KR20230100561A - Competitive mining systems and competitive mining methods that perform competitive mining based on edge computing - Google Patents

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KR20230100561A
KR20230100561A KR1020220059607A KR20220059607A KR20230100561A KR 20230100561 A KR20230100561 A KR 20230100561A KR 1020220059607 A KR1020220059607 A KR 1020220059607A KR 20220059607 A KR20220059607 A KR 20220059607A KR 20230100561 A KR20230100561 A KR 20230100561A
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KR1020220059607A
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강재모
이세훈
제이콥마티아스닐센
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 에지 서버와 통신하는 복수의 에지 장치에서 수행되는 경쟁적 블록 채굴 방법에 관한 것으로, 상기 복수의 에지 장치가 블록체인 네트워크를 형성하고, 상기 에지 서버로 오프로드(offload)되는 데이터를 상기 블록체인 네트워크 상의 다른 에지 장치로 전달하는 단계; 각각의 에지 장치가 상기 데이터에 대한 작업 증명(PoW, Proof-of-Work)을 수행하여 상기 데이터를 블록으로 채굴하는 단계; 상기 각각의 에지 장치가 상기 채굴된 블록을 상기 블록체인 네트워크 상의 다른 에지 장치로 전달하는 단계; 및 상기 각각의 에지 장치가 채굴된 블록을 식별하여 기설정된 조건을 만족하는 블록만을 블록체인에 추가하는 단계를 포함한다. 이에 의해 에지 서버로 오프로드된 데이터의 보안을 향상시킬 수 있는 것은 물론, 무인항공기(UAV)와 같은 에지 장치의 에너지 소비 및 대기 시간을 감소시킬 수 있다The present invention relates to a competitive block mining method performed by a plurality of edge devices communicating with an edge server, wherein the plurality of edge devices form a blockchain network, and data offloaded to the edge server is transferred to the block forwarding to other edge devices on the chain network; Mining the data into blocks by performing Proof-of-Work (PoW) on the data by each edge device; each edge device forwarding the mined block to another edge device on the blockchain network; and identifying mined blocks by each of the edge devices and adding only blocks that satisfy predetermined conditions to the blockchain. This can improve the security of data offloaded to edge servers, as well as reduce energy consumption and latency of edge devices such as unmanned aerial vehicles (UAVs).

Description

에지 컴퓨팅에 기반하여 경쟁적 블록 채굴을 수행하는 경쟁적 블록 채굴 시스템 및 경쟁적 블록 채굴 방법{COMPETITIVE MINING SYSTEMS AND COMPETITIVE MINING METHODS THAT PERFORM COMPETITIVE MINING BASED ON EDGE COMPUTING}Competitive block mining system and competitive block mining method performing competitive block mining based on edge computing

본 발명은 에지 컴퓨팅에 기반하여 경쟁적 블록 채굴을 수행하는 경쟁적 블록 채굴 시스템 및 경쟁적 블록 채굴 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 채굴 속도를 증가시킬 수 있는 에지 컴퓨팅에 기반하여 경쟁적 블록 채굴을 수행하는 경쟁적 블록 채굴 시스템 및 경쟁적 블록 채굴 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a competitive block mining system and method for competitive block mining that perform competitive block mining based on edge computing, and more particularly, to a competitive block mining system that performs competitive block mining based on edge computing that can increase mining speed. It is about mining systems and competitive block mining methods.

에지 컴퓨팅(Edge Computing)은 데이터를 클라우드로 완전히 전송해야 하고 이에 따라 시간 지연이 길어 처리 속도가 느려지는 기존의 클라우드 컴퓨팅의 문제를 해결하기 위해 제안된 기술이다. Edge computing is a technology proposed to solve the problem of existing cloud computing in which data must be completely transmitted to the cloud and processing speed is slowed down due to a long time delay accordingly.

많은 IoT 기기 및 무인항공기(UAV)는 빠른 응답 시간(데이터를 오프로드하고 계산하는데 필요한 시간)을 요구하기 때문에 기존의 클라우드 컴퓨팅에서와 같이 클라우드로 데이터를 전송하면 실제로 심각한 문제가 발생할 수 있다. 예를 들면 산업 기계를 작동하는 안전 제어 시스템은 사람이 너무 가까이 있으면 즉시 중지해야 하는 경우가 존재할 수 있는데, 응답 시간이 지연되면 인명 피해가 발생하거나 기계가 손상될 수 있다. Because many IoT devices and unmanned aerial vehicles (UAVs) require fast response times (the time required to offload data and compute), sending data to the cloud as in traditional cloud computing can cause serious problems in practice. For example, a safety control system operating an industrial machine may have to stop immediately if a person is too close, and a delay in response time may cause human injury or damage to the machine.

