KR20190097478A - 블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법에 관한 것으로, a) 직전에 생성된 블록의 해쉬를 기준 해쉬로 설정하는 단계와, b) 마이닝에 참여한 노드들 각각은 보유한 가상화폐의 수가 설정된 수량 이상인 지갑의 주소를 해쉬함수에 입력하여 새로운 해쉬를 생성하는 단계와, c) 각 노드들은 생성된 해쉬와 기준 해쉬를 비교하고, 그 결과에 기초하여 특정 노드에게 블록을 생성할 수 있는 권한을 부여하는 단계와, c) 권한을 부여받은 노드에서 블록을 생성하고, 상기 a) 단계로 귀환하는 단계를 포함한다.

Description

블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법{Virtual money mining method using block chain technology}
본 발명은 블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 네트워크 부담을 줄일 수 있는 블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법에 관한 것이다.
최근, 블록체인기술을 이용한 가상화폐에 대한 관심이 높아지고 있으며, 블록체인기술을 이용한 최초의 가상화폐인 비트코인 외에도 라이트코인, 도기코인 등 다양한 가상화폐들이 만들어지고 있다.
가상화폐를 마이닝하는 방법으로 POW(proof of work), POS(proof of stake)등의 프로토콜이 알려져 있다.
POW는 많은 해쉬(hash)를 보유한 사람이 코인을 얻을 수 있는 블록(block)을 더 많이 발견할 수 있는 방식으로, 블록의 마지막에 해쉬함수를 포함시켜, 다음 블록을 찾는 힌트로 사용할 수 있게 한 것이다.
이 함수를 해독화 프로그램으로 풀어 가상화폐를 얻을 수 있는 다음 블록을 생성한다. 이때 해독된 블록은 전체 노드에 전파하고, 가장 긴 블록을 합의하는 과정을 거치게 된다.
이와 같은 POW 방식은 많은 컴퓨팅 파워가 소모되며, 네트워크의 부담이 큰 방식이다.
또한, 전체 해쉬의 51% 이상의 해쉬를 보유한 노드 또는 노드 집단에 의해 전체 코인의 이동정보인 블록체인에 잘못된 정보가 전달되거나 혹은 잘못된 정보를 실제 정보로 만들어버리는 51% 공격(51% Attack)이 가능하다는 문제점이 있다.
POS는 지분참여방식으로 더 많은 지분(코인)에 비례하여 블록에 기록할 권한이 더 많이 부여되는 방식이며, 코일을 가지고 있는 노드들 모두가 합의를 통해 블록 데이터를 추가할 수 있게 되는 방식이다. POS는 네트워크 부하량이 적다는 점과 확산성이 우수하다는 장점이 있다.
블록이 생성될 때 보상이 지급되며, 이는 지분에 대한 이자의 개념으로 이해될 수 있다.
하지만, 가격의 상승폭이 크지 않기 때문에 대량의 자금이 유입되기 어렵다는 점, 자금이 많은 사람이 쉽게 독점할 수 있다는 점, 채굴을 통한 이익이 작고, 초기 코인의 유포가 공평하지 못한 점 등의 문제점을 가지고 있다.
WO2016/029119 A1
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 종래 POW 방식 및 POS 방식의 가상화폐 마이닝 방법이 가지는 문제점을 해소하여, 네트워크 부하를 줄일 수 있는 블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법을 제공함에 있다.
