KR20210003213A - 블록체인 네트워크를 분할하는 것 - Google Patents

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KR20210003213A
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마틴 시웰
바쎔 암머
바?? 암머
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Abstract

블록체인 네트워크를 샤드로 분할하는 컴퓨터-구현된 방법이 개시된다. 방법은: 부모 블록체인 트랜잭션을 식별하는 단계 - 부모 트랜잭션은 자식 블록체인 트랜잭션의 입력에 대응하는 출력에 의해 정의됨 -, 및 부모 트랜잭션 및 자식 트랜잭션을 동일한 샤드에 할당하는 단계를 포함한다.

Description

블록체인 네트워크를 분할하는 것
본 개시는 블록체인 네트워크를 분할하는(partitioning) 방법, 및 분할된 블록체인 네트워크의 트랜잭션을 유효성 검증하는(validating) 방법에 관한 것이고, 특히 비트코인 블록체인의 미사용 트랜잭션 출력(unspent transaction output, UTXO) 세트를 분할하는 방법 및 비트코인 블록체인의 분할된 UTXO 세트의 트랜잭션을 유효성 검증하는 방법에 관한 것이지만, 이에 제한되지 않는다.
본 문서에서, '블록체인'이란 용어를 모든 형태의 전자적인, 컴퓨터-기반의, 분산 원장(distributed ledgers)을 포함하는 것으로 사용한다. 이는 컨센서스-기반의 블록체인(consensus-based blockchain) 및 트랜잭션-체인 기술, 허가된 및 허가되지 않은 원장, 공유 원장 및 이의 변형을 포함한다. 블록체인 기술의 가장 널리 알려진 응용은 비트코인 원장이지만, 다른 블록체인 구현이 제안되고 개발되었다. 비트코인이 본원에서 편의 및 예시의 목적으로 언급될 수 있지만, 본 개시가 비트코인 블록체인을 통해 사용하는 것으로 제한되지는 않으며, 대안적인 블록체인 구현 및 프로토콜이 본 개시의 범주 내에 속한다는 점이 유의되어야 한다. "사용자"라는 용어는 본원에서 사람 또는 프로세서-기반의 리소스를 지칭할 수 있다. "비트코인"이란 용어는 비트코인 프로토콜을 기초로 하거나, 또는 이로부터 도출되는 임의의 버전 또는 변형을 포함하는 것으로 본원에서 사용된다.
블록체인은 결국 트랜잭션으로 구성되는 블록으로 구성되는 컴퓨터-기반의 탈중앙화된(decentralised) 분산 시스템으로 구현되는 피어 투 피어(peer-to-peer) 전자 원장이다. 각 트랜잭션은 블록체인 시스템에서 참가자 간의 디지털 자산의 제어의 송신을 인코딩하는 데이터 구조이며, 적어도 하나의 입력 및 적어도 하나의 출력을 포함한다. 각 블록은 블록이 그의 시작 이래로 블록체인에 기록된 모든 트랜잭션의 영구적이고 변경할 수 없는 레코드를 생성하기 위해 함께 연쇄되도록 이전 블록의 해시(hash)를 포함한다. 트랜잭션은 그 입력 및 출력에 내재된(embedded) 스크립트로 알려진 소규모 프로그램을 포함하고, 이는 트랜잭션의 출력이 어떻게 및 누구에 의해 액세스될 수 있는지를 지정한다. 비트코인 플랫폼에 대해, 이들 스크립트는 스택-기반의 스크립팅 언어(stack-based scripting language)를 사용하여 기록된다.
트랜잭션이 블록체인에 기록되게 하기 위해, 이는 "유효성 검증"되어야 한다. 네트워크 노드(채굴자)는, 각 트랜잭션이 유효하고, 무효한 트랜잭션이 네트워크로부터 거부됨을 보장하기 위한 작업을 수행한다. 노드 상에 설치된 소프트웨어 클라이언트는 그의 잠금 및 잠금 해제(locking and unlocking) 스크립트를 실행함으로써, 미사용 트랜잭션(unspent transaction, UTXO)에 대해 이 유효성 검증 작업을 수행한다. 잠금 및 잠금 해제 스크립트의 실행이 TRUE로 평가되는 경우, 트랜잭션은 유효하고 트랜잭션은 블록체인에 기록된다. 따라서, 트랜잭션이 블록체인에 기록되게 하기 위해, 이는 i) 트랜잭션을 수신하는 제1 노드에 의해 유효성 검증되고 - 트랜잭션이 유효성 검증되는 경우, 노드는 네트워크에서 다른 노드에 이를 중계함(relay) -; ii) 채굴자에 의해 구축되는 신규 블록에 추가되며; 및 iii) 채굴, 즉 과거 트랜잭션의 공공 원장에 추가되어야 한다.
암호 화폐(cryptocurrency) 구현의 사용에 대해 블록체인 기술이 가장 널리 알려져 있지만, 디지털 기업가는 신규 시스템을 구현하기 위해 비트코인이 기초로 하는 암호 보안 시스템뿐만 아니라 블록체인 상에 저장될 수 있는 데이터의 사용을 조사하기 시작하였다. 블록체인이 암호 화폐의 영역으로 제한되지 않는 자동화된 작업 및 프로세스에 대해 사용될 수 있는 경우, 이는 매우 유리할 것이다. 이러한 해결책은 블록체인의 장점(예를 들어, 이벤트의 영구적인 변조 방지 레코드, 분산 처리 등)을 이용할 수 있으면서, 그의 응용에서 더욱 범용성이 있을 것이다.
위에서 논의된 바와 같이, 블록체인 네트워크, 예를 들어, 비트코인 블록체인 네트워크는 안전한 분산된 컴퓨팅 시스템이다. 시스템의 전체 노드는 전체 블록체인의 사본을 지속시키고(persist), 관리하며, 트랜잭션을 전송 및 수신하고, 이를 유효성 검증하며, 및 공유된 탈중앙화된 합의(consensus) 프로토콜을 기초로 블록체인에 블록을 추가한다. 이 접근법은 안전하지만, 각 트랜잭션이 모든 전체 노드에 의해 유효성 검증되고 저장된다는 사실에 관련된 스케일링 결함(scaling flaws)을 갖는다. 유효성 검증에 대해, 이는 각 트랜잭션이 채굴자 쪽으로 계속 전파될 수 있기 전에 유효성 검증되어야 하기 때문에, 트랜잭션의 네트워크 전파에서 지연을 야기한다. 나아가, 유효성 검증에 기인한 지연은 네트워크를 렌더링하고, 시빌 공격(Sybil attacks)과 같은 "이중-지불(double-spend)" 관련 공격에 민감하다.
본 개시는 또한, 샤딩(sharding)으로 알려진 수평 분할의 사용을 통해 블록체인 네트워크의 보안뿐만 아니라 확장성, 속도, 신뢰성뿐만 아니라, 샤딩된(sharded) 블록체인 네트워크 상에서 트랜잭션을 할당하고 및/또는 유효성 검증하는 연관된 기술 또는 프로토콜을 개선하는 것을 목표로 한다. 본원에서:
- 샤딩된 블록체인에 대한 네트워크 구조; 및
- 샤딩된 UTXO 및 멤풀 구조(mempool structure)가 개시된다.
이 기술분야에서 분할은 두 개의 특정 차원, 즉 수평 및 수직을 고려한다. 샤드(shards)로 알려진 수평으로-분할된 데이터베이스의 분할된 섹션에서, 특정 데이터베이스 스키마의 실질적으로 다수의 인스턴스가 있고, 데이터는 이들 인스턴스의 각각을 통해 확산되며, 인스턴스 중복을 디스카운트한다(discounting). 하지만, 수직 분할은 주어진 데이터베이스 스키마를 다수의 노드로 나누며(splitting), 이를 통해 특정 객체의 속성은 정규화를 사용하여 확산된다.
