 수 있다.
예시적인 정리 1: 이벤트 x가 부분 순서에서 이벤트 y에 선행하면, 주어진 시간에 다른 멤버들에 대한 주어진 멤버의 지식에서, 다른 멤버들 각각은 y 이전에 x의 지시를 수신할 것이거나, 또는 아직 y의 지시를 수신하지 않았을 것이다.
증명: 이벤트 x가 부분 순서에서 이벤트 y에 선행하면, x는 y의 조상이다. 멤버가 처음으로 y의 지시를 수신하면, 해당 멤버는 x 지시를 이전에 이미 수신했거나(그 경우 그것들은 y 이전에 x에 대해 들음), 또는 그것은 그 동기화가 x 및 y 둘 다를 해당 멤버에게 제공하는 경우일 것이다(그 경우 그것들은 해당 동기화 동안 y 이전에 x에 대해 들을 것인데, 그 이유는 단일 동기화 동안 수신된 이벤트들은 예시적인 시스템 5에 관하여 설명된 바와 같이 조상 관계들과 일치하는 순서로 수신되었을 것으로된 것으로 간주되기 때문이다). QED
예시적인 정리 2: 임의의 주어진 해시그래프에 대해, x가 부분 순서에서 y에 선행하면, x는 해당 해시그래프에 대해 계산된 전체 순서에서 y에 선행할 것이다.
증명: x가 부분 순서에서 y에 선행하면, 정리 1에 의해:
모든 i에 대해, rank(i,x) < rank(i,y)
여기서 rank(i,x)는 멤버 i에 의해 이벤트 x에 할당된 랭크이고, 이는 x가 멤버 i에 의해 수신된 제1 이벤트이면 1이고, 제2 이벤트이면 2이고, 등등이다. med(x)를 모든 i에 걸쳐 rank(i,x)의 중앙값이라고 하고, med(y)에 대해서도 유사하게 한다.
주어진 k에 대해, rank(i1,x)가 k 번째 가장 작은 x 랭크이고 rank(i2,y)가 k 번째 가장 작은 y 랭크가 되도록 i1과 i2를 선택한다. 그러면:
rank(i1,x) < rank(i2,y)
이는 rank(i2,y)가 y 랭크들의 k보다 크거나 같고, 그 각각이 대응하는 x 랭크보다 절대적으로 크기 때문이다. 따라서, rank(i2,y)는 x 랭크들 중 적어도 k보다 절대적으로 크므로 k 번째 가장 작은 x 랭크보다 절대적으로 크다. 이 논거는 임의의 k에 대해 성립한다.
n을 멤버들의 수(i 값들의 수임)라고 하자. 그러면 n은 홀수 또는 짝수여야 한다. n이 홀수이면, k=(n+1)/2로 하고, k 번째 가장 작은 랭크는 중앙값일 것이다. 따라서, med(x) < med(y)이다. n이 짝수이면, k=n/2일 때, k 번째 가장 작은 x 랭크는 k 번째 가장 작은 y 랭크보다 절대적으로 작을 것이고, 또한 (k+1) 번째 가장 작은 x 랭크는 (k+1) 번째 가장 작은 y 랭크보다 절대적으로 작을 것이다. 따라서 2개의 x 랭크의 평균은 2개의 y 랭크의 평균보다 작을 것이다. 따라서, med(x) < med(y)이다. 따라서 양쪽 경우에서, x 랭크들의 중앙값은 y 랭크들의 중앙값보다 절대적으로 작다. 따라서 전체 순서가 중앙값 랭크에 의해 액션들을 정렬하여 정의되면, x는 전체 순서에서 y에 선행할 것이다. QED
예시적인 정리 3: "가십 기간(gossip period)"이 기존 이벤트들이 모든 멤버들에 동기화하는 것을 통해 전파되는 시간의 양이면:
1 가십 기간 이후: 모든 멤버들이 이벤트들을 수신했다
2 가십 기간 이후: 모든 멤버들이 그 이벤트들의 순서에 동의한다
3 가십 기간 이후: 모든 멤버들이 합의에 도달하였음을 안다
4 가십 기간 이후: 모든 멤버들이 모든 다른 멤버들로부터 디지털 서명을 획득하여, 이 컨센서스 순서를 지지한다.
증명: 주어진 시간 T0에 의해 생성 및/또는 정의된 이벤트들의 세트를 S0이라고 하자. 모든 멤버가 결국 모든 다른 멤버와 종종 무한히 동기화될 것이면, 확률 1로 결국, 모든 멤버가 모든 이벤트들을 인식하도록, S0 내의 이벤트들이 모든 멤버에게 확산된 시간 T1이 있을 것이다. 이는 제1 가십 기간의 끝이다. S1을 시간 T1에 존재하고 T0에는 아직 존재하지 않은 이벤트들의 세트라고 하자. 그러면 확률 1로 결국 모든 멤버가 시간 T1에 존재한 것들인 세트 S1 내의 모든 이벤트를 수신한 시간 T2가 있을 것이다. 이는 제2 가십 기간의 끝이다. 유사하게, T3은 T1 이전에는 아니지만 T2에는 존재하는 것들인 S2의 모든 이벤트들이 모든 멤버들에 확산된 때이다. 각각의 가십 기간은 결국 확률 1로 끝난다는 점에 유의한다. 평균적으로, n명의 멤버가 있는 경우, 각각은 log2(n) 동기화를 수행하는 데 필요한 만큼 지속될 것이다.
시간 T1까지는, 모든 멤버가 S0 내의 모든 이벤트를 수신할 것이다.
시간 T2까지는, 주어진 멤버인 Alice가 S0 내의 모든 이벤트를 수신하는 다른 멤버들 각각의 레코드를 수신할 것이다. 따라서 Alice는 모든 멤버에 대한 S0 내의 모든 액션에 대한 랭크(이는 해당 멤버가 해당 액션을 수신한 순서임)를 계산하고, 그 후 랭크들의 중앙값에 의해 이벤트들을 정렬할 수 있다. S0 내의 이벤트들에 대해, 결과적인 전체 순서는 변경되지 않는다. 그 이유는 결과적인 순서는 각각의 멤버가 그 이벤트들 각각의 지시를 먼저 수신한 순서의 함수이고, 이는 변경되지 않기 때문이다. Alice의 계산된 순서에는 S0 이벤트들 사이에 산재된 S1의 일부 이벤트들이 있을 것이라는 것이 가능하다. 그 S1 이벤트들은 S0 이벤트들의 시퀀스 내에서 그들이 속하는 곳을 여전히 변경할 수 있다. 그러나 S0 내의 이벤트들의 상대적 순서는 변경되지 않을 것이다.
시간 T3까지는, Alice가 S0과 S1의 합집합에 대한 전체 순서를 알게 될 것이고, 그 합집합에서의 이벤트들의 상대적 순서는 변경되지 않을 것이다. 또한, 그녀는 이 시퀀스 내에서 S1로부터 가장 이른 이벤트를 찾을 수 있고, S0의 외부의 새로운 이벤트들을 삽입에 의해서조차, S1 이전의 이벤트들의 시퀀스가 변경되지 않을 것이라고 결론을 내릴 수 있다. 따라서, 시간 T3까지는, Alice는 제1 S1 이벤트 이전의 이력에서의 이벤트들의 순서에 대해 컨센서스가 달성되었다고 결정할 수 있다. 그녀는 이러한 이벤트들이 이 순서대로 발생한 결과로 생기는 상태의 해시(예컨대, Alice에 의해 정의된 데이터베이스 상태 변수에 의해 캡처된)에 디지털 서명하고, 그 서명을 그녀가 생성 및/또는 정의하는 다음 이벤트의 일부로서 송출할 수 있다.
시간 T4까지는, Alice가 다른 멤버들로부터 유사한 서명들을 수신할 것이다. 그 시점에서 그녀는 단순히 그 서명들의 목록을 그것들이 증명하는 상태와 함께 유지할 수 있고, 그녀는 제1 S1 이벤트 이전에 그녀가 저장한 이벤트들을 폐기할 수 있다. QED
본 명세서에 설명된 시스템들은 컨센서스를 신속하고 안전하게 달성하는 분산 데이터베이스를 설명한다. 이는 많은 응용들에 대해 유용한 빌딩 블록이 될 수 있다. 예를 들어, 트랜잭션들이 하나의 암호 화폐 지갑에서 다른 암호 화폐 지갑으로의 암호 화폐의 전송을 설명한다면, 그리고 상태가 단순히 각각의 지갑 내의 현재 금액에 대한 진술이라면, 이 시스템은 기존 시스템들에서의 고가의 작업 증명(proof-of-work)을 피하는 암호 화폐 시스템을 구성할 것이다. 자동 규칙 시행은 이것이 현재 암호 화폐들에서 일반적이지 않은 특징들을 추가할 수 있게 한다. 예를 들어, 지갑이 특정 시간 기간 동안 암호 화폐를 전송하지도 수신하지도 않으면, 해당 지갑이 삭제되고, 그의 가치를 다른 기존 지갑들에 그들이 현재 포함하고 있는 양에 비례하여 분배되는 규칙을 시행함으로써, 손실 코인들이 회수되어, 통화 수축을 피할 수 있다. 그러한 방식으로, 지갑에 대한 개인 키가 손실되더라도 자금 공급은 증가하거나 수축되지 않을 것이다.
다른 예는 분산 게임으로서, 이는 서버에서 플레이되는 MMO(Massively Multiplayer Online) 게임처럼 작용하지만, 그럼에도 중앙 서버를 사용하지 않고 그것을 달성한다. 컨센서스는 제어되는 임의의 중앙 서버 없이 달성될 수 있다.
다른 예는 그러한 데이터베이스의 위에 구축되는 소셜 미디어를 위한 시스템이다. 트랜잭션들이 디지털 서명되고, 멤버들이 다른 멤버들에 관한 정보를 수신하기 때문에, 이는 현재 시스템들에 비해 보안성 및 편의의 이점들을 제공한다. 예를 들어, 강력한 스팸 방지 정책들을 갖는 이메일 시스템이 구현될 수 있는데, 그 이유는 이메일들이 반환 어드레스들을 위조할 수 없을 것이기 때문이다. 그러한 시스템은 이메일, 트윗, 텍스트, 포럼, 위키, 및/또는 다른 소셜 미디어에 의해 현재 행해지는 기능들을 단일의 분산 데이터베이스에 결합하여, 통합된 소셜 시스템이 될 수도 있다.
다른 예는 경찰, 화재, 의료, 군사, 주방위군, 및/또는 FEMA(Federal Emergency Management Agency)와 같은 다양한 기관들을 조정하기 위해 재난 응답에서 사용되는 통신 시스템이다. 분산 데이터베이스는 각각의 기관의 멤버들에게 상황에 대한 공통 뷰를 제공하는 데 사용될 수 있고, 각각의 기관은 정보를 제공하고, 다른 기관들로부터의 정보에 액세스할 수 있다. 그것은 다양한 멤버들은 동일한 정보에 액세스할 수 있고, 사고 또는 공격자가 네트워크가 의도된 대로 동작하는 것을 막는 것이 어렵다는 것을 보장할 것이다. 중앙 서버 상의 단일 데이터베이스는, 예를 들어, 내부자, 또는 멀웨어로 감염된 단일 컴퓨터에 의해 손상될 수 있다. 중앙 서버 상의 그러한 단일 데이터베이스는 또한 DDoS(Distributed Denial of Service) 공격에 의해 오프라인으로 강제될 수도 있고, 여기서 그것은 손상된 컴퓨터들로부터(예컨대, 전세계로부터) 오는 인터넷 패킷들로 플러딩된다. 다른 예로서, 통신 와이어 또는 위성 스테이션이 재난 동안 손상되기 때문에 중앙 서버 상의 그러한 단일 데이터베이스는 또한 오프라인으로 될 수 있다. 그러나, 분산 데이터베이스는 그러한 문제에 대해 회복력이 있을 수 있다. 또한, 분산 데이터베이스가 분산 코드를 실행하여, 규칙들을 시행하면, 멤버들은 어떤 단일의 손상된 멤버도 추가 데이터로 시스템을 플러딩하여 시스템을 압도하고 시스템을 내부로부터 셧다운할 수 없도록 협력하여 보장할 수 있다. 이 예시적인 사용 사례는 비상 대응 기관들이 그러한 비효율적인 시스템에 필요한 강력한 컴퓨터들을 운용할 가능성이 없기 때문에, 작업 증명에 기초하여 블록체인을 사용하여 구현하기 어려울 것이다. 그러한 사용 사례는 또한 Paxos 또는 라운드-로빈 블로체인과 같은 리더들에 기초한 컨센서스 시스템을 사용하여 구현되는 경우에는 회복력이 없을 것인데, 그 이유는 한번에 단일 컴퓨터에 대한 DDoS가 현재 리더를 연속적으로 셧 다운하고, 커뮤니티가 새로운 리더로 스위칭할 때 새로운 컴퓨터를 공격하는 것으로 스위칭할 수 있기 때문이다. 따라서, 블록체인 및 리드-기반 컨센서스 시스템에 대한 문제들을 해결하기 위해, 본 명세서에 설명된 분산 데이터베이스 시스템과 같은 분산 컨센서스 시스템을 사용하여 회복력 있는 분산 데이터베이스가 구현될 수 있다.