본 발명 블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법은, a) 직전에 생성된 블록의 해쉬를 기준 해쉬로 설정하는 단계와, b) 마이닝에 참여한 노드들 각각은 보유한 가상화폐의 수가 설정된 수량 이상인 지갑의 주소를 해쉬함수에 입력하여 새로운 해쉬를 생성하는 단계와, c) 각 노드들은 생성된 해쉬와 기준 해쉬를 비교하고, 그 결과에 기초하여 특정 노드에게 블록을 생성할 수 있는 권한을 부여하는 단계와, c) 권한을 부여받은 노드에서 블록을 생성하고, 상기 a) 단계로 귀환하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 b) 단계는, 보유한 가상화폐의 수량이 설정된 수량 이상인 지갑의 주소를 저장한 데이터베이스를 참조할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 c) 단계는, 생성된 해쉬 중 기준 해쉬와 가장 가까운 해쉬를 가지는 가상지갑을 보유한 노드에게 블록을 생성할 수 있는 권한을 부여할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 c) 단계는, 상기 데이터베이스를 이용하여 각 노드들의 가상화폐 보유량 순위를 설정하고, 생성된 해쉬 중 기준 해쉬와 가장 가까운 해쉬를 가지는 가상지갑을 보유한 노드들의 주소에 따른 순위를 설정한 후, 상기 보유량 순위와 주소에 따른 순위를 조합하여 가장 순위가 높은 노드에 블록을 생성할 수 있는 권한을 부여할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 순위의 조합은 보유량 순위와 주소에 따른 순위를 단순 합산하여, 합산 결과값이 가장 작은 노드에 블록 생성 권한을 부여할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 순위의 조합은 보유량 순위에 1 미만의 소수를 곱한 값과 주소에 따른 순위를 합산하여, 합산 결과값이 가장 작은 노드에 블록 생성 권한을 부여할 수 있다.
본 발명은 가상지갑의 주소와 가상코인수를 통합 고려하여 가상화폐의 마이닝 권한을 결정하여 컴퓨팅 파워를 줄이고, 네트워크 부하량을 줄이면서, 초기 분배의 균형성을 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 해쉬의 보유량이 아닌 해쉬가 나타내는 주소 정보에 따라 블록을 생성함으로써, 51% 공격이 불가능하도록 하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 블록체인의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법의 순서도이다.
도 4는 가상화폐 보유량 순위의 예시도이다.
도 5는 주소에 따른 순위의 예시도이다.
이하, 본 발명 블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시 예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이며, 아래에 설명되는 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시 예는 본 발명을 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시 예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는"포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.　
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되지 않음은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 실시 예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 가상화폐 분야에 적용된 블록체인기술의 개념도이다.
가상화폐는 마이닝에 참여하는 컴퓨터들(노드들)이 개별적으로 거래의 타당성을 검증하고, 이 과정에서 전체 네트워크의 과반수 이상의 노드들이 거래를 검증해야만 비로소 합법적인 거래로 인정된다. 블록체인은 가상화폐의 거래과정에서 생성된 거래내영이 저장되는 블록들이 시계열 순으로 마치 체인처럼 연결된 구성을 뜻한다.
블록체인을 구성하는 블록들은 분산합의 시스템(1), 마이닝 시스템(2) 및 거래장부 동기화 시스템(3)을 포함한다. 분산합의 시스템(1)은 가상화폐 거래에 대한 검증 권한을 가지고 있는 노드들의 과반수 이상이 검증한 거래내역을 종합하여 정당한 거래로 인정해주는 시스템이며, 마이닝 시스템(2)은 주어진 조건(암호 해독 등)을 수행하면 가상화폐를 보상으로 지급하고 블록을 생성하는 시스템을 뜻한다. 거래장부 동기화 시스템(3)은 블록의 생성, 거래 발생에 따른 블록 데이터의 변경사항을 분산된 모든 노드에 대하여 동기화하는 시스템이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법의 순서도이다.
도 2를 참조하면 본 발명은, 직전에 생성된 블록의 해쉬를 기준 해쉬로 설정하는 단계(S100)와, 노드들 각각은 보유한 가상화폐의 수가 설정된 수 이상인 지갑의 주소를 해쉬함수에 입력하여 해쉬값을 생성하는 단계(S200)와, 각 노드들은 생성된 해쉬값과 기준 해쉬를 비교하여 가장 가까운 해쉬값을 가진 주소의 노드에게 블록을 생성할 수 있는 권한을 부여하는 단계(S300)와, 권한을 부여받은 노드에서 블록을 생성하고, 상기 S100단계로 귀환하는 단계(S400)를 포함한다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법에 대하여 보다 더 상세히 설명한다.