블록체인 네트워크에 참여하기를(involved) 원하는 상이한 파티는 소형의 저전력 기계부터 서버 팜(server farms)까지, 다양한 컴퓨팅 리소스를 보유할 수 있다. 그러므로, 참가 파티는 컴퓨팅 리소스에 의해, 블록체인 네트워크에서 미리 결정된 참여 수준(predetermined level of involvement)으로 제한된다.
비트코인에서, 블록체인 그 자체는 블록의 생성에서 채굴되는 코인의 소유권에서 특정 변경을 마킹하는 링크된(linked) 트랜잭션의 세트이다. 트랜잭션 유효성 검증 동안, 요구되는 검사 중 하나는 이중 지불이 없었음을 검사하는 것이다. 이중 지불은 트랜잭션 출력이 비트코인 멤풀에 이미 있거나 또는 블록체인 상에서 확인된(confirmed) 트랜잭션 입력에서 참조되었을 때이다. 멤풀은 각 전체 노드가 단독으로 유지하는 비트코인 트랜잭션에 대한 메모리 풀 또는 영역에 대한 참조로 알려진다. 전통적으로, 트랜잭션이 노드에 의해 검증된 이후에, 블록에 삽입될 때까지 이는 멤풀 내부에서 기다린다. 전체 블록체인을 유효성 검증하는 것 대신에, 트랜잭션 입력을 검사하는 측면에서 트랜잭션 유효성 검증을 더욱 효율적으로 만들기 위해 네트워크의 현재 상태는 UTXO 세트로 알려진 독립적인 구조 내에서 유지된다. 이 구조는 코인베이스(coinbase) 및 표준 트랜잭션을 포함할 수 있는, 트랜잭션에 의해 아직 사용되지 않은 각 트랜잭션 출력을 포함한다.
본 개시의 일 양상에 따라, 블록체인 네트워크를 샤드로 분할하는 컴퓨터-구현된 방법이 제공된다. 방법은: 블록체인 트랜잭션의 트랜잭션 id를 식별하는 것;　및 트랜잭션 id를 기초로 트랜잭션을 샤드에 할당하는 것을 포함한다.
블록체인 네트워크를 샤드로 분할하는 것은 사용자가 블록체인 네트워크를 통한 자신의 참여 수준을 선택하는 것을 가능하게 한다. 각 사용자는 하나 이상의 샤드의 멤버이도록 선택할 수 있다. 모든 샤드보다 적은 멤버인 사용자는 사용자가 멤버인 샤드에 할당된 트랜잭션의 모두를 저장하는 데 더 작은 저장 공간을 요구한다. 트랜잭션을 그의 트랜잭션 id를 기초로 샤드에 할당하는 것은 결과적인 샤드 크기가 거의 동일할 것이라는 장점을 제공하며, 이를 통해 더 작은 샤드의 멤버에 비해 상대적으로 더 큰 샤드의 멤버에 대해 과도한 부담을 주는 것을 방지하면서, 동시에 트랜잭션 및 연관된 검증이 임의의 과도한 지연 없이 정확하게 수행되는 것을 가능하게 한다.
본원에서 언급된 사용자는 하나 이상의 노드 또는 컴퓨팅 디바이스와 연관될 수 있으며, 이들 노드는 또한, 분할된 블록체인 네트워크에서 클라이언트 엔티티로서 지칭될 수 있다. 이하에서, 사용자에 대한 참조는 또한, (샤딩되거나 또는 분할된 블록체인 네트워크의 일부인 노드 또는 엔티티를 소유하거나 또는 제어할 수 있는) 사용자와 연관된 노드 또는 엔티티에 대한 참조로 이해될 수 있다. 각 노드는 분할된 블록체인 네트워크에서 적어도 하나 이상의 다른 노드와 통신 가능하게 결합될 수 있다.
본 개시의 이 양상뿐만 아니라 (아래에서 논의되는) 다른 양상과 연관된 본원에서 논의된 이들 장점은 노드 및 결과적인 네트워크 토폴로지의 구조 및 네트워크의 노드와 연관된 샤딩된 블록체인 네트워크 및 프로토콜의 아키텍처에 기인한다. 이러한 샤딩된 네트워크에서 UTXO를 수신하는 것, 저장하는 것 및/또는 유효성 검증하는 것은, 각 샤드 내의 노드에 대한 유효성 검증 기술뿐만 아니라 통신, 데이터 저장, 데이터 공유를 위한 서술되고 청구된 방법, 규칙 또는 프로토콜을 사용하는 것뿐만 아니라, 상이한 샤드에 속하는 노드와의 통신을 위해 연관된 규칙 및 프로토콜을 기초로 수행된다.
이들 특정 구조, 데이터 흐름의 방법, 트랜잭션 할당 및 유효성 검증 프로토콜은 본 개시의 다양한 실시예에 대해 아래에서 더 설명될 것이다. 유리하게, 샤딩된 블록체인 네트워크 내의 트랜잭션의 할당 및 이러한 할당된 트랜잭션의 유효성 검증을 위해 본원에서 서술된 샤딩된 네트워크 구조 또는 아키텍처 및 연관된 방법은 데이터 흐름, 데이터 저장 및 UTXO 유효성 검증 검사를 위한 새로운 기술을 가능하게 한다. 나아가, 이들 기술은 구조 및 데이터 통신/유효성 검증 프로토콜의 관점에서 비트코인 블록체인에서의 시빌 공격과 같은 이중 지불 공격을 유리하게 방지한다.
방법은 트랜잭션 id를 사용하여 동작(operation)을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. 트랜잭션을 샤드에 할당하는 단계는 동작의 결과를 기초로 할 수 있다.
이는 동작의 선택에 의존하여 샤드의 배열이 조정될(tailored) 수 있는 장점을 제공한다.
동작은 모듈로 연산(modulo operation)을 포함할 수 있다.
이는 원하는 수의 동일한 크기의 샤드가 더욱 쉽게 생성될 수 있는 장점을 제공한다. 본 개시에 따라, 블록체인 네트워크를 샤드로 분할하는 추가적인 컴퓨터-구현된 방법이 제공된다. 방법은 부모 블록체인 트랜잭션을 식별하는 것 - 부모 트랜잭션은 자식 블록체인 트랜잭션의 입력에 대응하는 출력에 의해 정의됨 -; 및 부모 트랜잭션 및 자식 트랜잭션을 동일한 샤드에 할당하는 것을 포함한다.
블록체인 네트워크를 샤드로 분할하는 것은 사용자가 블록체인 네트워크를 통한 그 자신의 참여 수준을 선택하는 것을 가능하게 한다. 각 사용자는 하나 이상의 샤드의 멤버이도록 선택할 수 있다. 모든 샤드보다 적은 멤버인 사용자는 사용자가 멤버인 샤드에 할당된 트랜잭션 모두를 저장하는 데 더 작은 저장 공간을 요구한다. 부모 블록체인 트랜잭션을 식별하는 것을 기초로 트랜잭션을 샤드에 할당하는 것 - 부모 트랜잭션은 자식 블록체인 트랜잭션의 입력에 대응하는 출력에 의해 정의됨 -, 및 부모 트랜잭션 및 자식 트랜잭션을 동일한 샤드에 할당하는 것은, 유효성 검증되는 자식 트랜잭션이 동일한 샤드의 멤버인 부모 트랜잭션을 항상 가질 것이기 때문에, 특정 샤드의 멤버인 사용자에 의해 수행되는 유효성 검증 동작이 더욱 적은 정보가 상이한 샤드의 멤버인 사용자로 및 그로부터 송신되도록 요구하면서 수행될 수 있다는 장점을 제공한다.