유사하게, 본 명세서에 설명된 분산 데이터베이스 시스템들은 군사 작전에 대한 정보의 공유된 뷰들 및 회복력 있는 통신을 구현하기 위해 사용될 수 있다. 또 다른 예에서, 본 명세서에 설명된 분산 데이터베이스 시스템들은 사물 인터넷 객체들을 제어하는 데 사용되는 분산 데이터베이스, 또는 SCADA(supervisory control and data acquisition) 인프라스트럭처, 또는 "스마트 도시" 내의 센서들 및 제어들을 구현하기 위해 사용될 수 있다. 그러한 시스템들은 위에 설명된 재난 관리 예시 구현과 유사한 특징들 및/또는 요건들을 포함할 수 있다.
다른 응용은 그룹 전체가 계약서 또는 문서에 서명하도록 협력하는 그룹 디지털 서명과 같은 더 복잡한 암호 함수들을 포함할 수 있다. 이러한, 그리고, 다른 다자간 계산의 형태들은 그러한 분산 컨센서스 시스템을 사용하여 유용하게 구현될 수 있다.
다른 예는 공용 장부 시스템(public ledger system)이다. 누구든지 시스템에 어떤 정보를 저장하기 위해 지불할 수 있으며, 시스템에 정보를 저장하기 위해 연간 바이트 당 소량의 암호 화폐(또는 실제 화폐)를 지불한다. 그 후 이러한 자금들은 해당 데이터를 저장하는 멤버들에게, 그리고 컨센서스를 달성하기 위해 작업하도록 반복적으로 동기화하는 멤버들에게 자동으로 분배될 수 있다. 그것은 멤버들에게 그들이 동기화할 때마다 소량의 암호 화폐를 자동으로 전송할 수 있다.
다른 예는 트래픽 분석에 저항하는 보안 메시징 시스템이다. 이 예에서, 분산 데이터베이스는 멤버들 사이의 암호화된 메시지들을 포함 및/또는 저장할 수 있다. 각각의 멤버는 모든 메시지에 액세스할 수 있지만, 메시지들은 암호화되어 의도된 수신자들만이 그것들을 해독할 수 있다. 커뮤니티는 멤버가 메시지를 전송하는 때를 알 것이지만, 누구에게 메시지가 전송되었는지는 알지 못할 것이다. 각각의 멤버는 모든 메시지를 해독하려고 시도하고, 해독된 메시지가 유효하고 정확한 체크섬을 갖는다는 사실에 의해 그들에게 전송된 것들을 인식할 수 있다.
대안적으로, 그러한 시스템에서의 계산 요건들은, 예를 들어, 다음 방식으로 감소될 수 있다. 멤버들의 각각의 쌍은 초기에 2개의 공유 비밀 키(쌍 내의 각각의 멤버에 대해 하나씩)를 협상할 수 있고, 그들은 그것을 2개의 상이한 암호 보안 난수 생성기(CSPRNG들)(쌍 내의 각각의 멤버에 대해 하나씩)을 시드하기 위해 사용한다. Alice가 Bob와 그러한 키를 생성하면, 그녀가 Bob에 대해 의도된 데이터베이스에 메시지를 추가할 때마다 그녀는 그녀의 CSPRNG를 사용하여 새로운 의사 난수를 생성하고, 그녀는 해당 수를 암호화된 메시지에 첨부한다. 그 후 Bob은 데이터베이스 내의 각각의 메시지에 첨부된 수를 신속하게 체크하여, 그러한 수들 중 임의의 것이 그에 대해 의도된 메시지들을 지시하는지를 확인할 수 있다. Bob은 공유 키를 알고 있기 때문에, 따라서 그는 Alice가 생성할 수들의 시퀀스를 알고, 따라서 그는 Alice로부터 그에게 어드레싱된 메시지들을 찾아 메시지들을 스캔할 때 어떤 수들을 찾아야 할지를 안다. 그가 그러한 수들이 첨부된 메시지들을 발견할 때, 그는 그것들이 Alice로부터 그에게 온 메시지들인 것을 알고, 그는 그것들을 해독할 수 있다. 예컨대 Carol로부터 Dave로의 관련되지 않은 메시지들에는 상이한 수들이 첨부되었을 것이고, Bob은 이들을 해독하지 않고도 이들을 폐기할 것이다. 일부 인스턴스화들에서, Alice 및 Bob은 그들의 공유 키들을 주기적으로 재협상하고, 그들의 오래된 키들을 소거할 수 있다. 이는 순방향 보안성(forward security)을 제공하며, 따라서 미래에는, 그들의 키들이 결국 손상되더라도, Alice와 Bob 사이에 전송된 메시지들을 제3자가 식별하는 것이 어려울 것이다.
이 예들은 분산 컨센서스 데이터베이스가 많은 응용들의 컴포넌트로서 유용함을 보여준다. 데이터베이스는 고가의 작업 증명을 사용하지 않고, 대신에 더 저렴한 지분 증명을 사용할 수 있기 때문에, 데이터베이스는 더 작은 컴퓨터 또는 심지어 모바일 및 내장 디바이스들에서 전체 노드가 운용되는 식으로 운용될 수 있다.
2개의 이전 이벤트의 해시(하나는 자기 해시 그리고 하나는 외부 해시)를 포함하는 이벤트로서 위에 설명되었지만, 다른 실시예들에서, 한 멤버가 2명의 다른 멤버와 동기화하여 3개의 이전 이벤트의 해시들(하나는 자기 해시 그리고 2개는 외부 해시)을 포함하는 이벤트를 생성 및/또는 정의할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 임의의 수의 멤버로부터의 이전 이벤트들의 임의의 수의 이벤트 해시가 이벤트 내에 포함될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상이한 이벤트들은 상이한 수의 이전 이벤트들의 해시들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 이벤트는 2개의 이벤트 해시를 포함될 수 있고 제2 이벤트는 3개의 이벤트 해시를 포함될 수 있다.
이벤트들이 이전 이벤트들의 해시들(또는 암호 해시 값)을 포함하는 것으로 위에 설명되었지만, 다른 실시예들에서, 이벤트는 포인터, 식별자 및/또는 이전 이벤트에 대한 임의의 다른 적합한 참조를 포함하도록 생성 및/또는 정의될 수 있다. 예를 들어, 이전 이벤트와 연관되고 그를 식별하는 데 사용되는 일련 번호를 포함하도록 이벤트가 생성 및/또는 정의될 수 있고, 따라서 이벤트들을 링크할 수 있다. 일부 실시예들에서, 그러한 일련 번호는, 예를 들어, 이벤트를 생성 및/또는 정의한 멤버와 연관된 식별자(예컨대, 매체 액세스 제어(MAC) 어드레스, 인터넷 프로토콜(IP) 어드레스, 할당된 어드레스, 및/또는 등등) 및 해당 멤버에 의해 정의된 이벤트의 순서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 10의 식별자를 갖는 그리고 이벤트가 해당 멤버에 의해 생성 및/또는 정의된 15 번째 이벤트인 멤버는 해당 이벤트에 1015의 식별자를 할당할 수 있다. 다른 실시예들에서, 임의의 다른 적합한 포맷이 이벤트들에 대한 식별자를 할당하는 데 사용될 수 있다.
다른 실시예들에서, 이벤트들은 전체 암호 해시들을 포함할 수 있지만, 동기화 동안 그 해시들 중 일부들만 전송된다. 예를 들어, Alice가 Bob에게 해시 H를 포함하는 이벤트를 전송하고 J가 H의 처음 3 바이트이고, Alice가 그녀가 저장한 이벤트들 및 해시들 중, H가 J로 시작하는 유일한 해시라고 결정하면, 그녀는 동기화 동안 H 대신 J를 전송할 수 있다. 그 후, Bob이 J로 시작하는 다른 해시를 가지고 있다고 결정하면, 그는 Alice에게 회신하여 전체 H를 요청할 수 있다. 그러한 방식으로, 해시들이 송신 동안에 압축될 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른, 분산 데이터베이스의 초기 상태의 표현이다. 일부 구현들에서, 분산 데이터베이스는 창립 멤버들, 이 예에서 Alice, Bob, Carol, Dave, 및 Ed에 의해 초기화될 수 있다. 각각의 멤버는 멤버 키들의 쌍(1305)을 정의한다. 멤버 키들의 각각의 쌍은 멤버와 연관된 고유 개인 키 및 고유 공개 키를 포함할 수 있다. 예를 들어, 열(1305)에 도시된 바와 같이 Alice는 A_Private_Key 및 A_Public_Key를 갖고, 한편 Bob은 B_Private_Key 및 B_Public_Key를 갖고 그렇게 Carol, Dave, 및 Ed에 대해 등등이다. 각각의 공개 및 개인 키 쌍은 2개의 고유하게 관련된 암호 키들(예컨대, 큰 수들)을 포함한다. 아래는 공개 키의 예이다:
3048 0241 00C9 18FA CF8D EB2D EFD5 FD37 89B9 E069 EA97 FC20 5E35 F577 EE31 C4FB C6E4 4811 7D86 BC8F BAFA 362F 922B F01B 2F40 C744 2654 C0DD 2881 D673 CA2B 4003 C266 E2CD CB02 0301 0001
공개 키는, 예를 들어, 공개적으로 액세스 가능한 리포지토리 또는 디렉토리를 통해 분산 데이터베이스에서 다른 멤버들에게 이용가능하게 된다. 그러나, 개인 키는 그의 각각의 소유자에게 기밀로 유지된다. 키 쌍은 수학적으로 관련되기 때문에, 공개 키로 암호화된 메시지들은 그의 개인 키 대응물에 의해서만 해독될 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다. 예를 들어, Bob이 Alice에게 메시지를 전송하기를 원하고, Alice만이 메시지를 판독할 수 있는 것을 보장하기를 원한다면, 그는 Alice의 공개 키로 메시지를 암호화할 수 있다. Alice만이 그녀의 개인 키에 액세스할 수 있고 그 결과 암호화된 데이터를 다시 그의 원래 형태로 해독하는 능력을 갖는 유일한 멤버이다. Alice만이 그녀의 개인 키에 액세스할 수 있으므로, Alice만이 암호화된 메시지를 해독할 수 있는 것이 가능하다. 그 밖의 누군가가 암호화된 메시지에 액세스한다 하더라도, 그것은 기밀로 유지될 것인데 그 이유는 그들은 Alice의 개인 키에 액세스하지는 못했을 것이기 때문이다.
일부 구현들에서, 열(1305)에서의 쌍들은 분산 데이터베이스 고유 식별자(D2ID)(1309)를 계산하기 위한 파라미터들로서 사용된다. D2ID(1309)는 일반적으로, 공개 키들 및 창립 멤버들 각각에 의해 제공되는 파라미터들의 무작위성이 주어진다면 복제하기가 어렵고, 따라서 유리하게는 분산 데이터베이스에 높은 보안 레벨들을 제공한다는 것이 인정된다. 추가적으로, 무작위성을 증가시키기 위해, 각각의 멤버에 대한 각각의 키 쌍은 해당 멤버가 참여하는 각각의 분산 데이터베이스에 대해 상이할 수 있다. 또한, 그러한 키 쌍들은 각각의 멤버에 의해 랜덤하게 생성될 수 있다. 따라서, 동일한 멤버들이 제2 데이터베이스를 정의하더라도, 제2 분산 데이터베이스의 D2ID는 제1 분산 데이터베이스의 D2ID와 상이할 것이다.