따라서 기존 클라우드 컴퓨팅으로는 달성할 수 없는 짧은 응답 시간을 위해 센서 또는 장치의 처리를 에지(예를 들어 에지 컴퓨팅)에서 수행하는 것은 데이터가 클라우드로 전송되기 전에 데이터를 적절하게 필터링하고 처리할 수 있으므로 데이터 전송의 네트워크 비용이 효과적으로 절감되는 것은 물론, 동시에 클라우드 스토리지 비용도 절감될 수 있다는 장점이 있다. Therefore, performing sensor or device processing at the edge (e.g., edge computing) for short response times that cannot be achieved with traditional cloud computing is possible because the data can be properly filtered and processed before it is sent to the cloud. It has the advantage that the network cost of data transmission can be effectively reduced, as well as the cost of cloud storage can be reduced at the same time.

하지만 에지 컴퓨팅에서는 데이터가 악의적인 비밀 공격에 노출되거나 도청자 또는 UAV와 같은 다른 모바일 장치에 의해 도청될 수 있으며, 특히나 UAV에서 에지 서버로의 오프로딩 과정에서 데이터는 공격에 취약하다는 문제가 있다. However, in edge computing, data can be exposed to malicious secret attacks or intercepted by eavesdroppers or other mobile devices such as UAVs. In particular, data is vulnerable to attacks during offloading from UAVs to edge servers.

이에 블록체인은 자율주행차, 스마트 홈, 의료와 같은 많은 실제 애플리케이션에서 에지 컴퓨팅의 보안 문제를 해결하는데 유용한 솔루션일 수 있다. 하지만 난이도가 높은 작업 증명(PoW, Proof-of-Work) 퍼즐을 풀기 위한 계산 부담으로 인해 UAV 및 모바일 장치와 같은 일부 리소스 제한 노드는 채굴 및 합의 프로세스에 참여하기 위해 상당한 처리 능력을 필요로 하여 상당한 시간을 희생해야 한다는 문제가 있다. As such, blockchain could be a useful solution to solving the security problems of edge computing in many real-world applications such as self-driving cars, smart homes, and healthcare. However, due to the computational burden of solving high-difficulty proof-of-work (PoW) puzzles, some resource-limited nodes such as UAVs and mobile devices require significant processing power to participate in the mining and consensus process, resulting in significant There is the problem of sacrificing time.

이에 에지 컴퓨팅의 보안 문제를 해결하기 위해 사용되는 블록체인의 블록을 채굴하는데 필요한 에너지 및 시간을 감소시킬 수 있는 기술이 필요하다. Therefore, a technology that can reduce the energy and time required to mine blocks of the blockchain used to solve the security problem of edge computing is needed.

한국등록특허공보 제 등록특허10-2081274호Korea Patent Registration No. 10-2081274

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 에지 서버로 오프로드된 데이터의 보안을 향상시킬 수 있는 것은 물론, 무인항공기(UAV)와 같은 에지 장치의 에너지 소비 및 대기 시간을 감소시킬 수 있는 에지 컴퓨팅에 기반하여 경쟁 채굴을 수행하는 경쟁적 블록 채굴 시스템 및 경쟁적 블록 채굴 방법을 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve the security of data offloaded to an edge server, as well as to reduce energy consumption and energy consumption of edge devices such as unmanned aerial vehicles (UAVs). To provide a competitive block mining system and competitive block mining method that perform competitive mining based on edge computing capable of reducing waiting time.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에지 컴퓨팅에 기반하여 에지 서버와 통신하는 복수의 에지 장치에서 수행되는 경쟁적 블록 채굴 방법은, 상기 복수의 에지 장치가 블록체인 네트워크를 형성하고, 상기 에지 서버로 오프로드(offload)되는 데이터를 상기 블록체인 네트워크 상의 다른 에지 장치로 전달하는 단계; 각각의 에지 장치가 상기 데이터에 대한 작업 증명(PoW, Proof-of-Work)을 수행하여 상기 데이터를 블록으로 채굴하는 단계; 상기 각각의 에지 장치가 상기 채굴된 블록을 상기 블록체인 네트워크 상의 다른 에지 장치로 전달하는 단계; 및 상기 각각의 에지 장치가 채굴된 블록을 식별하여 기설정된 조건을 만족하는 블록만을 블록체인에 추가하는 단계를 포함한다. In order to achieve the above object, a competitive block mining method performed by a plurality of edge devices communicating with an edge server based on edge computing according to an embodiment of the present invention includes the plurality of edge devices forming a blockchain network, forwarding the data offloaded to the edge server to another edge device on the blockchain network; Mining the data into blocks by performing Proof-of-Work (PoW) on the data by each edge device; each edge device forwarding the mined block to another edge device on the blockchain network; and identifying mined blocks by each of the edge devices and adding only blocks that satisfy predetermined conditions to the blockchain.