본 개시에 따라, 블록체인 네트워크와 연관된 트랜잭션을 할당하기 위한 컴퓨터-구현된 방법에 관한 것이며, 블록체인 네트워크는 복수의 샤드로 분할되고 - 각 샤드는 적어도 하나의 노드를 포함함 -, 블록체인 네트워크에서 각 노드는 복수의 샤드 중 적어도 하나의 샤드와 연관되고, 방법은: 주어진 트랜잭션의 입력을 식별하는 단계; 주어진 트랜잭션의 입력에 대응하는 이전 트랜잭션의 출력을 식별하는 단계; 이전 트랜잭션이 주어진 트랜잭션의 부모 트랜잭션임을 결정하는 단계 - 주어진 트랜잭션은 자식 트랜잭션임 -; 복수의 샤드 중 샤드를 식별하는 단계; 복수의 샤드 중 식별된 샤드에 부모 및 자식 트랜잭션을 할당하는 단계; 및 결정된 샤드 내의 적어도 하나의 노드로 부모 및 자식 트랜잭션을 분산시키는 단계를 포함한다.
부모 트랜잭션은 자식 블록체인 트랜잭션의 복수의 입력의 입력을 사용하여 식별될 수 있다. 사용된 입력은 그의 인덱스(index)를 기반으로 선택될 수 있다. 인덱스는 1일 수 있으며, 이 경우 사용된 입력은 복수의 입력의 제1 입력이다.
이는 다수의 입력을 갖는 자식 트랜잭션이 샤드에 할당되는 것을 가능하게 하는 장점을 제공한다.
부모 트랜잭션은 자식 블록체인 트랜잭션의 복수의 입력 중 가장 큰 입력의 서브세트(subsets)를 사용하여 식별될 수 있다. 예를 들어, 자식 트랜잭션이 다섯 개의 입력을 갖고, 다섯 개 중 두 개가 이전 트랜잭션의 두 개의 출력을 참조하고 나머지 세 개의 입력 각각이 세 개의 상이한 이전 트랜잭션을 참조하는 경우, 부모 트랜잭션은 가장 큰 입력의 서브세트인 두 개의 입력 양자가 참조하는 이전 트랜잭션으로 정의된다.
이는 다수의 입력을 갖는 자식 트랜잭션에 대해, 상이한 샤드의 멤버인 사용자로부터 요구되는 정보의 양이 감소되는 장점을 제공한다.
일부 실시예에서, 방법은 노드의 샤드 멤버십 정보를 네트워크 내의 노드 및/또는 하나 이상의 다른 노드와 연관된 샤드 내의 모든 다른 노드에 전달하거나(communicating) 또는 브로드캐스팅하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 수정된 addr 메시지를 사용하여 전달(communication)이 수행되는 것을 포함할 수 있으며, 수정된 addr 메시지는 노드가 연관된 하나 이상의 샤드의 표시(indication)를 포함한다.
본 개시에 따라, 블록체인 트랜잭션을 유효성 검증하기 위한 컴퓨터-구현된 방법이 또한 제공된다. 방법은: 적어도 하나의 UTXO를 포함하는 적어도 하나의 샤드의 멤버 노드로부터 트랜잭션의 적어도 하나의 각각의 입력에 의해 참조되는 적어도 하나의 UTXO를 요청하는 것;　적어도 하나의 노드로부터 적어도 하나의 UTXO의 유효성 검증 데이터(validity data)를 획득하는 것;　및 유효성 검증 데이터를 사용하여 적어도 하나의 입력에 대해 유효성 검증 검사를 수행하는 것을 포함한다.
이 방법은 블록체인 트랜잭션의 유효성 검증이 샤딩된 블록체인 네트워크에서 이루어지는 것을 가능하게 한다. 이 방법에 의해 제공되는 장점은 각 사용자가 하나 이상의 샤드의 멤버이도록 선택할 수 있다는 것이며, 모든 샤드보다 적은 멤버인 사용자는 사용자가 멤버인 샤드에 할당된 트랜잭션의 모두를 유효성 검증하는 데 더 적은 컴퓨팅 능력(computing power)을 요구한다.
본 개시에 따라, 블록체인 트랜잭션을 유효성 검증하기 위한 컴퓨터-구현된 방법이 더 제공된다. 방법은: 트랜잭션의 적어도 하나의 각각의 입력에 의해 참조되는 적어도 하나의 UTXO를 포함하는 적어도 하나의 샤드를 식별하는 것;　트랜잭션을 적어도 하나의 샤드의 적어도 하나의 멤버 노드로 송신하는 것;　및 UTXO의 유효성 검증 데이터를 사용하여 적어도 하나의 입력에 대해 유효성 검증 검사를 수행하는 것을 포함한다.
이 방법은 블록체인 트랜잭션의 유효성 검증이 샤딩된 블록체인 네트워크에서 이루어지는 것을 가능하게 한다. 이 방법에 의해 제공되는 장점은 각 사용자가 하나 이상의 샤드의 멤버이도록 선택할 수 있다는 것이며, 모든 샤드보다 적은 멤버인 사용자는 사용자가 멤버인 샤드에 할당된 트랜잭션 모두를 유효성 검증하는 데 더 적은 컴퓨팅 능력을 요구한다.
위의 방법 중 임의의 것은 노드의 샤드 멤버십 정보에 대한 요청을 다른 노드로 전달(communicating)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이는 샤드 멤버십 정보를 찾는 노드가 그 정보의 위치를 더욱 쉽게 알아내기 위한 메커니즘을 제공 받는 장점을 제공한다.
위의 방법 중 임의의 것은 노드의 샤드 멤버십 정보를 다른 노드로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이는 노드의 샤드 멤버십 정보가 노드 간에 송신되는 메커니즘을 제공하며, 이를 통해 유효성 검증 동작을 수행하는 노드가 실패할 가능성을 감소시키는 장점을 제공한다.
전달은 수정된 addr 메시지를 사용하여 수행될 수 있다.
이는 노드 간에 샤드 멤버십 정보를 교환하기 위한 더욱 안전한 메커니즘을 제공하는 장점을 제공한다.
본 개시는 또한, 시스템을 제공하며:
프로세서; 및
프로세서에 의한 실행의 결과로서, 시스템이 본원에서 서술된 컴퓨터-구현된 방법의 임의의 실시예를 수행하게 하는 실행가능 명령어를 포함하는 메모리를 포함한다.
본 개시는 또한, 컴퓨터 시스템의 프로세서에 의한 실행의 결과로서, 컴퓨터 시스템이 본원에서 서술되는 컴퓨터-구현된 방법의 실시예를 적어도 수행하게 하는 실행가능 명령어를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 제공한다.
본 개시의 바람직한 실시예는 아래에서, 첨부 도면을 참조로 일반적으로 제한적이지 않은 방식으로 서술된다:
도 1a 및 1b는 본 개시의 제1 실시예에 따른 전통적인 블록체인 네트워크(도 1a)와 샤딩된 블록체인(도 1b) 네트워크 간의 비교를 도시하고;
도 2는 본 개시의 제2 실시예에 관련하여 사용되는 노드 사용 순환(rotation)을 도시하고;
도 3은 본 개시의 제3 실시예에 따른 샤드에 트랜잭션을 할당하는 방법을 도시하고;
도 4는 제4 실시예에 따른 샤드에 트랜잭션을 할당하는 방법을 도시하고;
도 5는 종래 기술의 UTXO 데이터 구조를 도시하고;
도 6은 본 개시의 제5 실시예를 도시하고;
도 7a 및 7b는 본 개시의 제6 실시예를 도시하고; 및
도 8a 및 8b는 본 개시의 제7 실시예를 도시한다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시예가 구현될 수 있는 컴퓨팅 환경을 도시하는 개략도이다.
현재 블록체인 네트워크에서, 상이한 노드는 대부분 구조화되지 않은 방식으로(노드 검색을 지원하기 위해 비트코인 클라이언트 내에서 다수의 하드코딩된 네트워크 시드(hardcoded network seeds)를 제외하고), 피어-투-피어(peer-to-peer)로 연결된다. 이들 노드는 다른 노드에 대한 유효한 트랜잭션, 블록 및 정보를 공유하기 위해 통신한다.