또한, 일부 경우들에서, 데이터베이스에 대한 D2ID를 계산할 때, 상이한 논스(nonce)(예컨대, 랜덤하게 생성된 식별자)가 각각의 멤버 공개 키와 쌍을 이룰 수 있다. 논스는 각각의 멤버에 의해 및/또는 그에 대해 랜덤하게 생성될 수 있다. 이는 동일한 멤버들이 동일한 공개 키들을 갖는 제2 데이터베이스를 정의하더라도, 논스들이 상이할 것이고 따라서 제2 분산 데이터베이스의 D2ID가 상이할 것임을 보장함으로써 보안성을 향상시킬 수 있다.
일부 구현들에서, 멤버십들(1303)은 분산 데이터베이스의 상태들과 연관된 다수의 멤버십 목록이 기록되는 데이터 구조 또는 다른 논리적으로 및/또는 물리적으로 구현된 컨테이너로서 구현될 수 있다. 일부 경우들에서, 멤버십들(1303)은 분산 데이터베이스의 현재 상태와 연관된 멤버들의 속성들을 포함하는 현재 멤버십 목록(CML)(1301)을 포함한다. CML(1301)은 분산 데이터베이스에 의해 실행되는 연산들에 따라 변경되도록, 예를 들어, 도 14를 참조하여 논의된 바와 같이, 데이터베이스로부터 멤버들을 추가하거나 제거하도록 구성된다. 분산 데이터베이스의 초기 상태에서, CML(1301)은 분산 데이터베이스의 창립 멤버들의 속성들, 예를 들어, 멤버십 키 쌍들(1305), 및 그러한 창립 멤버들과 연관된 다른 적합한 속성들을 포함한다.
일부 경우들에서, CML 멤버들 및 그들의 연관된 속성들은 시간에 따라, 예를 들어, 분산 데이터베이스에 대한 멤버들의 추가 및/또는 제거 시에 변경된다. 따라서, 제1 시간 기간 동안 CML 멤버들의 제1 세트가 분산 데이터베이스를 구현할 수 있고, 제2 시간 기간 동안 CML 멤버들의 제2 세트가 분산 데이터베이스를 구현할 수 있다. 그러한 경우에, CML(1301)을 업데이트하기 전에, CML(1301)의 사본이 이전 멤버십 목록들(PML)(1307)에 저장되고, 그 후 CML(1301)이 업데이트된다. PML(1307)은 데이터 구조 또는 다른 논리적으로 및/또는 물리적으로 구현된 컨테이너로서 구현될 수 있다. PML(1307)은 분산 데이터베이스의 이전 상태들과 연관된 멤버들의 속성들을 포함하도록 구성된다.
각각의 창립 멤버에 대해, 그리고 결국 분산 데이터베이스에 추가된 비-창립 멤버들에 대해 디지털 서명이 생성된다. 각각의 멤버는 그들의 개인 키를 사용하여 D2ID에 디지털 서명한다. 예를 들어, Alice의 디지털 서명은 Sign(A_Private_Key, D2ID)의 결과이고 여기서 A_Private_Key는 Alice의 개인 키이고 D2ID는 분산 데이터베이스의 이름 또는 고유 식별자이다. 다른 경우들에서, Alice는 Alice의 고유 식별자 및 그녀의 서명을 갖는 쌍, 예컨대,(A_ID, Sign(A_ID, A_Private_Key, D2ID))를 생성하고 여기서 식별자 A_ID는 그녀의 공개 키, 이름, 디지털 인증서, 또는 다른 적합한 식별자일 수 있다.
일부 구현들에서, 디지털 서명들은 멤버들 사이에서 서명된 메시지들을 전송하는 데 사용된다. 따라서, 서명된 메시지는 함수 Sign(K, M)의 결과를 포함할 수 있고, 여기서 K는 개인 키, 예를 들어, Alice와 연관된 "A_Private_Key" 이고, M은 메시지(MSG)이다. 일부 경우들에서, 메시지 "MSG"는 해싱되고 연쇄된 데이터의 함수, 예를 들어, MSG=hash(x,y,z)일 수 있고, 여기서 x, y, 및 z는 분산 데이터베이스의 멤버들 사이에 교환되는 임의의 유형의 데이터(예컨대, 이벤트들, 분산 데이터베이스 상태들, 연산들 등)일 수 있다. 따라서 멤버들은 K=A_Private_Key일 때, 메시지 MSG가, 예를 들어, Alice에 의해 서명된다는 것을 지시하는 형태 (MSG, Sign(K, MSG)의 서명된 메시지들을 전송할 수 있다.
일부 경우들에서, 멤버십들(1303) 및 분산 데이터베이스 데이터(1308)는 2개의 논리적으로 독립적인 엔티티들 또는 데이터 구조들(예컨대, 상이한 데이터베이스들, 상이한 논리적으로 분리된 데이터베이스 부분들(예컨대, 테이블들), 단일 데이터베이스 내의 상이한 데이터 구조들 등)이다. 예를 들어, 멤버십들(1303)은 D2ID(1309)와 연관된 현재 및 이전 멤버들을 포함하고, 한편 분산 데이터베이스 데이터(1308)는 임의의 생성된 및/또는 수신된 이벤트 및 그러한 이벤트에 포함된 트랜잭션들 또는 연산들을 포함하는 분산 데이터베이스의 현재 상태(1311)와 연관된 데이터를 포함한다. 다른 경우들에서, 멤버십들(1303) 및 분산 데이터베이스 데이터(1308)는 단일의 논리적 엔티티 또는 데이터 구조의 일부일 수 있다.
도 13에 도시되지 않은 분산 데이터베이스 상태와 연관된 다른 데이터 구조들은, 예를 들어, 업데이트들, 새로운 멤버들의 추가, 멤버들의 제거, 및 시간에 따라 분산 데이터베이스에 대해 수행되는 연산들 및/또는 다른 적합한 데이터 구조들과 같은 분산 데이터베이스에 대해 수행되는 연산들 및/또는 그 결과들에 기초하여 생성되는 식별자들을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 그러한 연산들은 분산 데이터베이스의 멤버들 및/또는 상태들의 이력을 제공할 수 있다. 예를 들어, ADD 연산은 분산 데이터베이스에 새로운 멤버들을 추가하기 위해 사용될 수 있다. 이는 분산 데이터베이스에 조인하는 새로운 멤버들에 대한 식별자들(예컨대, 개인 키들, 공개 키들, 및/또는 디지털 서명들)의 목록을 생성할 수 있다. 다른 예로서, REMOVE 연산은 분산 데이터베이스로부터 하나 이상의 현재 멤버를 제거할 수 있다. 이는 분산 데이터베이스로부터 제거되는 멤버들과 연관된 식별자들(예컨대, 개인 키들, 공개 키들, 및/또는 디지털 서명들)의 세트를 무효화하거나 제거할 수 있다.
위에 논의된 바와 같이, 분산 데이터베이스의 상태는 컨센서스가 달성된 후에 정의될 수 있다. 예를 들어, 라운드 R에서 유명한 목격자들 모두가 식별되고/되거나 알려지면, R의 수신된 라운드를 갖는 이벤트들의 세트 S(R)를 계산하고, 그들의 컨센서스 순서 및 그들의 컨센서스 타임스탬프들을 계산하는 것이 가능하다. 그 후 상태 STATE(R)가 계산될 수 있는데, 이는 R 또는 이전의 수신된 라운드를 갖는 이벤트들에서의 트랜잭션들의 결과로 생기는 데이터베이스 상태이다. 그 시점에서, S(R) 내의 이벤트들에 대한 컨센서스 순서는 알려져 있고 변경되지 않을 것이다. 따라서, 시간 T1에서 분산 데이터베이스 상태(1311)의 초기 상태는 T1 이후 및 T2 이전에 STATE(R))="STATE1"일 수 있다. 일부 경우들에서, 이 상태는 본 명세서에서 더 상세히 논의되는 바와 같이 서명된 해시 값일 수 있다.
각각의 데이터베이스 연산은 분산 데이터베이스를 구현하는 컴퓨팅 디바이스에서 생성된 주어진 이벤트에서 트랜잭션에 의해 개시될 수 있다. 분산 데이터베이스 연산들은 수신된 라운드 번호 R과 연관된다. 예를 들어, 수신된 라운드 R=3을 갖는 이벤트에서의 트랜잭션이 데이터베이스 연산(예컨대, ADD, REMOVE, 또는 UPDATE)을 개시하면, 그러한 데이터베이스 연산은 이벤트의 수신된 라운드 R=3과 연관된다. 일부 구현들에서, 수신된 라운드=3을 갖는 이벤트에서의 트랜잭션에서 UPDATE 연산이 제출될 때, 새로운 분산 데이터베이스 구성이 생성된다. 일부 경우들에서, 새로운 분산 데이터베이스 구성은 수신된 라운드 R=3 동안 개시된 ADD 연산들에 기초하여 분산 데이터베이스에 멤버들을 포함시키고 수신된 라운드 R=3 동안 개시된 REMOVE 연산들에 기초하여 분산 데이터베이스로부터 멤버들을 제외시킨다. 그러한 예에서, 수신된 라운드 R=3은 수신된 라운드 번호 임계치라고 지칭될 수 있다. 그러한 경우에, R=3보다 작거나 그와 같은 수신된 라운드 번호를 갖는 이벤트들에서의 컨센서스 프로세스들 및 트랜잭션들은 더 오래된 또는 이전의 분산 데이터베이스 구성들 또는 상태들에 따라 실행된다. 또한, R=3보다 큰 수신된 라운드들을 갖는 이벤트들에서의 컨센서스 프로세스들 및 트랜잭션들은 새로운 분산 데이터베이스 구성으로 실행된다. 예를 들어, (위에 설명된 바와 같은) "강력하게 보는"의 개념은 특정 조건들이 모집단의 2/3보다 많은 것에 의해 충족되는지를 결정하는 것의 결과일 수 있다. 따라서, 주어진 수신된 라운드에서 얼마나 많은 멤버들이 전체 모집단에 있는지를 카운트하는 것이 필요하다. 예를 들어, 분산 데이터베이스에 새로운 멤버 John을 추가하도록 구성된 ADD 연산이 수신된 라운드 R=3에서 분산 데이터베이스에 의해 수신된다면, 생성된 라운드 R=3 또는 그 이전에서 강력하게 보는 그리고 유명한 목격자들에 관한 결정을 위해, 모집단의 크기를 결정할 때 분산 데이터베이스에 의해 John이 고려되지 않을 것이다. 그러한 경우에, 이전 멤버십 목록(즉, 더 오래된 또는 이전의 분산 데이터베이스 구성의 데이터베이스 구성에서의 멤버십 목록)은 생성된 라운드 R=3 및 이전 컨센서스 관련 투표들 및 수렴에서의 목격자들의 라운드 번호들을 계산하는 데 사용된다. 새로운 멤버십 목록은 생성된 라운드 R=3 목격자들 이후의 이벤트들에 대한, 그리고 관련 투표들 및 수렴에 대한, 생성된 라운드 번호들을 계산하는 데 사용된다. 상기 예시적인 John은 모집단의 크기를 결정할 때 분산 데이터베이스에 의해 고려되지 않을 것이지만, 수신된 라운드 R=3 이전에 그의 이벤트들이 사용될 수 있다. 예를 들어, John의 이벤트들은 이벤트와 해당 이벤트가 보는 조상 이벤트 사이의 경로의 일부일 수 있다. 따라서, John 및 John의 이벤트 자체는 후손 이벤트가 (위에 설명된) "강력하게 보는" 임계치에 도달하는 데 사용될 수 없지만, 후손 이벤트는 여전히 "강력하게 보는" 임계치에 도달하기 위해 John의 이벤트들을 통한 경로에 기초하여 그것이 볼 수 있는 이벤트들을 사용할 수 있다.
위에 논의된 바와 같이, 생성된 라운드 R=3에서 유명한 목격자들의 완전한 목록이 식별된 후에, R=3의 수신된 라운드를 갖는 분산 데이터세트에 John을 추가하기 위해 개시된 ADD 연산이 UPDATE 연산에 영향을 미친다. 따라서, John이 멤버로서 포함되는, 분산 데이터베이스에 대한 새로운 구성이 생성된다. ADD 및 REMOVE 연산들은 분산 데이터베이스에 등록된 모집단의 하나 이상의 멤버를 포함시키거나 제외시키고, 이는 하나 이상의 임계치(예컨대, “모집단의 2/3보다 많도록" 구성된 컨센서스 임계치)가 충족되는지를 결정하기 위해 멤버 목록 내의 얼마나 많은 멤버들(또는 지분 값들)이 사용되는지를 변경한다. 이 새로운 임계치는 생성된 라운드 R=3(예컨대, 수신된 라운드 번호 임계치)에서의 목격자들보다 나중의 이벤트들에 대한 라운드 번호들(즉, 라운드 생성)을 재계산하고, 생성된 라운드들 R=4 및 이후에서의 목격자들의 명성을 계산하는 데 사용된다. 따라서, 예를 들어, 주어진 이벤트는 생성된 라운드 R=3 목격자들의 명성을 계산하면서 하나의 "라운드 생성"을 가질 수 있고, 그 후 생성된 라운드 R=4 목격자의 명성을 계산하면서 상이한 "라운드 생성"을 가질 수 있다.