그리고 상기 에지 장치는, 상기 데이터를 블록으로 채굴하는 복수의 채굴부를 포함하며, 상기 채굴하는 단계에서는, 상기 에지 장치가 상기 복수의 채굴부 중 일정 개수만큼의 채굴부를 선택하고, 상기 선택된 채굴부에서 상기 데이터를 블록으로 선택할 수 있다. The edge device includes a plurality of miners that mine the data in blocks, and in the mining step, the edge device selects a certain number of miners from among the plurality of miners, and in the selected miners The data can be selected as a block.

또한 상기 채굴하는 단계에서는, 상기 선택된 채굴부 각각에서 모두 동일한 작업 증명에 대한 퍼즐을 연산하여 상기 작업 증명을 수행할 수 있다. In addition, in the mining step, the proof-of-work may be performed by calculating a puzzle for the same proof-of-work in each of the selected miners.

그리고 상기 채굴하는 단계에서는, 상기 선택된 채굴부끼리 블록을 채굴하기 위해 경쟁하되, 상기 선택된 채굴부 중 하나의 채굴부에서 채굴이 완료되면 나머지 채굴부에서는 상기 채굴을 중단할 수 있다. In the mining step, the selected miners compete to mine blocks, but when one of the selected miners completes mining, the other miners may stop the mining.

또한 상기 블록체인에 추가하는 단계에서는, 상기 블록체인 네트워크 상의 에지 장치끼리 채굴된 블록을 교차 검증하여 상기 모든 에지 장치들 중에서 가장 먼저 채굴된 블록을 식별하고, 상기 가장 먼저 채굴된 블록을 상기 블록체인에 추가할 수 있다. In addition, in the step of adding to the blockchain, the block mined by the edge devices on the blockchain network is cross-validated to identify the first mined block among all the edge devices, and the first mined block to the blockchain can be added to

한편 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에지 서버와 통신하는 복수의 에지 장치를 포함하는 경쟁적 블록 채굴 시스템은, 상기 복수의 에지 장치는, 블록체인 네트워크를 형성하고, 각각의 에지 장치는, 상기 에지 서버로 오프로드되는 데이터를 상기 블록체인 네트워크 상의 다른 에지 장치로 전달하는 채굴 관리부; 및 상기 에지 서버로 오프로드되는 데이터에 대한 작업 증명(PoW, Proof-of-Work)을 수행하여 상기 데이터를 블록으로 채굴하는 복수의 채굴부를 포함하고, 상기 채굴 관리부는, 상기 채굴된 블록을 상기 블록체인 네트워크 상의 다른 에지 장치로 전달하며, 채굴된 블록을 식별하여 기설정된 조건을 만족하는 블록만을 블록체인에 추가한다. Meanwhile, in a competitive block mining system including a plurality of edge devices communicating with an edge server according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the plurality of edge devices form a blockchain network, and each edge The device includes a mining management unit that forwards data offloaded to the edge server to other edge devices on the blockchain network; and a plurality of mining units that perform proof-of-work (PoW) on data offloaded to the edge server to mine the data into blocks, wherein the mining management unit converts the mined blocks into blocks. It is transmitted to other edge devices on the blockchain network, identifies the mined blocks, and adds only blocks that satisfy the pre-set conditions to the blockchain.

그리고 상기 채굴 관리부는, 상기 복수의 채굴부 중 일정 개수만큼의 채굴부를 선택하고, 상기 선택된 채굴부에서 상기 데이터를 블록으로 채굴할 수 있다. The mining management unit may select a predetermined number of mining units from among the plurality of mining units and mine the data as a block in the selected mining units.