샤딩된 네트워크의 구조
본 개시의 제1 실시예는 본 개시에 따른 샤딩된 블록체인 네트워크의 구조를 도시하는, 도 1b에서 관찰될 수 있다. 다른 한편으로, 도 1a는 기존의 즉, 종래기술의 블록체인 네트워크의 구조를 도시한다.
본 개시에 따라, 파티가 블록체인 네트워크에 미리 결정된 참여 수준으로 참가하도록 비용이 많이 들고 강력한 컴퓨팅 리소스를 갖는 것에 대한 의존성을 감소시키기 위해, 파티는 샤딩된 블록체인 네트워크의 임의의 수의 샤드의 멤버가 되도록 허용될 수 있다. 이는 취미를 가진 사람(hobbyist)을 포함하는 소규모 파티가 도 1b에 도시된 네트워크의 단일 샤드의 멤버이도록 선택할 수 있고, 금융 기관과 같은 대규모 파티가 도 1b의 샤딩된 블록체인 네트워크의 다수의 또는 심지어 모든 샤드의 멤버이도록 선택할 수 있음을 의미한다. 이 접근법은 예를 들어, 더 높은 보안을 원하거나 또는 필요로 하는 이들 파티가 블록체인에서 모든 트랜잭션을 유효성 검증하고 저장할 수 있음을 보장하는 한편, 동일한 (더욱 높은) 수준을 바라지 않거나 또는 이를 요구하지 않을 수 있는, 또는 더욱 가벼운 가중 참여(lighter weight involvement)를 원할 수 있는 다른 파티 또는 엔티티가 또한, 도 1b의 동일한 샤딩된 블록체인 네트워크에 참가할 수 있고 단지 블록체인의 서브세트를 저장할 수 있음을 보장하기 위해, 트랜잭션 이력 보안을 요구할 수 있는 엔티티 또는 파티를 수용한다.
도 1b에서 관찰될 수 있는 바와 같이, 특정 노드는 하나 이상의 샤드 그룹의 멤버일 수 있다. 이는 이 도면에 도시된 음영 선에 의해 관찰될 수 있으며, 음영 영역 내의 노드는 샤드 2뿐만 아니라 샤드 3 양자의 멤버이다. 통신을 위해, 현재 비트코인 네트워크 및 비트코인 SV(BSV) 클라이언트에서, 이용 가능한 피어 즉, 네트워크에서의 노드의 목록은 이에 연결하고, 이에 분산되고 및 이로부터 수신할 수 있는 노드에 대한 정보를 보유한다. 제1 실시예에 따른 샤딩된 블록체인에서, 각 노드가 멤버인 샤드를 포함하는 추가적인 정보가 보유된다. 일부 구현에서, 네트워크를 통한 트랜잭션 전파를 다루기 위해, 도 1b에서 샤딩된 네트워크에 도시된 각 노드는 그의 트랜잭션을 상이한 샤드로 향하게 전파하기 위해 각 샤드로부터 적어도 단일 노드와 통신할 수 있도록 배열되거나 구성된다. 일부 구현에서, 각 노드에 의해 보유된 정보는 도 1b에서 관찰되는 샤딩된 네트워크에서 그것이 이에 연결하고, 이에 분산되고, 이로부터 수신할 수 있는 노드와, 그것이 속하는 샤드를 나타내기 위한 데이터 구조의 형태로 있을 수 있다. 식별자, 엔티티 연관 등과 같은 노드에 관련된 다른 세부사항도 또한 보유될 수 있다. 이 데이터 구조는 예를 들어, 각 노드와 연관된 메모리 내에 보유될 수 있거나, 또는 샤드와 연관된 메모리에 보유될 수 있다.
도 1b에서 관찰될 수 있는 바와 같은 샤딩된 네트워크에 관련된 제2 실시예에서, 노드가 단일 샤드 내에서 다수의 다른 노드와 통신하는 기술이 설명된다. 이 기술은 블록체인 네트워크 내에서 "시빌 스타일" 공격을 유리하게 방지한다.
시빌 공격은 단일 적(adversary) 또는 악성 엔티티가 네트워크에 알려지지 않은 네트워크 상의 다수의 노드를 제어할 수 있는 공격이다. 예를 들어, 적은 다수의 컴퓨터 및 IP 주소를 생성할 수 있으며, 또한, 모두 존재하는 것처럼 가장하는 시도에서 다수의 계정/노드를 생성할 수 있다. 이러한 공격의 징후(manifestation)는 다음의 예시적인 구현에서 관찰될 수 있다. 공격자가 그가 제어하는 클라이언트로 네트워크를 채우도록 시도하는 경우, 노드는 공격자 노드에만 연결할 가능성이 매우 높을 수 있다. 예를 들어, 공격자는 노드에 대한 블록 및 트랜잭션의 중계를 거부할 수 있으며, 네트워크로부터 그 특정 노드를 효과적으로 연결 해제할 수 있다. 이는 또한, 그가 생성하는 블록을 중계하고, 별도의 네트워크에 노드 또는 엔티티를 효과적으로 배치하여, 그것이 이중-지불 공격에 대한 개방을 나타내는 그 노드 또는 엔티티와 연관된 노드 및 트랜잭션을 남기는 공격자에 의해 나타날 수 있다. 따라서, 시빌 공격은 기존의 블록체인 네트워크에 대한 문제이다.
도 1b에서 관찰될 수 있는 바와 같이 샤딩된 블록체인 네트워크에서 시빌 공격을 방지하기 위해, 제2 실시예에 따라, 노드는 단일 샤드 내의 다수의 또는 모든 다른 노드와 통신하도록 구성된다. 위에서 논의된 바와 같이, 시빌 공격은 특정 노드로부터 전송된 트랜잭션을 효과적으로 무시할 수 있으며, 네트워크를 통한 추가적인 그의 전파를 방지한다. 그러므로, 본 개시의 제2 실시예에서, 도 2에서 관찰되는 바와 같이, 주어진 샤드에서의 어느 노드에 의한 기술은 다른 샤드에서의 노드에 대한 정보를 교환하고, 그 사용을 순환시킬 수 있다.
제2 실시예에 따라, 샤딩된 네트워크에서 각 노드는 모든 트랜잭션을 서로 브로드캐스트할 수 있다. 주어진 노드가 트랜잭션과 연관된 샤드의 멤버가 아니면(이 연관은 제3 및 제4 실시예를 참조하여 아래에서 서술됨), 전체 트랜잭션의 유효성 검증을 하는 것 대신에, 이는 계속 전파하기 전에, 기본 트랜잭션-수준 검사를 수행한다. 일부 구현에서, 제2 실시예에 관련하여 위에서 논의된 프로토콜 및 규칙은 본원에서 논의된 본 개시의 다른 실시예 중 하나 이상의 일부 또는 모두에 관련되고 이것으로 고려된다는 점이 유의된다.