일부 경우들에서, ADD, REMOVE, 및/또는 UPDATE 연산들은 임계치 수의 멤버들의 디지털 서명들(서명 임계치 값들이라고도 지칭됨)에 의해 검증될 수 있다. 예를 들어, UPDATE 연산을 수신하기 바로 이전에 분산 데이터베이스의 일부였던 멤버들의 2/3보다 많은 멤버가 그 연산에 서명하면 UPDATE 연산은 유효한 것으로 결정된다. 분산 데이터베이스 연산들의 실행에 관한 추가 상세는 도 14를 참조하여 논의된다.
본 명세서에서는 UPDATE 연산이 실행될 때 새로운 구성을 구현하는 것으로서 설명되지만, 다른 경우들에서는 새로운 구성이 자동으로(즉, 명시적 UPDATE 명령어 없이) 구현된다. 구체적으로, 특정 수신된 라운드 R을 갖는 모든 이벤트들이 식별된 후에, 수신된 라운드 R+1을 갖는 이벤트들을 식별하기 위해 그러한 이벤트들에 기초하여 새로운 구성이 구현될 수 있다. 구체적으로, 수신된 라운드 R을 포함하는 것으로 결정된 이벤트가 ADD 또는 REMOVE 명령어를 포함한다면, 분산 데이터베이스의 구성은 R보다 큰(즉, 수신된 라운드 번호 임계치보다 큰) 수신된 라운드들을 계산하기 위해 자동으로 변경될 수 있다.
일부 경우들에서, ADD 및 REMOVE와 같은 데이터베이스 연산들은 분산 데이터베이스의 주어진 상태의 컨센서스에 도달하는 데 사용되는 하나 이상의 투표 임계치를 변경한다. 예를 들어, 분산 데이터베이스는 1 내지 10의 수신된 라운드들을 계산하였다(즉, 라운드 10에서 또는 그 전에 생성된 모든 유명한 목격자들이 알려지고, 생성된 라운드 11 목격자들 중 일부가 유명한지를 결정하기 위해 투표들이 여전히 행해지고 있다). 수신된 라운드가 아직 계산될 수 없는 생성된 라운드 5를 갖는 이벤트 X가 생성될 수 있다. 그러한 경우에, 이벤트 X는 11 미만의 수신된 라운드를 갖지 않을 것인데 그 이유는 생성된 라운드들 10 이하를 갖는 유명한 목격자들이 이미 식별되었기 때문이다. 이벤트 X가, 예를 들어, 분산 데이터베이스의 현재 멤버십 목록에 Frank를 ADD하는 트랜잭션을 포함한다면, Frank는 생성된 라운드 11과 연관된 유명한 목격자들을 결정하기 위해 투표들을 행하는 동안 멤버로서 카운팅되지 않을 것이고, Frank에 의해 정의된 이벤트들은 생성된 라운드 11에서의 각각의 목격자의 명성이 식별될 수 있을 때 나중에 생성된 라운드까지 투표하게 되는 목격자들로서 카운팅하지 않을 것이다. 그러한 경우에, 11의 수신된 라운드를 갖는 모든 이벤트들이 그 후 결정될 수 있다. 예를 들어, 이벤트 X가 11의 수신된 라운드를 갖는다고 결정되면, Frank는 현재 멤버십 목록에 추가될 것이다.
추가적인 멤버(즉, Frank)를 포함시키기 위해 투표 임계치들(위에 설명된 바와 같은 M)이 재계산될 수 있다. 결과적으로, 라운드 11보다 나중에 이벤트들에 대해 계산된 생성된 라운드들(수신된 라운드 번호 임계치보다 큰 라운드들)은 Frank를 포함시키는 새로운 임계치들을 사용하여 재계산될 수 있다. 일부 경우들에서, 그러한 재계산 프로세스는 어느 이벤트들이, 예를 들어, 생성된 라운드 12 목격자들 및/또는 나중에 생성된 라운드들과 연관된 목격자들인 것으로 결정되는지를 변경할 수 있다. 그 후, 어느 생성된 라운드 12 목격자들이 유명한지를 결정하기 위해 투표들이 행해질 수 있다. 따라서, 현재 멤버십 목록은 모든 생성된 라운드 12 유명한 목격자들이 식별될 때까지 다시 변경되지 않을 것이다. 이 시점에서, 어느 이벤트들이 12의 수신된 라운드를 갖는지(어느 것이 제2 수신된 라운드 번호 임계치일 수 있는지)가 결정될 수 있다. 이 이벤트들 중 일부는 현재 멤버십 목록으로부터 멤버들을 ADD 또는 REMOVE할 수 있고, 따라서 이 예에서 논의된 바와 같이 다른 나중의 이벤트들에 대한 유사한 변경들을 트리거할 수 있다.
일부 경우들에서, 분산 데이터베이스의 멤버들은 주어진 시점에서(또는 주어진 수신된 라운드에서) 분산 데이터베이스의 "서명된 상태"를 결정한다. "상태" 또는 "현재 상태"는 그들의 컨센서스 순서의 컨센서스 트랜잭션들의 시퀀스(즉, 각각의 트랜잭션을 포함하는 이벤트의 컨센서스 순서에 따라 정렬되고, 트랜잭션들이 각각의 이벤트에 포함되는 순서에 의해 하위 정렬된)의 실행의 결과로 생기는 정보를 포함한다. 멤버가 R까지의 수신된 라운드들과 연관된 이벤트들에 대한 컨센서스 순서를 계산한 후에, 그러한 멤버는 (예컨대, 개인 키를 사용하여) 컨센서스 순서의 트랜잭션들의 결과로 생기는 상태 또는 현재 상태에 디지털 서명(또는 상태 또는 현재 상태와 연관된 해시 값에 디지털 서명)할 수 있다. 선택적으로 또는 대안적으로, 멤버들은 수신된 라운드들의 서브세트에 대해서만 상태에 서명할 수 있다. 예를 들어, 멤버들은 R을 주어진 정수로 나눌 수 있을 때(예컨대, 5 번째 라운드마다) 또는 분산 데이터베이스의 각각의 멤버에 지정된 시간 임계치에 따라(예컨대, 1초마다), 수신된 라운드 번호 R과 연관된 상태에 서명하도록 할당될 수 있다.
일부 구현들에서, 수신된 라운드 R에 대한 "서명된 상태"는 다음 아이템들 중 하나 이상을 포함한다: 1) 수신된 라운드 번호 R; 2) 서명된 상태에 영향을 미치는 컨센서스의 일부였던 각각의 멤버에 의해 생성된 마지막 이벤트(즉, R 또는 이전의 수신된 라운드를 갖는 이벤트)에 대한 시퀀스 번호 및 해시 값; 3) R을 포함하여 그것까지 수신된 라운드들에 대한 컨센서스 순서의 트랜잭션들의 효과를 반영하는 데이터 구조; 4) 멤버십 목록의 2/3보다 많은 것에 의한 서명들을 갖는 이전 상태들에 대한 디지털 서명들의 세트(또는 합의의 다른 지시)(일부 경우들에서, 예를 들어, 1/2보다 많은 것과 같은, 상이한 임계치가 사용될 수 있음); 및/또는 5) "멤버십 이력". 일부 구현들에서, 그 요소들 중 일부가 누락될 수 있다(예컨대, 번호 4). 일부 구현들에서, 예를 들어, "상태"는 멤버십 이력과 멤버십 이력의 별개의 해시 이외에 상기한 것들 모두의 해시를 포함할 수 있다. 그러한 구현에서, 멤버들은 해시들의 쌍에 디지털 서명하여(예컨대, 개인 키로) "서명된 상태"를 산출할 수 있다.
일부 구현들에서, 제1 멤버가 상태에 서명할 때, 디지털 서명과의 트랜잭션, 상태의 해시 및 수신된 라운드 번호가 생성된다. 그러한 트랜잭션은 제1 멤버에 의해 생성 및/또는 정의되는 다음 이벤트에 포함되도록 구성된다. 그 후 제1 멤버는 분산 데이터베이스에 이벤트를 저장 및/또는 포스팅할 수 있다. 그 후 제1 멤버와 상이한 다른 멤버들이 제1 멤버 디지털 서명을 인식하고 기록한다. 제2 멤버가 제1 멤버의 디지털 서명을 포함하는 다른 멤버들 및 임계치보다 큰 주어진 상태와 연관된 다른 멤버들로부터 다수의 디지털 서명을 수신할 때, 제2 멤버는 이것을 컨센서스 서명된 상태로서 식별할 수 있다. 제2 멤버는 디지털 서명들의 수가 서명 임계치 값에 도달하는지(예컨대, 주어진 상태가 분산 데이터베이스 내의 멤버들의 2/3보다 많은 멤버의 디지털 서명들에 의해 지원되는지)를 결정하거나, 그렇지 않으면 분산 데이터베이스의 다른 멤버들로부터의 합의의 지시를 수신할 수 있다. 디지털 서명들의 수가 서명 임계치 값에 도달한 후에, 그 상태는 "서명된 상태"가 된다. 멤버가 서명된 상태를 갖게 되면, 그들은 그 서명된 상태에 기여한 임의의 이벤트들을 폐기하고, 임의의 이전의 서명된 상태들을 폐기할 수 있다. 따라서, 그러한 이벤트들 및 이전의 서명된 상태를 저장하도록 전용된 메모리 할당들이 해제되어, 해시그래프에 의해 사용되는 저장소의 양을 감소시킬 수 있다. 일부 구현들에서, 오래된 이벤트들은 즉시 폐기되지 않고, 특정 수의 추가적인 수신된 라운드들이 컨센서스의 일부가 된 후에 그리고/또는 미리 결정된 시간 기간 후에만 폐기된다.
일부 경우들에서, 이벤트들은 다음 기준들을 사용하여 정의될 수 있다: 1) "이벤트"는 그의 자기-부모의 시퀀스 번호보다 1 더 큰 시퀀스 번호를 갖는다(또는 자기-부모가 없으면 0)(위에 설명된 바와 같이); 2) "이벤트"는 각각의 부모에 대한 "라운드 생성"을 포함한다(따라서, 그것은 각각의 부모의 해시만을 포함하지 않고, 그것은 또한 그의 부모로부터 복사된 라운드 생성을 포함한다); 그리고 3) 이벤트는 각각의 부모의 라운드 생성 중 가장 큰 것인 "부모 라운드"를 갖는다(따라서, 이벤트의 "라운드 생성"은 해당 이벤트의 부모 라운드에 0 또는 1을 더한 것과 같다).
일부 경우들에서, 이 예의 목적을 위해 "A"라고 지칭되는 전역 상수 "나이 임계치"는 컨센서스 프로세스에서 이벤트가 고려될 것인지 여부를 결정하기 위해 사용된다. 예를 들어, A=4인 경우 이벤트가 R의 부모 라운드를 갖고 이벤트의 수신된 라운드가 R+A보다 나중이면: 1) 이벤트는 컨센서스 순서의 일부가 아닐 것이다; 2) 이벤트의 트랜잭션들은 무시될 것이고 컨센서스 상태에 영향을 미치지 않을 것이다; 3) 이벤트는 라운드 R+A에서 또는 이전에 수신되지 않을 것임을 아는 임의의 멤버에 의해 폐기될 수 있다; 그리고 4) 이벤트는 포크의 일부인 경우에도 라운드 R+A 또는 나중에 "보는 것"을 방지하지 않을 것이다. 예를 들어, 이벤트 X가 그 라운드들 중 임의의 라운드에서 수신되지 않고, Alice가 적어도 라운드 R+A까지 라운드들에 대한 유명한 목격자들을 이미 계산한 후에 Alice가 동기화 프로세스 동안 이벤트 X를 수신하면, Alice는 이벤트 X를 폐기할 수 있다. 일부 경우들에서, 도 16을 참조하여 아래에 더 상세히 논의되는 바와 같이, 이벤트 X는 그것으로 인해 주어진 생성자에 의해 알려진 이벤트들의 세트가 비인접 시퀀스 번호들을 갖게 된다면 Alice에 의해 폐기되지 않을 것이다.