먼저, S100단계에서는 직전에 생성된 블록의 해쉬를 기준 해쉬로 설정한다.
이때의 기준 해쉬 설정은 리더 노드에서 수행할 수 있거나, 자동으로 설정할 수 있다.
해쉬는 데이터 블록의 길이를 맞추기 위해 삽입되는 의미 없는 정보를 뜻한다. 하지만, 블록체인기술에서는 가상화폐의 분배, 블록의 생성과 밀접한 연관이 있다. 앞서 설명한 바와 같이 종래 POW의 경우 블록의 생성 권한을 해쉬의 보유량에 따라 결정하기 때문이다.
블록은 가상화폐와 동일한 것은 아니며, 가상화폐를 마이닝할 수 있는 권한으로 볼 수 있다. 즉 선택된 블록에 대하여 노드들의 합의가 있으면 해당 블록은 블록체인에 속하게 되며, 가상화폐를 획득하게 된다. 가상화폐는 가상지갑에 저장되며, 가상화폐의 유동은 블록체인에 기재되어 저장된다.
상기 블록의 생성은 사용자 노드(실질적으로 사용자의 컴퓨터 등 단말)와 노드들의 네트워크에서 이루어진다.
직전에 생성된 블록의 해쉬가 기준 해쉬로 설정된 후, S200 단계에서 각 노드는 설정된 양 이상의 가상화폐를 보유한 가상지갑의 주소를 해쉬 함수에 입력하여 새로운 해쉬값을 생성한다.
이때 각 노드의 가상 지갑은 자체적으로 블록체인을 스캔한 데이터베이스(직전 생성된 블록까지 각 가상지갑주소의 가상화폐 보유량이 기록된 데이터베이스)를 가지고 있어서 설정된 양 이상의 가상화폐를 보유한 가상지갑주소를 즉시 확인할 수 있도록 한다.
예를 들어 전체 가상화폐 중 0.001% 이상의 가상화폐를 보유한 가상지갑의 주소만 블록을 생성할 기회를 가지는 것으로 설정하면, 설정된 양 이상을 가진 가상지갑을 보유한 노드는 동일한 블록 생성기회를 가진다.
즉, 전체 가상화폐 중 0.1%의 가상화폐를 보유한 가상지갑을 가진 노드와 0.001%의 가상화폐를 보유한 가상지갑을 가진 노드는 서로 동일한 블록 생성기회를 가지게 된다.
따라서, 각 노드는 해쉬 보유에 대한 과도한 경쟁이 요구되지 않기 때문에 마이닝에 필요한 컴퓨터 사양을 줄이고, 네트워크 부하를 줄일 수 있다.
그 다음, S300단계에서는 상기 S200단계를 통해 생성한 다수의 해쉬값들을 상기 S100단계에서 설정한 기준 해쉬와 비교하여, 기준 해쉬와 가장 가까운 해쉬값을 가지는 주소의 가상지갑을 보유한 노드에게 블록을 생성할 권한을 부여한다.
즉, 본 발명은 일정량 이상의 가상화폐를 보유한 가상지갑의 주소를 해쉬로 변환한 값들 중 기준 해쉬와 가장 가까운 노드에 블록 생성 권한을 부여함으로써, 해쉬 경쟁을 줄여 네트워크 부하를 줄일 수 있다.
S400단계에서는 상기 S300단계에서 블록 생성 권한을 부여받은 노드에서 블록을 생성하고, 가상화폐를 획득한 후 상기 S100단계로 귀환한다.
상기 S100단계 내지 S400단계는 최초 가상화폐의 최대 발생 수까지 마이닝 될 때까지 반복 수행된다.