상이한 또는 특정 시간/인스턴스에서, 다른 노드에 대한 세부사항도 또한, 특정 샤드에서 노드간에 공유될 수 있다. 이는 addr 프로토콜 메시지의 수정된 버전을 사용하여 본 개시의 제2 실시예에 따라 수행된다. 현재 비트코인 프로토콜의 일부로서 존재하는 addr 메시지의 일 구현은 하나 이상의 IP 주소 및 포트를 나열하거나 또는 식별하는 데 사용된다. 예를 들어, getaddr 요청은 (예를 들어, 부트스트래핑(bootstrapping)을 위한) 다수의 알려진-활성(active) 피어를 포함하는 addr 메시지를 획득하는 데 사용될 수 있다. addr 메시지는 종종, 하나의 주소만을 포함하지만, 때때로 더 많은, 일부 예시에서 최대 1000개까지 포함한다. 일부 예시에서, 모든 노드는 주기적으로 즉, 24 시간마다 그 자신의 IP 주소를 포함하는 addr을 브로드캐스트한다. 그 후, 노드는 이들 메시지를 그의 피어에게 중계할 수 있으며, 그들에게 새로운 경우 중계된 주소를 저장할 수 있다. 이 방식에서, 네트워크에서 노드는 네트워크에 연결하는 순간 또는 그 이후에, 어느 IP가 네트워크에 연결되는지의 타당하게 알아보기 쉬운 픽처를 가질 수 있다. 대부분의 경우, IP 주소는 초기 addr 브로드캐스트에 기인하여, 모든 사람의 주소 데이터베이스에 추가된다.
본 개시에 따른 수정된 addr 프로토콜의 일 구현은 상기에 부가하여 특정 노드가 속한 샤드 또는 샤드들에 대한 추가적인 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 수정된 addr 프로토콜에서 도 1b와 같은 공유된 네트워크에서 노드가 네트워크에서 특정 샤드에 합류(joins)할 때, addr 메시지의 일부로서 브로드캐스트되는 것은 또한, 그것이 멤버인 하나 이상의 샤드를 식별하는 필드를 포함할 수 있다. 그러므로, 이 정보는 또한, 도 1b의 네트워크에서 피어로부터의 getaddr 요청에 대한 응답으로 반환된다. 제1 실시예에서 논의된 바와 같이, 이러한 정보는 각 노드 및/또는 노드가 연관된 각 샤드와 연관된 데이터 구조를 기초로 할 수 있다. 일부 실시예에서, 수정된 addr 프로토콜은 또한, 노드가 그의 멤버인 샤드의 상태 및/또는 노드 그 자체의 상태를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 멤버 샤드에서 노드의 수의 세부세항이 식별될 수 있거나, 또는 특정 샤드가 활성인지, 또는 주어진 샤드에서 활성 노드의 수가 또한 식별될 수 있다.
샤딩된 네트워크에서 샤드에 트랜잭션을 할당하는 것
위에서 서술된 바와 같이, 샤딩된 블록체인 네트워크에서, 트랜잭션은 모든 노드에 의해 유효성 검증 및 저장되지 않지만, 이는 그 대신에 하나 이상의 특정 샤드에 할당된다. 그러므로, 트랜잭션을 상이한 샤드에 할당하기 위한 전략이 요구된다. 아래에서 두 개의 가능한 실시예가 서술될 것이며, 본 개시의 제3 실시예에 따른 "트랜잭션 id-기반" 샤딩, 및 본 개시의 제4 실시예에 따른 "입력-기반" 샤딩으로 지칭된다.
일부 구현에서, 기존 비트코인 프로토콜이 어느 스킴(scheme)을 시작하기 위해 포크(fork)를 겪을 가능성이 있을 수 있다. 주어진 샤드에서 노드가 후속적으로 트랜잭션을 수신할 때, 노드는 그것이 올바른 샤드로 전송되었는지 검사할 수 있다. 이 접근법은 샤드 간의 트랜잭션의 균형(balancing)을 제공한다.
어느 샤딩 방법이든 블록체인에 소급적으로(retroactively) 어느 정도까지 적용될 수 있다. 즉, 샤딩된 네트워크가 블록체인에서 제1 블록(비트코인 블록체인의 경우 소위 제네시스 블록(genesis block))의 시간부터 차후의 임의로 선택된 블록 넘버(block number)까지 내내 존재하는 것으로 정의되도록, 어느 방법이 적용될 수 있다.
아래에 서술된 샤딩 방법은 순차적으로, 및 임의의 순서로 다수회 적용될 수 있다. 예를 들어, 트랜잭션-id 샤딩은 제1 인스턴스에서 수행될 수 있고, 입력-기반 샤딩은 차후에 수행될 수 있다. 또한, 방법 중 어느 하나가 앞서 서술된 바와 같이 소급적으로 적용될 수 있으며, 이에 부가하여 어느 방법이 후속적으로 적용될 수 있다. 샤딩 방법이 적용되고, 프로토콜이 노드의 수를 증가시킴으로써 스케일링하는 것을 허용할 때마다, 샤드의 수 n이 선택될 수 있다. 노드의 수는 네트워크 상의 전체 노드의 수, 블록체인의 크기 및/또는 다른 특성을 기초로 선택될 수 있다. 아래에서 서술되는 샤딩 방법 양자에 대해, 샤딩이 이루어지면 각 노드에 의해 트랜잭션이 저장되는 방식도 또한 서술될 것이다.
트랜잭션 Id 기반 샤드 분산
수평으로-분할된 블록체인에서, 각 샤드가 네트워크 상의 모든 트랜잭션을 포함하지 않고 이를 다루지 않으므로, 상이한 샤드에 트랜잭션을 할당하기 위한 전략이 요구된다. 나아가, 임의의 샤딩 방법은 추가적인 샤딩을 수행할 수 있어야 한다. 본 개시의 제3 실시예에서, 도 3의 도움으로 설명된 바와 같이, 샤드에 걸친 트랜잭션 분산은 트랜잭션 id(txid)를 기초로 다루어진다.
단계 302에서, 주어진 트랜잭션에 대한 트랜잭션 id가 생성되고, txid로 표시된다. 일부 구현에서, 이 txid는 트랜잭션 데이터에 SHA256 함수를 적용한 결과로서 획득된다.
단계 304에서, 이 트랜잭션 id를 사용하여, txid 및 샤딩된 네트워크에서 이용 가능한 샤드의 수를 기초로 동작이 수행된다. 일부 구현에서, 블록체인 네트워크 상의 현재 활성인 샤드의 수의 모듈러스(modulus)가 트랜잭션 id에 적용되며, 즉, 샤드 넘버(shard number) = txid mod n이고, 여기서 n은 샤드의 (원하는 또는 활성인) 수이다.
단계 306에서, 단계 304의 결과는 그 후, 주어진 트랜잭션이 할당된 샤드에 대응한다.
단계 308에서, 트랜잭션은 단계 306에서 할당되면, 식별된 샤드에 분산되고 즉, 트랜잭션은 단계 306에서 식별된 샤드에 포함된 노드에 분산될 것이다.
그러므로, 주어진 샤드에서 노드가 트랜잭션을 수신할 때, 그 노드는 그것이 올바른 샤드로 전송되었는지 쉽게 검사할 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 검사는 제1 실시예에서 앞서 논의된 바와 같이, 그 노드와 연관된 정보를 포함하는 각 노드와 연관된 데이터 구조를 기초로 용이해질 수 있다. 유리하게, 이 접근법은 샤드에 걸친 트랜잭션의 균일한 균형을 제공한다.
네트워크 상의 샤드 카운트(shard count)는 다음을 포함하는 다수의 파라미터를 기반으로 임의로 선택될 수 있다:
- 네트워크 상의 전체 노드의 수; 및
- 블록체인의 크기.
입력-기반 샤드 분산
본 개시의 제4 실시예에 따른 샤딩 방법은 도 4의 흐름도의 도움으로 설명된다.
이 실시예에서, 단계 402에서, 주어진 트랜잭션의 입력이 식별된다. 일부 구현에서, 이는 트랜잭션에 대한 제1 입력이다.
단계 404에서, 단계 402에서 입력이 참조하는 이전 트랜잭션의 출력이 식별된다.