도 13은 분산 데이터베이스의 초기 상태를 예시하지만, 도 14는 일 실시예에 따른, 초기 상태가 정의된 후에 분산 데이터베이스에서 수행되는 UPDATE, ADD 및 REMOVE 연산들의 예들을 예시하는 플로차트이다. 일부 경우들에서, 분산 데이터베이스가 도 13에 도시된 바와 같이 초기화된 후에, 분산 데이터베이스에 포함된 멤버들을 변경하기 위해 분산 데이터베이스에서 하나 이상의 연산이 수행될 수 있다. 예를 들어, 1421에서, STATE(R)="SW1"을 갖는 분산 데이터베이스 D2ID가 주어지고(여기서 SW1은 분산 데이터베이스 D2ID의 초기 해시그래프와 연관된 분산 데이터베이스의 현재 구성임) 수신된 라운드 번호 R이 가장 최근에 계산된 및/또는 식별된 수신된 라운드이면, 1423에서, 개시된 ADD 함수를 통해, John, Janice, 및 Chad가 분산 데이터베이스의 멤버들로서 추가되도록 구성된다. 구성 SW1은 이벤트들의 순서 및/또는 수렴을 결정할 시점에 John, Janice, 및 Chad를 포함하지 않는 위에 논의된 이벤트 컨센서스 프로토콜(또는 컨센서스 순서)의 구성을 포함한다. 일부 경우들에서, 1423에서의 ADD 함수는 John, Janice, 및 Chad 공개 키들을 파라미터들로서 취할 수 있다. 이 시점에서, 새로운 멤버들 각각은 또한 연관된 개인 키를 갖는다. 멤버들(예컨대, Alice)은 또한 1425에 도시된 바와 같이 분산 데이터베이스로부터 제거될 수 있다; 이 경우, Alice의 공개 키를 파라미터로 하여 REMOVE 연산이 개시된다. 일부 경우들에서, ADD 및 REMOVE 연산들은 이벤트들의 세트 내의 트랜잭션들로서 분산 데이터베이스를 구현하는 멤버(컴퓨팅 디바이스)에서 수신될 수 있다. ADD 및 REMOVE 연산들은 그들의 수신된 라운드 번호와 연관되고, 따라서 특정된 수신된 라운드 번호를 갖는 이벤트에서의 트랜잭션에 의해 ADD 연산 및/또는 REMOVE 연산이 야기된 때가 결정될 수 있다.
수신된 라운드 R과 연관된 UPDATE 연산, 예를 들어, 1427에서의 UPDATE 연산 동안, 현재 분산 데이터베이스 구성 SW1(이는 Alice를 포함하고 John, Janice, 및 Chad를 포함하지 않음)은 변수 PrevSW에 저장되고 PrevSW 구성과 연관된 분산 데이터베이스의 멤버들은 수신된 라운드 번호 R과 연관된 이전 멤버십 목록에 저장될 수 있다. 일부 대안적인 구현들에서, PrevSW는 다수의 이전 분산 데이터베이스 구성들을 포함하는 객체들의 어레이일 수 있다. 수신된 라운드 R에서의 UPDATE 연산의 실행에 기초하여 새로운 분산 데이터베이스 구성 SW2가 생성될 수 있는데, 즉 STATE(R)="SW2"이다. 따라서, 변수 CurrentSW는 (이벤트 컨센서스 프로토콜에 대한 새로운 구성을 사용하는) 새로운 분산 데이터베이스 구성 SW2를 포함하도록 업데이트된다.
구성 SW2는 John, Janice, 및 Chad를 포함하지만, Alice를 포함하지 않을 것이고, 따라서, 분산 데이터베이스가 구성 SW2를 사용할 때 컨센서스 순서들 또는 수렴의 결정에서 Alice가 포함되지 않을 것이다. 다르게 말해서, 업데이트된 분산 데이터베이스 구성 SW2는 수정된 분산 데이터베이스 구성(예컨대, 새로운 멤버들 John, Janice, 및 Chad의 추가 및 Alice의 제거)을 반영하도록 구성된 현재 멤버 목록에 대한 변경들을 반영한다. 일부 경우들에서, Alice를 제외하고, John, Janice, 및 Chad에 대한 새로운 키 쌍들을 포함하는 멤버들의 키 쌍들의 업데이트된 세트가 현재 분산 데이터베이스 구성 CurrentSW에 포함된다. 일부 경우들에서, 이 시점에 분산 데이터베이스 상태는 또한 ADD 연산, REMOVE 연산, UPDATE 연산, 및/또는 다른 적합한 연산을 포함하여, 업데이트의 시간까지 분산 데이터베이스에 대해 수행되는 연산들을 포함할 수 있다.
일부 경우들에서, 분산 데이터베이스의 현재 멤버십 목록의 멤버들이, 예를 들어, ADD, REMOVE, UPDATE, 및/또는 다른 적합한 연산들을 통해 변경되었을 때, 이벤트들은 분산 데이터베이스의 상이한 구성들에 따라 프로세싱될 수 있다. 도 14에 도시된 예에서, 1429에서, 이벤트가 수신될 때, 그러한 이벤트와 연관된 수신된 라운드 R'이 식별 및/또는 계산된다. 예를 들어, 1431에 도시된 바와 같이, 이벤트 수신된 라운드 R'이 분산 데이터베이스가 동작하고 있는 수신된 라운드 R보다 작거나 그와 같은 것으로 식별되면, 그러한 이벤트는, 예를 들어, 분산 데이터베이스의 이전 구성 버전과 연관된 이전 멤버십 목록(예컨대, 도 13을 참조하여 논의된 이전 멤버십 목록들(1307)에 저장된 멤버십 목록)으로 프로세싱된다. 다르게 말해서, 1433에서, 이벤트는, 예를 들어, Alice, Bob, Carol, Dave, 및 Ed를 포함하고, (위에 설명된 바와 같이) John, Janice, 및 Chad를 포함하지 않는 멤버십 목록을 갖는 분산 데이터베이스 구성 SW1을 사용하여 컨센서스 또는 수렴을 위해 프로세싱될 것이다. 반대 시나리오에서, 1435에서, 이벤트 수신된 라운드 번호가 구성이 변경한 수신된 라운드 번호보다 클 때(예컨대, 그러한 생성된 라운드들 이하를 갖는 유명한 목격자들 모두가 이미 식별되었고, 이벤트가 여전히 아직 수신되기에는 그들 중 충분한 것에 의해 보이지 않음), 그러한 이벤트는 분산 데이터베이스의 업데이트된 버전으로 프로세싱된다. 즉, 분산 데이터베이스 구성 SW2는 Alice를 제외하고 Bob, Carol, Dave, Ed, John, Janice, 및 Chad를 포함하는 현재 멤버십 목록을 갖는다. 따라서, 일부 경우들에서, 이벤트들의 순서는 분산 데이터베이스의 하나보다 많은 구성(또는 이벤트 컨센서스 프로토콜의 구성) 및 따라서 분산 데이터베이스의 인스턴스의 새로운 상태들에 기초하여 결정될 수 있다. 위에 논의된 바와 같이, 분산 데이터베이스의 상태에 대해 해시 값이 계산되고 분산 데이터베이스의 멤버들의 개인 키들을 사용하여 서명될 수 있다. 멤버, 예를 들어, 분산 데이터베이스의 상태에 서명한 멤버는 새로운 서명된 상태를 지시하는 트랜잭션을 포함하는 이벤트를 분산 데이터베이스의 인스턴스에 포스팅하기 위한 신호를 전송할 수 있다.
일부 경우들에서, 분산 데이터베이스의 멤버는 하나 이상의 이벤트에 포함된 트랜잭션(또는 트랜잭션들의 세트)으로서 UPDATE, ADD, 및/또는 REMOVE 연산을 분산 데이터베이스에 저장 및/또는 포스팅할 수 있다. 그 후, 이 이벤트는 분산 데이터베이스의 다른 멤버에 전송될 수 있다(예컨대, 동기화 프로세스의 일부로서). 예를 들어, 제1 멤버는 동기화 프로세스의 일부로서 분산 데이터베이스의 제2 멤버에 의해 전송된 이벤트에 포함된 트랜잭션에서 분산 데이터베이스에 새로운 멤버를 ADD하는 연산을 수신할 수 있다. 다른 예로서, 제1 멤버는 동기화 프로세스의 일부로서 제3 멤버에 의해 전송된 이벤트에 포함된 트랜잭션에서 분산 데이터베이스로부터 멤버를 REMOVE하는 연산을 수신할 수 있다. 다르게 말해서, 분산 데이터베이스의 각각의 멤버는 UPDATE, ADD, 및/또는 REMOVE 연산들 중 임의의 것을 포함하는 트랜잭션들을 갖는 이벤트들을 정의하고, 그러한 이벤트들을 동기화 프로세스의 일부로서 분산 데이터베이스의 다른 멤버들에 전송할 수 있다.
도 14에 예시된 프로세스는 각각의 새로운 수신된 라운드에서의 이벤트들에 대해 반복되고 업데이트될 수 있다. 따라서, 수신된 라운드가 각각의 이벤트에 대해 식별됨에 따라, 분산 데이터베이스의 구성(또는 이벤트 컨센서스 프로토콜의 구성)이 업데이트될 수 있다. 또한, 위에서는 2개의 구성에 관하여 설명되어 있지만, STATE(R)="SW3"을 갖는 분산 데이터베이스의 후속 구성(및 추가적인 미래의 구성들)이 SW2에 관하여 설명된 것과 유사한 방식으로 정의될 수 있다. 따라서, 일부 경우들에서 분산 데이터베이스는 제3 분산 데이터베이스 구성(예컨대, 이벤트 컨센서스 프로토콜에 대한 제3 구성을 사용하는 것)을 사용하여 동작할 수 있다. 따라서, 분산 데이터베이스는 그러한 트랜잭션들을 갖는 새로운 이벤트들이 분산 데이터베이스에 포스팅됨에 따라 계속해서 새로운 구성들을 정의하고/하거나 그러한 구성들로 동작할 수 있다.
위에서는 분산 데이터베이스로부터 멤버들을 추가 및/또는 제거하는 것에 기초하여 분산 데이터베이스의 구성(또는 이벤트 컨센서스 프로토콜의 구성)을 업데이트하는 것으로 설명되어 있지만, 일부 경우들에서, 그 구성은 컨센서스를 결정하기 위한 새로운 규칙들 및/또는 컨센서스를 결정하는 데 사용되는 새로운 소프트웨어에 기초하여, 멤버들과 연관되고/되거나 논리적으로 관련된 지분 값의 변경들에 기초하여 업데이트될 수 있다. 예를 들어, 트랜잭션들이 수행됨에 따라, 각각의 멤버의 지분 값이 변경될 수 있다. 지분 값에 기초하여 컨센서스를 결정하는 분산 데이터베이스의 구현들에서, 이는 컨센서스 프로토콜(예컨대, 유명한 목격자들의 결정)에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 하나 이상의 멤버의 지분 값을 변경하는 이벤트들에 대한 수신된 라운드(수신된 라운드 번호 임계치로서 사용됨)에 따라, 상이한 라운드들에서의 이벤트들의 순서는 도 14의 프로세스와 유사하게 상이한 구성들에 기초하여 결정될 것이다. 다른 예로서, 컨센서스를 결정하기 위한 규칙들에 대한 업데이트들 및/또는 소프트웨어에 대한 업데이트들은(도 14의 프로세스와 유사하게) 그러한 업데이트를 포함한 이벤트에 대한 수신된 라운드(수신된 라운드 번호 임계치로서 사용됨)에 기초하여 사용되고/되거나 효과적일 수 있다.