상기 S300단계에서는 기준 해쉬와 가까운 해쉬값을 가지는 노드에 블록 생성 권한을 부여하는 것으로 설명하였으나 이를 변형하여 다양한 방식으로 블록 생성 권한을 부여할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법은, 직전에 생성된 블록의 해쉬를 기준 해쉬로 설정하는 단계(S100)와, 노드들 각각은 보유한 가상화폐의 수가 설정된 수 이상인 가상지갑의 주소를 해쉬 함수에 입력하여 해쉬값을 생성하는 단계(S200)와, 각 노드의 가상지갑들이 보유한 가상화폐 수량의 순위를 추출하는 단계(S310)와, 각 노드들은 생성된 해쉬값과 기준 해쉬를 비교하여 각 노드별 순위를 정하고, 상기 가상화폐 수량의 순위와 조합하여 가장 순위가 높은 노드에 블록을 생성할 수 있는 권한을 부여하는 단계(S320)와, 권한을 부여받은 노드에서 블록을 생성하고, 상기 S100단계로 귀환하는 단계(S400)를 포함한다.
이하에서는, 상와 같이 구성되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법의 구성과 작용에 대하여 보다 더 상세히 설명한다.
먼저, S100단계에서는 직전에 생성된 블록의 해쉬를 기준 해쉬로 설정한다.
그 다음, S200 단계에서 각 노드는 설정된 양 이상의 가상화폐를 보유한 가상지갑의 주소를 해쉬 함수에 입력하여 새로운 해쉬값을 생성한다.
이때 각 노드의 가상 지갑은 자체적으로 블록체인을 스캔한 데이터베이스(직전 생성된 블록까지 각 가상지갑주소의 가상화폐 보유량이 기록된 데이터베이스)를 가지고 있어서 설정된 양 이상의 가상화폐를 보유한 가상지갑주소를 즉시 확인할 수 있도록 한다.
그 다음, S310단계에서는 상기 S200단계에서 사용한 데이터베이스를 이용하여 각 가상지갑이 보유한 가상화폐의 수량 정보를 이용하여 가상화폐 보유량 순위를 설정한다.
즉, 가장 많은 가상화폐를 보유한 가상지갑을 가지고 있는 노드의 순위를 높게 하고, 가상화폐 보유량에 따라 각 노드의 순위를 설정한다.
도 4에는 가상화폐 수에 따른 노드들의 순위를 도시하였다.
그 다음, S320단계에서는 상기 S200에서 생성된 해쉬값들을 S100단계에서 설정한 기준 해쉬와 비교하여, 기준 해쉬와 가까운 해쉬값을 가지는 주소의 가상지갑을 보유한 노드들의 순위를 정한다.
도 5에는 기준 해쉬와 가까운 주소의 가상지갑을 가지는 노드들의 순위를 도시하였다.
그 다음, 주소에 따른 순위와 상기 S310단계의 가상화폐 수량에 따른 순위를 조합하여 가장 순위가 높은 노드를 정하고, 가장 순위가 높은 노드에 블록을 생성할 권한을 부여한다.
상기 주소에 따른 순위와 가상화폐 수량에 따른 순위를 조합하는 방법은 다양하게 변경 실시할 수 있다.
일예로, 해당 노드의 순위를 합산하여 가장 작은 수의 노드에 블록을 생성할 권한을 부여할 수 있다.
도 4와 도 5를 참조하면 노드 100은 가상화폐 수량에 따른 순위와 주소에 따른 순위가 모두 1이고, 합은 2가 된다.
또한, 노드 50은 가상화폐 보유량 순위가 2이고, 주소에 따른 순위가 3이며, 합은 5가 되며, 노드 70은 반대로 가상화폐 보유량 순위가 3이고 주소에 따른 순위가 2이며, 합산 결과는 5가 된다.
따라서 노드 100에 블록을 생성할 권한을 부여할 수 있다.
이때, 상기 노드 50과 노드 70의 합산 결과는 모두 5로 동순위가 될 수 있으며, 필요에 따라 가중치를 부여하여 동점인 노드의 생성을 방지할 수 있다.