단계 406에서, 단계 402 및 404의 결과, 즉 대응하는 입력 및 이전 트랜잭션으로부터의 출력은 도 1b에서 관찰되는 바와 같이 샤딩된 네트워크에서 동일한 샤드에 모두 할당된다. 일부 구현에서, 이 단계는 트랜잭션 양자를 할당하기 위한 샤드를 식별하는 것을 포함한다. 일 예시에서, 이것이 이미 할당된 경우, 이는 이전 트랜잭션과 연관된 샤드일 수 있다. 다른 예시에서, 위에서 논의된 바와 같이, 주어진 또는 이전 트랜잭션에 대한 getaddr 요청에 대한 응답 또는 수정된 addr 브로드캐스트는 샤드를 식별하는 데 사용될 수 있다. 다른 예시에서, 샤드는 양자가 동일한 샤드에 배정되는 한, 양자의 트랜잭션에 대해 랜덤으로 또는 규정된 즉, 순환 기반으로 선택될 수 있다. 이는 예를 들어, 부모 트랜잭션이 식별되지 않은 경우, 즉 수신된 코인베이스 또는 제1 트랜잭션인 경우 적용될 수 있다.
단계 408은 단계 402 내지 406에서 위의 프로세스가 그의 제1 입력에 의해 링크된 트랜잭션의 체인을 생성하기 위해 반복되는 것을 나타낸다.
후속 트랜잭션의 제1 입력에 의해 출력이 참조되는 트랜잭션은 이 맥락에서 "부모" 트랜잭션으로 지칭되고, 후속 트랜잭션은 "자식" 트랜잭션으로 지칭된다.
복수의 입력이 주어진 트랜잭션에 존재하는 경우 방법을 수행하기 위해 임의의 입력이 선택될 수 있기 때문에; 단계 402에서 부모를 정의하기 위한 제1 입력의 사용은 방법에 필수적이지 않다는 것이 유의될 것이다. 예를 들어, 자식 트랜잭션의 특정 수의 입력이 부모와 동일한 샤드에서 트랜잭션의 출력을 참조하는 경우, 이전 트랜잭션은 자식 트랜잭션의 부모로서 정의될 수 있다. 입력의 수는 자식 트랜잭션의 대다수의 입력을 정의할 수 있다.
제3 및 제4 실시예의 위의 두 개의 샤딩 방법은 임의의 순서로 순차적으로 수행될 수 있으며, 두 개의 방법은 원하는대로 다수회 수행될 수 있음이 유의될 것이다. 예를 들어, 블록체인 네트워크는 제4 실시예의 입력-기반 분산에 따라 포크될 수 있고, 후속적으로 결과적인 포크 중 하나 이상은 제3 실시예의 트랜잭션 ID-기반 분산에 따라 샤딩될 수 있다. 따라서, 단계 406에서 위에서 논의된 일부 구현에서, 할당된 샤드는 입력의 수 또는 정말(indeed) 고려될 제1 또는 임의의 다른 규정된 특정 입력을 기초로 식별된 부모의 것과 동일할 것이다.
UTXO 세트/멤풀 샤딩
현재 비트코인 네트워크에서, 모든 노드는 그 자신의 UTXO 세트를 유지하며, 이는 유효성 검증 동안 검사되고 업데이트된다. UTXO 세트의 예시는 도 5에 도시된다.
본 개시의 제5 실시예에 따라, (도 1b에 도시된 것과 같은) 샤딩된 블록체인에서, 하나 이상의 샤드의 각 멤버 노드는 노드가 멤버인 각 샤드에 관련된 트랜잭션에 관련된 UTXO 세트를 갖는다. 이는 하나보다 많은 샤드의 멤버인 노드를 나타내는 도 6에 더 예시된다. 이는 이 도면에서 중첩되는 구별되는 음영 영역에 의해 관찰된다. 일부 구현에서, 제5 실시예에 관련하여 이하에서 샤딩된 UTXO로 지칭되는 이러한 UTXO 세트는, 본원에서 논의된 본 개시의 다른 실시예의 하나 이상의 일부 또는 전체에 관련되고 이로 고려될 수 있음이 이해될 것이다.
트랜잭션 유효성 검증
트랜잭션이 유효성 검증되도록, 비트코인 네트워크에서 UTXO 세트가 검사되고 업데이트되어야 한다. 본 개시는 UTXO 세트가 샤딩될 때 샤딩된 블록체인에 대한 유효성 검증을 구현하기 위한 이 프로세스의 새로운 버전을 제공한다. 위에서 서술된 바와 같이, 도 1b에서와 같은, 샤딩된 블록체인 상의 각 노드는 그가 멤버인 샤드의 정보를 포함하는, 네트워크 상의 노드의 목록과 연관되거나 또는 이를 유지한다. 이는 제1 실시예에 관련하여 위에서 논의된다.
본 개시에 따른 트랜잭션 유효성 검증을 위한 두 개의 방법이 서술되며, 이는 UTXO 세트를 검사하기 위해 사용될 수 있다. 이들은 각각 제6 실시예에 따른 트랜잭션 샤드 유효성 검증(Transaction Shard Validation); 및 본 개시의 제7 실시예에 따른 UTXO 샤드 유효성 검증(UTXO Shard Validation)으로 명명된다.
트랜잭션 샤드 유효성 검증
제6 실시예에서, 트랜잭션 유효성 검증은 트랜잭션이 할당된 샤드에 의해 수행된다. 제3 실시예에 관련하여 앞서 서술된 바와 같이, 트랜잭션은 트랜잭션 id에 적용된 모듈로 함수의 결과를 사용하여 샤드로 분산된다. 트랜잭션이 상이한 샤드로부터 입력을 가질 수 있으므로, 유효성 검증 노드는 UTXO 검사를 위해 다른 샤드와 통신한다.
도 7a를 참조하면, 상이한 샤드 내의 노드 간에 수행되는 UTXO 세트 검사가 이제 서술될 것이다. 이 프로세스는 또한, 도 7b에 관련하여 설명된다.
제6 실시예에 따라, 샤드 4 내의 노드는 UTXO를 페치(fetch)하도록 그에 알려진 샤드 1 내의 노드에 요청을 한다. 이는 단계 702에서 관찰된다. 샤드 넘버는 예시를 위해서만 지정되며, 임의의 주어진 샤드와 연관된 임의의 주어진 노드가 이 요청을 수행할 수 있다.
그 후, 수신된 응답의 유효성 검증은 단계 704에서 평가된다. 노드 중 어느 것도 UTXO를 갖지 않는 경우, 널 응답(null response)이 주어진다. 이 경우, 해당 트랜잭션(transaction in question)은 단계 706에서 유효하지 않은 것으로 간주된다. 이 경우에, 트랜잭션의 추가적인 전파가 이루어지지 않을 것이다. 일부 경우에서, 예를 들어, 스크립트 오류, 또는 UTXO가 이용 가능하지 않는다는 임의의 표시가 존재하는 경우, 트랜잭션은 또한 유효하지 않은 것으로 간주된다.
주어진 트랜잭션의 UTXO가 수신되면, 트랜잭션 입력은 단계 708에서 유효한 것으로 간주된다. 배경 섹션에서 논의된 바와 같이, 노드 상에 설치된 소프트웨어 클라이언트 또는 프로그램 또는 애플리케이션은 그의 잠금 및 잠금 해제 스크립트를 실행함으로써 UTXO에 대한 이 유효성 검증을 수행할 수 있다. 일부 구현에서, 이는 트랜잭션에 대한 유효성 검증 데이터로 지칭된다. 잠금 및 잠금 해제 스크립트의 실행이 TRUE로 평가되는 경우, 트랜잭션은 유효하고 트랜잭션은 블록체인에 기록된다. 나아가, 위에서 또한 논의된 바와 같이, 유효성 검증 검사 중 하나는 이중 지불이 없었는지를 검사하는 것이다. 일부 구현에서, 노드가 트랜잭션을 수신할 때, 트랜잭션이 노드와 연관된, 또는 연관된 샤드의 데이터 구조에서 지불하는 UTXO를 조회할 것이다.
단계 710에서, 해당 트랜잭션은 그 후, 샤드 4 또는 샤드 4의 멤풀 상의 노드에 추가된다.