도 15 및 도 16에 예시된 프로세스들은 분산 데이터베이스의 2명의 멤버 사이의 이벤트들의 동기화 동안에 실행될 수 있다. 도 15는 수신된 라운드들에 기초한 이벤트들의 수락 및 거절을 예시하는 플로차트이다. 일부 경우들에서, 예를 들어, 상이한 멤버들과 연관된 분산 데이터베이스들의 동기화 동안, 이벤트는 (1) 모든 유명한 목격자들이 식별 및/또는 결정되었던 가장 최근의 라운드 번호 R, (2) 이벤트가 그의 부모로서 목록에 올린 부모들 event.Parent[i] 각각, 및 (3) 이벤트가 해당 부모의 생성된 라운드로서 목록에 올린 각각의 대응하는 event.ParentRoundCreated[i]에 기초하여 거절되거나 수락될 수 있다. 실제 부모는 수신된 자식 이벤트에서 해당 부모에 대해 목록에 올려진 라운드 생성과 상이한 라운드 생성을 가질 수 있다는 점에 유의한다. 이는, 멤버들이 추가되고 제거됨에 따라 이벤트의 라운드 생성이 변경될 수 있고, 따라서 부모는 자식이 생성되었을 때 수신된 하나의 라운드, 및 나중에 상이한 하나를 갖는 것이 가능하기 때문이다. 멤버들은 ParentRoundCreated 번호들을 할당하는 데 있어서 가능한 한 정확한 태스크를 할당받는다.
일부 경우들에서 계산 부하 및 메모리 리소스들이 유리하게 감소될 수 있다. 예를 들어, 제1 멤버(예컨대, 제1 컴퓨팅 디바이스)가, 1551에서, 분산 데이터베이스의 제2 멤버(예컨대, 제2 컴퓨팅 디바이스)로부터 분산 데이터베이스의 그들의 로컬 인스턴스에서 이벤트를 수신할 때. 그러한 이벤트는 부모 이벤트들의 세트를 지시하는 바이트들의 시퀀스를 포함할 수 있다. 부모 이벤트들의 세트로부터의 각각의 부모 이벤트는 해시 값 및 라운드 생성 값과 논리적으로 관련될 수 있다. 제1 기준이 만족되는지를 결정하기 위해, 제1 멤버는, 1553에서, (1) 수신된 이벤트의 적어도 하나의 부모(수신된 이벤트에서 지시됨)가 제1 멤버의 분산 데이터베이스의 인스턴스에 부재하는지, 그리고 (2) 수신된 이벤트의 부모가 R에서 미리 결정된 임계치 값(예컨대, Threshold1)을 뺀 값보다 큰 수신된 이벤트에서의 목록에 올려진 라운드 생성을 갖는지를 결정한다. 일부 경우들에서, 이벤트가 이러한 조건들을 충족할 때(즉, 제1 기준을 만족시킬 때), 제1 멤버는 1559에서 이벤트를 거절하거나 배제한다. 예를 들어, 이벤트가 R에서 Threshold1을 뺀 값 이하인(즉, 제1 라운드 생성 임계치 R-Threshold1보다 작거나 그와 같은) 목록에 올려진 라운드 생성을 갖는 부모를 가질 때, 해당 부모는 이미 폐기된 것으로 가정될 수 있고(예컨대, 폐기되었을 만큼 충분히 오래됨), 따라서 수신된 이벤트는 (아래에 설명되는 단계 1555에 따라) 누락된 부모에도 불구하고 잠재적으로 수락될 수 있다. 그러나 폐기되었을 만큼 충분히 오래되지 않은 누락된 부모가 존재한다면, 이벤트는 1559에서 거절될 수 있는데, 그 이유는 그의 부모가 누락되었기 때문이다. 일부 구현들에서, 이벤트가 1553에서의 조건들을 충족시키지 않을 때, 1555에서, 이벤트의 각각의 부모가 R에서 미리 결정된 임계치 값을 뺀 것 이전에 목록에 올려진 라운드 생성을 갖는지(예컨대, 제2 라운드 생성 임계치 R-Threshold2보다 작은지)를 결정하기 위해, 제2 기준에 관하여 이벤트가 평가된다. 그렇다면(즉, 제2 기준이 만족되면), 이벤트는 1559에서 거절되거나 배제되고, 그렇지 않으면, 1557에서 수락된다. 이 결정은 이벤트들이 사용되지 않을 것임이 분명해질 때 그것들이 폐기될 수 있게 한다(예컨대, 컨센서스를 결정하기 위해 그리고/또는 분산 데이터베이스의 상태에 영향을 주기 위해). 예를 들어, 모든 목록에 올려진 부모들이 매우 오래된 것이면, 수신된 이벤트는 자체가 폐기할 만큼 충분히 오래된 것으로 간주될 것이고, 따라서 그것은 수신되자마자 폐기될 수 있다. 이러한 예들에서, 수신된 이벤트들은 (Threshold1에 기초하여) 매우 오래된 이벤트들을 제외하고 모든 부모들이 존재하고, 이벤트 자체는 (Threshold2에 기초하여) 매우 오래되지 않은 경우에 수락된다. 제1 멤버(또는 제1 컴퓨팅 디바이스)는 1557에서 수락된 이벤트들(즉, 1559에서 거절되거나 배제되지 않은 이벤트들)을 분산 데이터베이스의 인스턴스에 저장할 수 있다. 일부 구현들에서, Threshold1 및/또는 Threshold2는 분산 데이터베이스의 멤버들에 의해 미리 정의될 수 있다. 일부 구현들에서, Threshold1은 Threshold2와 동일한 값 또는 상이한 값을 가질 수 있다.
도 16은 분산 데이터베이스의 2명의 멤버 사이의 이벤트 동기화 동안 실행되는 검증 프로세스를 예시하는 플로차트이다. 제1 멤버 또는 제1 컴퓨팅 디바이스는 동기화 프로세스를 시작하기 위해 분산 데이터베이스의 다른 멤버에게 동기화 요청을 전송할 수 있다. 일부 구현들에서, 분산 데이터베이스의 제1 멤버와 제2 멤버 사이의 동기화는 아래에 설명되는 바와 같이 수행된다. 예를 들어, 제1 멤버가 Bob이고 제2 멤버가 Alice이면, Alice가 분산 데이터베이스의 주어진 구성 내의 각각의 멤버에 대해 수신한 값들 및/또는 제1 및 마지막 시퀀스 번호들에 기초하여 동기화가 실행될 수 있다. 그러한 시퀀스 번호들 및/또는 값들은 멤버들 사이의 동기화 요청 내에서 전송될 수 있고, 멤버들은 다른 멤버에 의해 이미 수신 및/또는 저장되지 않은 이벤트들을 교환할 수 있다. 따라서, 일부 경우들에서 이미 수신 및/또는 저장된 이벤트들은 교환되지 않아, 동기화 프로세스 동안 사용되는 대역폭을 감소시킨다.
Alice의 관점에서, 그녀는 Bob, Carol, Ed, 및 Dave에 의해 생성 및/또는 정의된 이벤트들에 대해 그녀가 갖는 제1 및 마지막 시퀀스 번호들을 사용할 수 있다. 따라서, 예를 들어, Alice는 분산 데이터베이스의 그녀의 인스턴스에서 수신된 이벤트들(예컨대, 분산 데이터베이스의 Ed의 인스턴스에 의해 생성 및/또는 정의된 이벤트들)에 기초하여, Ed에 대한 분산 데이터베이스의 Alice의 인스턴스에서 수신된 이벤트에 대한 마지막 시퀀스 번호보다 큰 시퀀스 번호를 갖는 Ed에 의해 정의된 이벤트들은 Alice가 아직 수신하지 않은 이벤트들이라고 결정할 수 있다. Bob은 그 후 그 이벤트들을 Alice에 전송할 수 있다. 유사하게, Alice는, 주어진 멤버, 예를 들어 Ed에 대한 분산 데이터베이스의 Alice의 인스턴스에서 수신된 이벤트들에 기초하여, 분산 데이터베이스의 Alice의 인스턴스에 저장된 해당 멤버에 대한 제1 시퀀스 번호보다 작은 시퀀스 번호를 갖는 해당 멤버에 대한 Bob에 의해 저장된 임의의 이벤트가 분산 데이터베이스의 Alice의 인스턴스가 (예컨대, 위에 설명된 바와 같은 서명된 상태에 기초하여) 거절 또는 폐기한 이벤트들이라고 결정할 수 있다.
일부 구현들에서 Alice(또는 임의의 다른 멤버)는 주어진 멤버(예컨대, Ed)에 대한 분산 데이터베이스의 Alice의 인스턴스에 저장된 이벤트들의 제1 및 마지막 시퀀스 번호 사이에 시퀀스 번호가 있는 이벤트들을 폐기하거나 거절하지 않는다. 다른 경우들에서, 동기화 동안, 분산 데이터베이스의 Alice의 인스턴스는, 도 15를 참조하여 논의된 바와 같이, 하나 이상의 임계치에 의해 정의된 범위 내에서 수신된 라운드 번호를 갖지 않을 이벤트들, 또는 서명된 상태의 일부인 오래된 이벤트들을 폐기할 수 있다.
동기화 동안, 제1 멤버(예컨대, Alice)와 연관된 분산 데이터베이스의 로컬 인스턴스는, Bob로부터의 이벤트가 Alice가 분산 데이터베이스의 그녀의 로컬 인스턴스에서 아직 수신하지 않은 부모 이벤트들의 해시 값을 포함한다면 그러한 이벤트를 거절할 수 있다. 그러나, 일부 경우들에서, Alice와 연관된 분산 데이터베이스의 로컬 인스턴스는, 예를 들어, Alice가 수신된 이벤트의 부모들을 폐기했을 것이라는 지시가 존재한다면 Alice와 연관된 분산 데이터베이스의 로컬 인스턴스에 이벤트 부모들이 포함되지 않더라도 그러한 이벤트를 수락할 수 있다. Alice와 연관된 데이터베이스의 로컬 인스턴스가 일반적으로 폐기할 이벤트들의 예들은, 이벤트가 분산 데이터베이스의 상태에 영향을 미치지 않을 것이고, 및/또는 그의 효과가 Alice와 연관된 분산 데이터베이스의 로컬 인스턴스에서의 최근 서명된 상태에 이미 포함되어 있기 때문에 이벤트가 폐기될 수 있다고 Alice가 결정할 수 있도록 충분히 오래된 수신된 라운드 번호와 연관된 부모들을 갖는 이벤트들을 포함한다.
일부 경우들에서, 제1 멤버(예컨대, Alice)는, 1601에서, 분산 데이터베이스의 그녀의 로컬 인스턴스에서 분산 데이터베이스의 비-로컬 인스턴스, 예를 들어 Bob와 연관된 비-로컬 인스턴스로부터의 이벤트 X를 수신한다. 그 후, 1603에서, 이벤트 X로부터 서명들의 세트가 추출될 수 있다. 1605에서, 서명 검증 프로세스가 실행되어 이벤트 X로부터 추출된 서명들의 세트가 검증 프로세스를 통과하는지 여부를 결정한다. 일부 경우들에서, (Alice에 의해 수신된) 이벤트 X로부터의 추출된 서명에 기초하여, Alice가 이벤트 X가, 예를 들어, 주어진 생성자(예컨대, Ed) 및 주어진 시퀀스 번호(예컨대, SN=3)와 함께 부모 이벤트 Y를 갖고 Alice와 연관된 분산 데이터베이스의 로컬 인스턴스가 부모 이벤트 Y, 동일한 생성자(즉, Ed), 및 동일한 시퀀스 번호(즉, SN=3)와 함께 이벤트 Z를 포함한다고 결정할 수 있을 때 이벤트 X는 검증 프로세스를 통과하는 데 실패한다. 따라서, 포킹 이벤트들을 정의하는 분산 데이터베이스의 인스턴스에 의해 야기될 수 있는 분산 데이터베이스에 이상(anomaly)이 존재할 때 검증 프로세스가 실패한다.
1607에서, Alice가 1605에서 이벤트 X가 서명 검증에 실패했다고 결정할 때, Alice의 분산 데이터베이스의 로컬 인스턴스는 이벤트 X가 검증 프로세스에 실패했다는 것을 지시하는 실패 알림 메시지를 Bob의 분산 데이터베이스의 비-로컬 인스턴스에 전송한다. 그 후, 1609에서, 분산 데이터베이스의 로컬 인스턴스는 이벤트 X의 부모들인 이벤트들과 연관된 해시 값들을 수신한다. 그 후 분산 데이터베이스의 로컬 인스턴스는 이벤트 X의 부모들인 이벤트들과 연관된 수신된 해시 값들을 비교하고, 분산 데이터베이스의 비-로컬 인스턴스가 누락된 하나 이상의 이벤트, 예를 들어 이벤트 X의 부모들인 이벤트들인지 여부를 결정할 수 있다. 따라서, 1611에서, 분산 데이터베이스의 로컬 인스턴스는 분산 데이터베이스의 비-로컬 인스턴스에서 누락된 이벤트들의 해시들을 분산 데이터베이스의 비-로컬 인스턴스에 전송한다. 프로세스 흐름은 1601에서 시작하는 루프에서 계속된다.