예를 들어 가상화폐 보유량 순위에 0.9를 곱한 값과 주소에 따른 순위를 더하거나, 반대로 주소에 따른 순위에 0.9를 곱한 값과 가상화폐 보유량 순위를 더하여 동점인 노드가 생기는 것을 방지할 수 있다.
위에서 가상화폐 보유량 순위에 0.9를 곱하는 방식은 하나의 노드에서 다수의 가상지갑을 생성하여 보유하는 것을 방지할 수 있는 기재로 작용될 수 있다.
본 발명은 블록 생성 기회를 부여하는 방식이 설정 가상화폐 수량 이상의 가상화폐를 보유한 가상지갑의 노드이기 때문에 설정 가상화폐 수량의 정수배 이상의 가상화폐를 보유한 노드에서는 가상지갑을 복수로 나누어 각 가상지갑에 설정 가상화폐 수량 이상을 보유할 수 있기 때문이다.
가상지갑의 수가 증가하면 네트워크 부하가 상대적으로 증가할 수 있기 때문에 패널티를 부가하기 위하여 최종 블록 생성 권한을 부여할 때는 가상화폐 보유량 순위에 0.9 등의 1 미만 소수를 곱할 수 있다.
또한, 가상화폐 보유량 순위에 0.1 미만의 소수를 곱하는 방식을 고려할 수 있다. 이는 가상화폐 보유량 순위의 가산점을 최소화하여 총 가상화폐의 51% 이상을 보유한 노드가 있더라도 51% 공격을 수행할 수 없도록 제한하기 위한 것으로 이해될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기존의 가상화폐 마이닝 방법과는 다르게 비트코인으로 대표되는 블록체인기술을 이용한 가상화폐의 마이닝 자격을 가상화폐 보유량으로 제한하고, 최종 블록 생성 권한은 직전에 생성된 블록의 해쉬인 기준 해쉬의 주소 근접성에 의해 부여되도록 함으로써, 네트워크 부하를 줄이고 51% 공격 등의 위험요소를 제거할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

Claims (6)

  1. a) 직전에 생성된 블록의 해쉬를 기준 해쉬로 설정하는 단계;
    b) 마이닝에 참여한 노드들 각각은 보유한 가상화폐의 수가 설정된 수량 이상인 지갑의 주소를 해쉬함수에 입력하여 새로운 해쉬를 생성하는 단계;
    c) 각 노드들은 생성된 해쉬와 기준 해쉬를 비교하고, 그 결과에 기초하여 특정 노드에게 블록을 생성할 수 있는 권한을 부여하는 단계; 및
    c) 권한을 부여받은 노드에서 블록을 생성하고, 상기 a) 단계로 귀환하는 단계를 포함하는 블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    보유한 가상화폐의 수량이 설정된 수량 이상인 지갑의 주소를 저장한 데이터베이스를 참조하는 것을 특징으로 하는 블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    생성된 해쉬 중 기준 해쉬와 가장 가까운 해쉬를 가지는 가상지갑을 보유한 노드에게 블록을 생성할 수 있는 권한을 부여하는 것을 특징으로 하는 블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    상기 데이터베이스를 이용하여 각 노드들의 가상화폐 보유량 순위를 설정하고,
    생성된 해쉬 중 기준 해쉬와 가장 가까운 해쉬를 가지는 가상지갑을 보유한 노드들의 주소에 따른 순위를 설정한 후,
    상기 보유량 순위와 주소에 따른 순위를 조합하여 가장 순위가 높은 노드에 블록을 생성할 수 있는 권한을 부여하는 것을 특징으로 하는 블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 순위의 조합은 보유량 순위와 주소에 따른 순위를 단순 합산하여, 합산 결과값이 가장 작은 노드에 블록 생성 권한을 부여하는 것을 특징으로 하는 블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 순위의 조합은 보유량 순위에 1 미만의 소수를 곱한 값과 주소에 따른 순위를 합산하여, 합산 결과값이 가장 작은 노드에 블록 생성 권한을 부여하는 것을 특징으로 하는 블록체인기술을 이용한 가상화폐 마이닝 방법.
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