단계 712에서, 트랜잭션은 그 후, 샤드 4 내의 다른 노드로 전파된다.
UTXO 샤드-기반 유효성 검증
제7 실시예에서, 트랜잭션은 주어진 트랜잭션의 UTXO를 포함하는 (도 1b에서 관찰되는 바와 같은 샤딩된 네트워크의) 샤드로 전파된다.
도 8a는 샤드 4 내의 노드에 의해 생성된 지불 트랜잭션(Tx)이 그 트랜잭션의 UTXO를 포함하는 샤드의 각각으로 전파되는 것을 예시한다. 이 실시예에서, 노드는 트랜잭션을 샤드 1 및 2 양자에 전송한다. 프로세스는 도 8b에 더 예시된다.
샤드 내의 노드가 단계 802에서 주어진 트랜잭션을 수신할 때, 이는 그 후 이 실시예에서 동일한 샤드 내에 있는 입력을 기초로 트랜잭션을 유효성 검증하는 것을 진행한다.
따라서, 단계 804에서, 주어진 트랜잭션의 입력이 동일한 샤드와 연관되어 있는지가 검사된다. 제4 실시예에 따라, 트랜잭션은 위에서 논의된 바와 같이 샤드에 할당될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 노드가 하나보다 많은 샤드의 멤버인 경우, 이 단계에서 "동일한" 샤드 검사가 이러한 샤드 중 임의의 것에 적용될 것이다.
상이한 샤드에서 UTXO와 관련된 입력은 단계 806b에서 관찰될 수 있는 바와 같이, 유효성 검증되지 않는다. 일부 구현에서, 각 입력의 유효성 검증은 비트코인 네트워크에서 유효성 검증이 현재 수행될 수 있는 것과 동일한 방식으로 수행될 수 있다. 그렇지 않으면, 노드는 단계 806a에서 트랜잭션을 유효성 검증하는 것을 진행한다.
단계 806a에 추가로, 주어진 트랜잭션과 연관된 입력의 유효성 검증이 단계 808에서 검사된다. 위에서 논의된 바와 같이, 및 도 7b의 단계 706 및 708에서도, 미사용 트랜잭션(UTXO)에 대한 유효성 검증은 그의 잠금 및 잠금 해제 스크립트를 실행하는 것에 의한 것일 수 있다. 일부 구현에서, 이는 트랜잭션에 대한 유효성 검증 데이터로 지칭된다. 잠금 및 잠금 해제 스크립트의 실행이 TRUE로 평가되는 경우, 트랜잭션은 유효하고 트랜잭션은 블록체인에 기록된다. 나아가, 위에서 또한 논의된 바와 같이, 유효성 검증 검사 중 하나는 이중 지불이 없었는지를 검사하는 것이다. 일부 구현에서, 노드가 트랜잭션을 수신할 때, 트랜잭션이 노드 또는 노드의 샤드와 연관된 데이터 구조에서 지불하는 UTXO를 조회할 것이다.
UTXO가 존재하지 않거나 또는 값이 UTXO보다 클 때, 또는 스크립트 오류가 있는 경우와 같이, 입력이 유효하지 않는 경우에, 주어진 트랜잭션은 단계 810b에서 관찰되는 바와 같이 드롭된다(dropped). 이 경우, 주어진 트랜잭션은 동일한 샤드 내의 다른 노드로 전파되지 않는다.
입력이 유효한 것으로 간주되는 경우, 트랜잭션은 단계 810a에서 유효한 것으로 식별된다.
그 후, 트랜잭션은 단계 812에서 노드의 멤풀에 추가된다.
트랜잭션은 단계 814에서 노드와 연관된 샤드 내의 다른 노드로 전파된다.
이제 도 9를 참조하면, 본 개시의 적어도 하나의 실시예를 실시하는 데 사용될 수 있는 컴퓨팅 디바이스(2600)의 예시적이고 단순화된 블록도가 제공된다. 다양한 실시예에서, 컴퓨팅 디바이스(2600)는 도 1b에서 관찰되는 샤딩된 블록체인 네트워크의 하나 이상의 샤드에서 노드 또는 노드의 조합, 및/또는 단독으로 이루어지거나 또는 하나 이상의 다른 이러한 노드 또는 시스템에 통신 가능하게 결합될 때 위에서 서술되고 예시된 컴퓨터 구현된 시스템, 방법 또는 프로토콜 중 임의의 것을 구현하는 데 사용될 수 있다.
예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(2600)는 데이터 서버, 웹 서버, 휴대용 컴퓨팅 디바이스, 개인용 컴퓨터, 또는 임의의 전자 컴퓨팅 디바이스로서 사용하도록 구성될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 컴퓨팅 디바이스(2600)는 메인 메모리(2608) 및 영구 저장소(2610)를 포함하는 저장소 서브시스템(2606)과 통신하도록 구성될 수 있는 하나 이상의 수준의 캐시 메모리 및 메모리 제어기를 갖는 하나 이상의 프로세서(집합적으로 2602로 라벨링 됨)를 포함할 수 있다. 메인 메모리(2608)는 도시된 바와 같이 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM)(2618) 및 판독 전용 메모리(ROM)(2620)를 포함할 수 있다. 저장소 서브시스템(2606) 및 캐시 메모리(2602)는 본 개시에서 서술된 바와 같은 트랜잭션 및 블록과 연관된 세부사항과 같은, 정보의 저장을 위해 사용될 수 있다. 프로세서(들)(2602)는 본 개시에서 서술된 임의의 실시예의 단계 또는 기능을 제공하기 위해 이용될 수 있다.
프로세서(들)(2602)는 또한, 하나 이상의 사용자 인터페이스 입력 디바이스(2612), 하나 이상의 사용자 인터페이스 출력 디바이스(2614) 및 네트워크 인터페이스 서브 시스템(2616)과 통신할 수 있다.
버스 서브시스템(2604)은 컴퓨팅 디바이스(2600)의 다양한 구성요소 및 서브시스템이 의도된 대로 서로 통신할 수 있게 하는 메커니즘을 제공할 수 있다. 버스 서브시스템(2604)이 단일의 버스로서 개략적으로 도시되었지만, 버스 서브시스템의 대안적인 실시예는 다수의 버스를 이용할 수 있다.
네트워크 인터페이스 서브시스템(2616)은 다른 컴퓨팅 디바이스 및 네트워크에 대한 인터페이스를 제공할 수 있다. 네트워크 인터페이스 서브시스템(2616)은 컴퓨팅 디바이스(2600)로부터 다른 시스템으로부터 데이터를 수신하고 이로 데이터를 송신하기 위한 인터페이스로서 기능할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스 서브시스템(2616)은 데이터 기술자가 데이터 센터와 같은 원격 위치에 있는 디바이스로 데이터를 송신하고 그 디바이스로부터 데이터를 수신할 수 있도록, 데이터 기술자가 디바이스를 네트워크에 연결하게 할 수 있다.
사용자 인터페이스 입력 디바이스(2612)는 키보드; 통합형 마우스, 트랙볼, 터치패드, 또는 그래픽스 태블릿과 같은 포인팅 디바이스; 스캐너; 바코드 스캐너; 디스플레이에 포함되는 터치 스크린; 음성 인식 시스템, 마이크로폰과 같은 오디오 입력 디바이스; 및 다른 타입의 입력 디바이스와 같은 하나 이상의 사용자 입력 디바이스를 포함할 수 있다. 일반적으로, "입력 디바이스"라는 용어의 사용은 컴퓨팅 디바이스(2600)에 정보를 입력하기 위한 가능한 모든 타입의 디바이스 및 메커니즘을 포함하는 것으로 의도된다.