일부 경우들에서, 분산 데이터베이스의 로컬 인스턴스(예컨대, Alice)에 의해 수신된 이벤트가 1605에서 검증 프로세스를 통과할 때, Alice는 동기화 프로세스(예컨대, 2명의 멤버 사이의 이벤트들의 동기화) 동안 포킹 문제가 식별되었는지 여부를 결정할 수 있다. 포킹 문제가 식별될 때, 분산 데이터베이스의 로컬 인스턴스(예컨대, Alice)는, 식별된 포킹 문제에 포함되고/되거나 식별된 포킹 문제에 의해 영향을 받은 것으로 결정된 이벤트 X의 조상들(예컨대, 부모들)인 하나 이상의 이벤트의 지시자(예컨대, 해시 값)를 분산 데이터베이스의 비-로컬 인스턴스(예컨대, Bob)에 전송하고 그 후 프로세스는 종료된다. 일부 경우들에서, 동기화 프로세스 동안 포킹 문제들이 식별되지 않을 때, 예를 들어, 1601에서 수신된 이벤트 X가 1605에서 서명 검증 프로세스를 통과할 때, 프로세스는 종료된다.
일부 경우들에서, 이벤트 X 및 이벤트 Y는 그들이 동일한 생성자, 및 동일한 라운드 생성을 갖고, 어느 쪽도 다른 것의 조상이 아니면 서로 "포크들"이다. 이는 도 9를 참조하여 위에 논의된 "포킹" 문제의 사용의 변형으로서, 포킹 이벤트들 X 및 Y가 동일한 수신된 라운드를 갖는 것을 특정하는 추가적인 제약을 갖는다. 또한, 일부 경우들에서, 위에 설명된 바와 같이 "보는" 및 "강력하게 보는"의 정의는 "포킹"의 이 대안적인 정의에 기초하여 수정될 수 있다. 예를 들어, 이벤트 Y가 이벤트 X의 조상이고 어떤 이벤트 Z도 이벤트 X의 조상이 아니고 이벤트 Y의 "포크"가 아닌 경우에만 이벤트 X는 이벤트 Y를 "볼" 수 있다. 분산 데이터베이스 멤버들의 M(예컨대, 2/3)보다 많은 것에 의해 생성된 이벤트들의 세트 S가 존재하고, 따라서 이벤트 X가 S 내의 모든 이벤트를 볼 수 있고, S 내의 모든 이벤트가 이벤트 Y를 볼 수 있는 경우에만 이벤트 X는 이벤트 Y를 "강력하게 볼" 수 있다.
포킹은 추가의 계산 및 대역폭 사용을 야기하고, 따라서 멤버들이 포킹 이벤트들을 생성 및/또는 정의했다고 결정될 때 멤버들은 페널티를 받을 수 있다. 따라서, 멤버가 포킹 이벤트들을 야기했다고 결정될 때, 분산 데이터베이스는 그러한 멤버에 페널티를 주도록 구성될 수 있다. 일부 경우들에서, 포크를 발견하는 멤버는 그러한 포크를 문서화하는 트랜잭션을 생성할 수 있고, 이는 그 후 분산 데이터베이스로부터 이벤트들의 포킹을 생성할 책임이 있는 멤버를 일시적으로 또는 영구적으로 제거하는 REMOVE 연산을 위한 트랜잭션으로서 작용한다. 예를 들어, 멤버는 그러한 멤버가 포킹 이벤트들을 생성한 라운드에 대응하는 라운드에 대한 자신의 투표 및/또는 포킹 이벤트를 무효화함으로써 일시적으로 페널티를 받을 수 있다.
일부 구현들에서, 동기화 프로세스마다 동기화되도록 허용되는 이벤트들의 수 및/또는 동기화 프로세스마다의 바이트 수의 전역 한계가 분산 데이터베이스에서 구현된다. 예를 들어, Alice가 Bob에 의해 누락된 이벤트들을 Bob에 전송할 때, Alice와 연관된 데이터베이스의 인스턴스는 다음 이벤트가 허용가능한 바이트 수 또는 동기화될 허용된 이벤트들의 허용가능한 수를 초과할 때 데이터 패킷들 및/또는 이벤트들의 전송을 중단할 수 있다. 그러한 경우들에서 이벤트들의 송신은 양쪽 이벤트가 동기화되고 있는 경우 이벤트들을 전송하기 전에 이벤트의 부모를 전송함으로써 수행될 수 있다.
일부 경우들에서, 동기화되고 있는 2개의 이벤트, 예를 들어, 이벤트 X 및 이벤트 Y가 관련되지 않을 때(즉, 어느 쪽도 다른 것의 직접 후손이 아님), 그리고 이벤트 X를 전송하는 것이 이벤트 X의 생성자에 의해 생성된 이벤트들에 대한 현재 동기화 프로세스 동안에 제1 멤버와 연관된 바이트 수의 전역 한계(Bx)에 도달하는 것을 의미한다면(그리고 유사하게 이벤트 Y의 생성자에 의해 제2 멤버와 연관된 바이트들에 대한 전역 한계(By)), 동기화 프로세스는 Bx<By인 경우 이벤트 Y 전에 이벤트 X를 전송하는 것, 및 By<Bx인 경우 이벤트 X 전에 이벤트 Y를 전송하는 것을 포함하고, Bx=By인 경우 어느 한 쪽의 순서로 그것들을 전송할 수 있다. 이는 큰 이벤트들이 동기화 프로세스를 제어하는 것을 방지한다.
일부 경우들에서, 제1 멤버 및 제2 멤버는 각각의 멤버에 대한 제1/마지막 시퀀스 번호들의 그들의 목록을 공유함으로써 동기화 프로세스를 시작한다. 그것은 그것들이 제1 멤버가 그녀가 나중에 폐기한 이벤트들을 가졌지만, 제2 멤버는 여전히 그 이벤트들을 필요로 한다는 것을 발견하는 것일 수 있다. 그러한 경우에, 동기화 프로세스의 수정된 버전이 실행되고, 여기서 제1 멤버는 제1 멤버와 연관된 분산 데이터베이스의 인스턴스에 저장된 최근의 서명된 상태를 제2 멤버와 연관된 데이터베이스의 인스턴스에 전송한다. 그 후, 제1 멤버는 제2 멤버와 연관된 데이터베이스의 인스턴스에서 제2 멤버가 이미 갖고 있는 이벤트들을 제외한 최근의 서명된 상태 이후에 등록된 제1 멤버와 연관된 데이터베이스의 인스턴스에 저장된 이벤트들을 전송한다. 따라서, 제2 멤버는 장기간 동안 데이터베이스의 그의 로컬 인스턴스를 슬립(sleep) 또는 턴-오프(turn-off)할 수 있고(즉, 오프라인이 됨), 웨이크업하거나 턴 온한 후에, 동기화 프로세스의 수정된 버전의 실행은 제2 멤버가 분산 데이터베이스에 참여할 수 있게 한다. 다르게 말해서, 일부 경우들에서, 제2 멤버는 서명된 상태만을 수신할 수 있고, 제1 멤버로부터의 해당 서명된 상태 이후의 모든 이벤트들이 계속 참여할 수 있다. 이는 서명된 상태 없이 교환될 이벤트들의 수를 감소시킨다.
위에 도시되고 설명된 예시적인 시스템들은 다른 시스템을 참조하여 설명되었지만, 다른 실시예들에서는, 예시적인 시스템들 및 그들의 연관된 기능들의 임의의 조합이 분산 데이터베이스를 생성 및/또는 정의하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 시스템(1), 예시적인 시스템(2) 및 예시적인 시스템 3을 조합하여 분산 데이터베이스를 생성 및/또는 정의할 수 있다. 다른 예로서, 일부 실시예들에서, 예시적인 시스템 10은 예시적인 시스템 1로, 그러나, 예시적인 시스템 9 없이 구현될 수 있다. 또 다른 예로서, 예시적인 시스템 7은 예시적인 시스템 6과 조합되어 구현될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 예시적인 시스템의 임의의 다른 적합한 조합들이 구현될 수 있다.
다양한 실시예들이 위에 설명되었지만, 그것들은 제한이 아니라, 단지 예로서 제시되었다는 것이 이해되어야 한다. 위에 설명된 방법들이 특정 순서로 발생하는 특정 이벤트들을 지시하는 경우, 그 특정 이벤트들의 순서는 수정될 수 있다. 추가적으로, 이벤트들 중 특정 이벤트는 가능한 경우 병렬 프로세스에서 동시에 수행될 수 있을 뿐만 아니라 위에 설명된 바와 같이 순차적으로 수행될 수 있다.
본 명세서에 설명된 일부 실시예들은 다양한 컴퓨터-구현 동작들을 수행하는 명령어들 또는 컴퓨터 코드를 그 위에 갖는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체(또한 비일시적 프로세서 판독가능 매체라고도 지칭됨)를 가지는 컴퓨터 저장 제품과 관련된다. 컴퓨터 판독가능 매체(또는 프로세서 판독가능 매체)는 일시적인 전파 신호들 자체(예컨대, 공간 또는 케이블과 같은 송신 매체를 통해 정보를 운반하는 전파하는 전자기파)를 포함하지 않는다는 점에서 비일시적이다. 매체와 컴퓨터 코드(또한 코드라고도 지칭될 수 있음)는 특정 목적 또는 목적들을 위해 설계되고 구성된 것들일 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체의 예들은 다음의 것들을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다: 하드 디스크들, 플로피 디스크들, 및 자기 테이프와 같은 자기 저장 매체; 콤팩트 디스크/디지털 비디오 디스크들(CD/DVD들), 콤팩트 디스크-판독 전용 메모리들(CD-ROM들), 및 홀로그래픽 디바이스들과 같은 광학 저장 매체; 광 디스크들과 같은 자기 광학 저장 매체; 반송파 신호 프로세싱 모듈들; 애플리케이션-특정 집적 회로들(ASIC들), 프로그램 가능 로직 디바이스들(PLD들), 판독 전용 메모리(ROM), 및 랜덤 액세스 메모리(RAM) 디바이스들과 같은 프로그램 코드를 저장하고 실행하도록 특별히 구성되는 하드웨어 디바이스들을 포함한다. 본 명세서에 설명된 다른 실시예들은 예를 들어 본 명세서에서 논의된 명령어들 및/또는 컴퓨터 코드를 포함할 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품과 관련된다.
컴퓨터 코드의 예들은 마이크로-코드 또는 마이크로-명령어들, 컴파일러에 의해 생성된 것과 같은 머신 명령어들, 웹 서비스를 생성하기 위해 사용된 코드, 및 인터프리터를 사용하여 컴퓨터에 의해 실행되는 상위-레벨 명령어들을 포함하는 파일들을 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 실시예들은 명령형 프로그래밍 언어(예컨대, C, Fortran 등), 함수형 프로그래밍 언어(Haskell, Erlang 등), 논리적 프로그래밍 언어(예컨대, Prolog), 객체 지향 프로그래밍 언어(예컨대, Java, C++ 등) 또는 다른 적합한 프로그래밍 언어 및/또는 개발 툴을 사용하여 구현될 수 있다. 컴퓨터 코드의 추가적인 예들은 제어 신호들, 암호화된 코드, 및 압축된 코드를 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
다양한 실시예들이 위에 설명되었지만, 이들은 제한이 아니라 단지 예로서 제시되었고, 형태 및 상세에 있어서 다양한 변경들이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 본 명세서에 설명된 장치들 및/또는 방법들의 임의의 부분은 상호 배타적인 조합을 제외한 임의의 조합으로 조합될 수 있다. 본 명세서에 설명된 실시예들은 설명된 상이한 실시예들의 기능들, 컴포넌트들 및/또는 특징들의 다양한 조합들 및/또는 하위 조합들을 포함할 수 있다.