하나 이상의 사용자 인터페이스 출력 디바이스(2614)는 디스플레이 서브시스템, 프린터, 또는 오디오 출력 디바이스와 같은 비-시각적 디스플레이 등을 포함할 수 있다. 디스플레이 서브시스템은 CRT(cathode ray tube), 또는 LCD(liquid crystal display), LED(light emitting diode) 디스플레이, 또는 프로젝션과 같은 플랫-패널 디바이스 또는 다른 디스플레이 디바이스일 수 있다. 일반적으로, "출력 디바이스"라는 용어의 사용은 컴퓨팅 디바이스(2600)로부터 정보를 출력하기 위한 가능한 모든 타입의 디바이스 및 메커니즘을 포함하는 것으로 의도된다. 하나 이상의 사용자 인터페이스 출력 디바이스(2614)는, 예를 들어, 이러한 상호작용이 적절할 수 있을 때, 서술된 프로세스 및 그 변형을 수행하는 애플리케이션과의 사용자 상호작용을 용이하게 하기 위해 사용자 인터페이스를 제시하는 데 사용될 수 있다.
저장소 서브시스템(2606)은 본 개시의 적어도 하나의 실시예의 기능을 제공할 수 있는 기본 프로그래밍 및 데이터 구조를 저장하기 위한 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 제공할 수 있다. 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 애플리케이션(프로그램, 코드 모듈, 명령어)은 본 개시의 하나 이상의 실시예의 기능을 제공할 수 있고, 저장소 서브시스템(2606)에 저장될 수 있다. 이들 애플리케이션 모듈 또는 명령어는 하나 이상의 프로세서(2602)에 의해 실행될 수 있다. 저장소 서브시스템(2606)은 본 개시에 따라 사용되는 데이터를 저장하기 위한 보관소를 추가적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 메인 메모리(2608) 및 캐시 메모리(2602)는 프로그램 및 데이터를 위한 휘발성 저장소를 제공할 수 있다. 영구 저장소(2610)는 프로그램 및 데이터를 위한 영구적인(비-휘발성) 저장소를 제공할 수 있고, 플래시 메모리, 하나 이상의 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drives), 하나 이상의 자기 하드 드라이브(magnetic hard disk drives), 연관된 이동식 매체를 갖는 하나 이상의 플로피 디스크 드라이브, 연관된 이동식 매체를 갖는 하나 이상의 광학 드라이브(예를 들어, CD-ROM 또는 DVD 또는 블루-레이) 드라이브 및 다른 유사한 저장 매체를 포함할 수 있다. 이러한 프로그램 및 데이터는 본 개시에서 서술된 하나 이상의 실시예의 단계를 수행하기 위한 프로그램뿐만 아니라, 본 개시에서 서술된 트랜잭션 및 블록과 연관된 데이터를 포함할 수 있다.
컴퓨팅 디바이스(2600)는 휴대용 컴퓨터 디바이스, 태블릿 컴퓨터, 워크스테이션, 또는 아래에서 서술되는 임의의 다른 디바이스를 포함하는 다양한 타입일 수 있다. 추가적으로, 컴퓨팅 디바이스(2600)는 하나 이상의 포트(예컨대, USB, 헤드폰 잭, 라이트닝(Lightning) 커넥터 등)를 통해 컴퓨팅 디바이스(2600)에 연결될 수 있는 다른 디바이스를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(2600)에 연결될 수 있는 디바이스는 광섬유 커넥터를 수용하도록 구성되는 복수의 포트를 포함할 수 있다. 따라서, 이 디바이스는 광 신호를, 처리를 위해 디바이스를 컴퓨팅 디바이스(2600)에 연결하는 포트를 통해 송신될 수 있는 전기 신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 컴퓨터 및 네트워크의 계속 변하는 성질에 기인하여, 도 9에 도시된 컴퓨팅 디바이스(2600)의 서술은 디바이스의 바람직한 실시예를 예시할 목적으로 특정 예시로서만 의도된다. 도 9에 도시된 시스템보다 더 많거나 적은 구성요소를 갖는 다수의 다른 구성이 가능하다.
전술한 실시예는 본 개시를 제한하는 것이 아니고, 통상의 기술자는 첨부된 청구범위에 의해 정의된 본 개시의 범주를 벗어나지 않으면서, 다양한 대안적인 실시예를 설계 할 수 있음이 유의되어야 한다. 청구범위에서, 괄호안에 있는 임의의 참조 부호는 청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. "포함하는" 및 "포함한다" 등의 단어는 임의의 청구범위 또는 명세서 전체에 열거된 것 이외의 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다. 본 명세서에서, "포함한다"는 "포함하거나 구성된다"를 의미하고, "포함하는"은 "포함하거나 구성되는"을 의미한다. 요소의 단수형 참조는 이러한 요소의 복수형의 참조를 배제하지 않으며, 그 역으로도 그러하다. 본 개시는 수 개의 개별적인 요소를 포함하는 하드웨어에 의해, 그리고 적합하게 프로그래밍된 컴퓨터에 의해 구현될 수 있다. 수 개의 수단을 나열하는 디바이스 청구항에서, 이들 수단 중 몇몇은 하나의 동일한 하드웨어의 항목에 의해 구현될 수 있다. 특정 측정치가 서로 상이한 종속 항에서 인용된다는 단순한 사실만으로 이들 측정치의 조합이 유리하도록 사용될 수 없음을 나타내지 않는다.
위의 서술은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 의도된다는 것이 이해될 것이다. 위의 서술을 읽고 이해할 시, 다수의 다른 구현이 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 개시가 특정 예시적인 구현을 참조하여 서술되었지만, 본 개시가 서술된 구현에 제한되지 않고 첨부된 청구 범위의 범주 내에서 수정 및 변경으로 실시될 수 있음이 인식될 것이다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미가 아닌 예시적인 의미로 간주될 것이다. 그러므로, 본 개시의 범주는 첨부된 청구 범위를 참조하여, 이러한 청구 범위가 주어지는(entitled) 등가물의 전체 범주와 함께 결정되어야 한다.

Claims (8)

  1. 블록체인 네트워크를 샤드(shards)로 분할하는 컴퓨터-구현된 방법으로서, 상기 방법은:
    부모 블록체인 트랜잭션(blockchain transaction)을 식별하는 단계 - 상기 부모 트랜잭션은 자식 블록체인 트랜잭션의 입력에 대응하는 출력에 의해 정의됨 -; 및
    상기 부모 트랜잭션 및 상기 자식 트랜잭션을 동일한 샤드에 할당하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 부모 트랜잭션은 상기 자식 블록체인 트랜잭션의 복수의 입력의 입력을 사용하여 식별되고, 상기 사용된 입력은 그의 인덱스를 기초로 선택되는, 방법.
  3. 어느 선행하는 청구항에 있어서, 부모 트랜잭션은 상기 자식 블록체인 트랜잭션의 복수의 입력의 가장 큰 입력의 서브세트(subset)를 사용하여 식별되는, 방법.
  4. 어느 선행하는 청구항에 있어서, 노드의 샤드 멤버십 정보에 대한 요청을 다른 노드에 전달하는(communicating) 단계를 더 포함하는, 방법.
  5. 어느 선행하는 청구항에 있어서, 노드의 샤드 멤버십 정보를 다른 노드에 전달하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 전달(communication)은 수정된 addr 메시지를 사용하여 수행되는, 방법.
  7. 시스템으로서,
    프로세서; 및
    상기 프로세서에 의한 실행의 결과로서, 상기 시스템이 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 컴퓨터-구현된 방법을 수행하게 하는 실행 가능한 명령어를 포함하는 메모리를 포함하는, 시스템.
  8. 컴퓨터 시스템의 프로세서에 의해 실행된 결과로서, 상기 컴퓨터 시스템이 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 컴퓨터-구현된 방법을 적어도 수행하게 하는 실행 가능한 명령어를 저장하는, 비일시적 컴퓨터 판독-가능 저장 매체.
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