Claims (17)
- 장치로서,
복수의 컴퓨팅 디바이스 내에 포함되도록 구성된 컴퓨팅 디바이스에서의 분산 데이터베이스의 인스턴스와 연관된 메모리 - 상기 복수의 컴퓨팅 디바이스는 상기 복수의 컴퓨팅 디바이스에 동작적으로 결합된 네트워크를 통해 상기 분산 데이터베이스를 구현하고, 상기 복수의 컴퓨팅 디바이스는 상기 분산 데이터베이스와 연관된 이벤트 컨센서스 프로토콜의 제1 구성과 연관됨 -; 및
상기 메모리에 동작적으로 결합된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는:
상기 복수의 컴퓨팅 디바이스로부터의 컴퓨팅 디바이스들의 세트로부터 이벤트들의 세트를 수신하고 - 상기 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트는 (1) 트랜잭션들의 세트, 및 (2) 수신된 라운드 번호와 연관됨 -,
상기 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트에 대한 순서를:
(1) 해당 이벤트와 연관된 수신된 라운드 번호가 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스에 의해 식별된 수신된 라운드 번호 임계치보다 크지 않을 때는 상기 이벤트 컨센서스 프로토콜의 제1 구성, 및
(2) 해당 이벤트와 연관된 수신된 라운드 번호가 상기 수신된 라운드 번호 임계치보다 클 때는 상기 이벤트 컨센서스 프로토콜의 제2 구성에 기초하여 결정하고;
상기 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트에 대해 결정된 순서에 기초하여 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스와 연관된 현재 상태를 결정하고;
상기 현재 상태와 연관된 해시 값에 기초하여 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스와 연관된 서명된 상태를 생성하고 - 상기 해시 값은 상기 제1 컴퓨팅 디바이스와 연관된 개인 키로 디지털 서명됨 -,
상기 서명된 상태를 나타내는 트랜잭션을 포함하는 이벤트를 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스에 포스팅하기 위한 신호를 전송하도록 구성되는, 장치. - 제1항에 있어서, 상기 컴퓨팅 디바이스는 제1 컴퓨팅 디바이스이고 상기 복수의 컴퓨팅 디바이스는 제1 시간 기간 동안 상기 분산 데이터베이스를 구현하는 제1 복수의 컴퓨팅 디바이스이고, 상기 수신된 라운드 번호 임계치는 제2 복수의 컴퓨팅 디바이스를 정의하기 위해 상기 제1 복수의 컴퓨팅 디바이스에 제2 컴퓨팅 디바이스를 추가하는 트랜잭션을 포함하는 이벤트의 수신된 라운드에 기초하여 정의되는, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 컴퓨팅 디바이스는 제1 컴퓨팅 디바이스이고 상기 복수의 컴퓨팅 디바이스는 제1 시간 기간 동안 상기 분산 데이터베이스를 구현하는 제1 복수의 컴퓨팅 디바이스이고, 상기 수신된 라운드 번호 임계치는 제2 복수의 컴퓨팅 디바이스를 정의하기 위해 상기 제1 복수의 컴퓨팅 디바이스로부터 제2 컴퓨팅 디바이스를 제거하는 트랜잭션을 포함하는 이벤트의 수신된 라운드 번호에 기초하여 정의되는, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 컴퓨팅 디바이스는 상기 복수의 컴퓨팅 디바이스로부터의 제1 컴퓨팅 디바이스이고, 상기 복수의 컴퓨팅 디바이스로부터의 각각의 컴퓨팅 디바이스는 상기 이벤트 컨센서스 프로토콜에서 사용되는 지분 값과 논리적으로 관련되고,
상기 수신된 라운드 번호 임계치는 상기 복수의 컴퓨팅 디바이스로부터 제2 컴퓨팅 디바이스와 논리적으로 관련된 지분 값을 변경하는 트랜잭션을 포함하는 이벤트의 수신된 라운드 번호에 기초하여 정의되는, 장치. - 제1항에 있어서, 상기 수신된 라운드 번호 임계치는 제1 수신된 라운드 번호 임계치이고 상기 현재 상태는 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스와 연관된 제1 상태이고, 상기 프로세서는:
상기 분산 데이터베이스의 인스턴스의 상기 제1 상태를 업데이트하는 트랜잭션을 포함하는 이벤트들의 세트로부터의 이벤트의 수신된 라운드 번호에 대응하는 제2 수신된 라운드 번호 임계치를 정의하도록 더 구성되고, 상기 제2 수신된 라운드 번호 임계치는 상기 이벤트 컨센서스 프로토콜의 제3 구성과 연관되고, 상기 제2 수신된 라운드 번호 임계치는 상기 제1 수신된 라운드 번호 임계치보다 크고,
상기 프로세서는 상기 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트에 대한 순서를:
해당 이벤트와 연관된 수신된 라운드 번호가 상기 제2 수신된 라운드 번호 임계치보다 크고 상기 제2 수신된 라운드 번호 임계치보다 크지 않을 때는 상기 이벤트 컨센서스 프로토콜의 상기 제2 구성,
해당 이벤트와 연관된 수신된 라운드 번호가 상기 제2 수신된 라운드 번호 임계치보다 클 때는 상기 이벤트 컨센서스 프로토콜의 상기 제3 구성에 기초하여 결정하도록 구성되는, 장치. - 제1항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트와 연관된 트랜잭션들의 세트를 해당 이벤트에서 해당 트랜잭션들의 세트가 특정되는 순서에 대응하는 하위 순서(suborder)로 실행함으로써 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스와 연관된 상기 현재 상태를 결정하도록 구성되는, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 컴퓨팅 디바이스는 상기 복수의 컴퓨팅 디바이스로부터의 제1 컴퓨팅 디바이스이고,
상기 수신된 라운드 번호 임계치는 상기 이벤트 컨센서스 프로토콜과 연관된 소프트웨어 변경을 포함하는 이벤트의 수신된 라운드 번호에 기초하여 정의되는, 장치. - 장치로서,
복수의 컴퓨팅 디바이스 내에 포함되도록 구성된 제1 컴퓨팅 디바이스에서의 분산 데이터베이스의 인스턴스와 연관된 메모리 - 상기 복수의 컴퓨팅 디바이스는 상기 복수의 컴퓨팅 디바이스에 동작적으로 결합된 네트워크를 통해 상기 분산 데이터베이스를 구현함 -,
상기 메모리에 동작적으로 결합된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는:
상기 복수의 컴퓨팅 디바이스로부터의 제2 컴퓨팅 디바이스로부터 이벤트를 수신하고 - 상기 이벤트는 부모 이벤트들의 세트와 연관된 바이트들의 시퀀스이고, 상기 부모 이벤트들의 세트로부터의 각각의 부모 이벤트는 (1) 해시 값 및 (2) 라운드 생성 값과 연관됨 -,
제1 기준 또는 제2 기준 중 적어도 하나가 만족될 때 이벤트들의 순서의 결정으로부터 상기 수신된 이벤트를 배제하고 - 상기 제1 기준은:
(1) 상기 부모 이벤트들의 세트로부터의 적어도 하나의 부모 이벤트가 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스에 식별자를 갖고 있지 않고,
(2) 상기 적어도 하나의 부모 이벤트가 제1 라운드 생성 임계치보다 큰 라운드 생성 값과 연관될 때 만족되고,
상기 제2 기준은:
(1) 상기 제1 기준이 만족되지 않고,
(2) 상기 부모 이벤트들의 세트로부터의 각각의 부모 이벤트가 제2 라운드 생성 임계치보다 작은 라운드 생성 값과 연관될 때 만족됨 -,
상기 제1 기준 또는 상기 제2 기준에 기초하여 상기 이벤트가 배제되지 않았을 때 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스에 상기 이벤트를 저장하도록 구성되는, 장치. - 제8항에 있어서, 상기 제1 라운드 생성 임계치는 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스에 의해 식별된 현재 수신된 라운드 번호에 기초하는, 장치.
- 제8항에 있어서, 상기 제2 라운드 생성 임계치는 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스에 의해 식별된 현재 수신된 라운드 번호에 기초하는, 장치.
- 제8항에 있어서, 상기 제1 라운드 생성 임계치는 상기 제2 라운드 생성 임계치에 대응하는, 장치.
- 제8항에 있어서, 상기 제1 라운드 생성 임계치는 상기 제2 라운드 생성 임계치와 상이한, 장치.
- 제8항에 있어서, 상기 수신된 이벤트는 트랜잭션들의 세트를 포함하고, 상기 수신된 이벤트는 제1 시간에 이벤트들의 순서의 결정으로부터 배제되고, 상기 트랜잭션들의 세트는 상기 제1 시간 이전의 제2 시간에서 실행되는, 장치.
- 장치로서,
복수의 컴퓨팅 디바이스 내에 포함되도록 구성된 제1 컴퓨팅 디바이스에서의 분산 데이터베이스의 인스턴스와 연관된 메모리 - 상기 복수의 컴퓨팅 디바이스는 상기 복수의 컴퓨팅 디바이스에 동작적으로 결합된 네트워크를 통해 상기 분산 데이터베이스를 구현함 -,
상기 메모리에 동작적으로 결합된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는:
상기 복수의 컴퓨팅 디바이스로부터 제2 컴퓨팅 디바이스에 의해 정의된 이벤트들의 그룹으로부터의 제1 이벤트들의 세트의 지시를 상기 메모리에 저장하고 - 상기 이벤트들의 그룹으로부터의 각각의 이벤트는 (1) 시퀀스 값, 및 (2) 순서화된 트랜잭션들의 세트와 연관된 바이트들의 시퀀스를 포함함 -,
상기 복수의 컴퓨팅 디바이스로부터의 제3 컴퓨팅 디바이스에 동기화 요청을 전송하고 - 상기 동기화 요청은 제1 식별자 및 제2 식별자를 포함하고, 상기 제1 식별자는 상기 제1 이벤트들의 세트로부터의 각각의 나머지 이벤트와 연관된 시퀀스 값보다 작은 시퀀스 값과 연관된 상기 제1 이벤트들의 세트로부터의 이벤트를 식별하고, 상기 제2 식별자는 상기 제1 이벤트들의 세트로부터의 각각의 나머지 이벤트와 연관된 시퀀스 값보다 큰 시퀀스 값과 연관된 상기 제1 이벤트들의 세트로부터의 이벤트를 식별함 -,
상기 동기화 요청에 응답하여, 상기 제3 컴퓨팅 디바이스로부터, 상기 제2 컴퓨팅 디바이스에 의해 정의된 이벤트들의 그룹으로부터의 제2 이벤트들의 세트를 수신하고,
상기 제2 이벤트들의 세트의 지시를 상기 메모리에 저장하고 - 상기 제2 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트는 상기 제1 이벤트들의 세트에 포함되지 않음 -,
(1) 이벤트 컨센서스 프로토콜, (2) 상기 제1 이벤트들의 세트, 및 (3) 상기 제2 이벤트들의 세트에 기초하여 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스의 현재 상태를 결정하고,
상기 현재 상태와 연관된 해시 값에 기초하여 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스의 서명된 상태를 생성하고 - 상기 해시 값은 상기 제1 컴퓨팅 디바이스와 연관된 개인 키로 디지털 서명됨 -,
상기 서명된 상태를 나타내는 트랜잭션을 포함하는 이벤트를 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스에 포스팅하기 위한 신호를 전송하고,
상기 복수의 컴퓨팅 디바이스로부터의 컴퓨팅 디바이스들의 세트로부터, 상기 서명된 상태를 나타내는 상기 트랜잭션을 포함하는 상기 이벤트와 연관된 합의의 지시를 수신하고,
상기 합의의 지시에 기초하여 상기 메모리로부터, 상기 제1 이벤트들의 세트의 지시 및 상기 제2 이벤트들의 세트의 지시를 제거하도록 구성되는, 장치. - 제14항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 서명된 상태와 연관된 그리고 상기 복수의 컴퓨팅 디바이스로부터의 상기 컴퓨팅 디바이스들의 세트와 연관된 디지털 서명들의 수가 서명 임계치 값에 도달했다는 결정에 기초하여 상기 합의의 지시를 수신하도록 구성되는, 장치.
- 제14항에 있어서, 상기 현재 상태는 제1 라운드 번호와 연관된 제1 상태이고 상기 프로세서는 제1 시간에 상기 제1 상태를 생성하도록 구성되고, 상기 프로세서는:
상기 제1 시간 이후의 제2 시간에 그리고 상기 제1 라운드 번호보다 큰 제2 라운드 번호와 연관된 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스의 제2 상태를 생성하도록 더 구성되는, 장치. - 제14항에 있어서, 상기 현재 상태는 제3 이벤트들의 세트의 컨센서스 순서에 기초하여 정렬된 복수의 트랜잭션의 실행으로부터 생성된 상기 분산 데이터베이스의 인스턴스의 상태에 대응하고, 상기 제3 이벤트들의 세트로부터의 각각의 이벤트는 상기 복수의 트랜잭션으로부터의 순서화된 트랜잭션들의 세트와 연관되고, 상기 제3 이벤트들의 세트는 상기 제1 이벤트들의 세트 및 상기 제2 이벤트들의 세트를 포함하는, 장치.
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