또한 상기 복수의 채굴부는, 선택된 채굴부 각각에서 모두 동일한 작업 증명에 대한 퍼즐을 연산하여 상기 작업 증명을 수행할 수 있다. In addition, the plurality of miners may perform the proof-of-work by calculating a puzzle for the same proof-of-work in each of the selected miners.

그리고 상기 복수의 채굴부는, 상기 선택된 채굴부끼리 블록을 채굴하기 위해 경쟁하되, 상기 선택된 채굴부 중 하나의 채굴부에서 채굴이 완료되면 나머지 채굴부에서는 상기 채굴을 중단할 수 있다. The plurality of mining units may compete with each other to mine a block, and when mining is completed in one of the selected mining units, the mining may be stopped in the other mining units.

또한 상기 채굴 관리부는, 상기 채굴된 블록을 상기 블록체인 네트워크 상의 에지 장치끼리 교차 검증하여 에지 장치들 중에서 가장 먼저 채굴된 블록을 식별하고, 상기 가장 먼저 채굴된 블록을 상기 블록체인에 추가할 수 있다. In addition, the mining management unit may cross-verify the mined block between edge devices on the blockchain network to identify the first mined block among the edge devices, and add the first mined block to the blockchain. .

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 에지 컴퓨팅에 기반하여 경쟁 채굴을 수행하는 경쟁적 블록 채굴 시스템 및 경쟁적 블록 채굴 방법을 제공함으로써, 에지 서버로 오프로드된 데이터의 보안을 향상시킬 수 있는 것은 물론, 무인항공기(UAV)와 같은 에지 장치의 에너지 소비 및 대기 시간을 감소시킬 수 있다.According to one aspect of the present invention described above, by providing a competitive block mining system and a competitive block mining method that perform competitive mining based on edge computing, it is possible to improve the security of data offloaded to the edge server, as well as It can reduce energy consumption and standby time of edge devices such as unmanned aerial vehicles (UAVs).

도 1은 본 발명의 경쟁적 블록 채굴 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 에지 장치를 설명하기 위한 블록도,
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에지 장치의 효과를 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 6은 본 발명의 에지 장치에서 수행되는 경쟁적 블록 채굴 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a diagram for explaining a competitive block mining system of the present invention;
Figure 2 is a block diagram for explaining the edge device of the present invention shown in Figure 1;
3 to 5 are diagrams for explaining the effect of the edge device according to an embodiment of the present invention, and
6 is a flowchart illustrating a competitive block mining method performed in an edge device of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The detailed description of the present invention which follows refers to the accompanying drawings which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable one skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other but are not necessarily mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in another embodiment without departing from the spirit and scope of the invention in connection with one embodiment. Additionally, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the detailed description set forth below is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all equivalents as claimed by those claims. Like reference numbers in the drawings indicate the same or similar function throughout the various aspects.

본 발명에 따른 구성요소들은 물리적인 구분이 아니라 기능적인 구분에 의해서 정의되는 구성요소들로써 각각이 수행하는 기능들에 의해서 정의될 수 있다. 각각의 구성요소들은 하드웨어 또는 각각의 기능을 수행하는 프로그램 코드 및 프로세싱 유닛으로 구현될 수 있을 것이며, 두 개 이상의 구성요소의 기능이 하나의 구성요소에 포함되어 구현될 수도 있을 것이다. 따라서 이하의 실시예에서 구성요소에 부여되는 명칭은 각각의 구성요소를 물리적으로 구분하기 위한 것이 아니라 각각의 구성요소가 수행되는 대표적인 기능을 암시하기 위해서 부여된 것이며, 구성요소의 명칭에 의해서 본 발명의 기술적 사상이 한정되지 않는 것임에 유의하여야 한다.Components according to the present invention are components defined by functional division rather than physical division, and may be defined by the functions each performs. Each of the components may be implemented as hardware or program codes and processing units that perform respective functions, and the functions of two or more components may be implemented by being included in one component. Therefore, the names given to the components in the following embodiments are not to physically distinguish each component, but to imply the representative function performed by each component, and the names of the components indicate the present invention. It should be noted that the technical idea of is not limited.

이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

먼저 도 1은 본 발명의 경쟁적 블록 채굴 시스템(1, 이하 시스템)을 설명하기 위한 도면, 그리고 도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 에지 장치(200)를 설명하기 위한 블록도이다. First, FIG. 1 is a diagram for explaining the competitive block mining system (1, hereinafter system) of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram for explaining the edge device 200 of the present invention shown in FIG.

본 발명의 시스템(1)은 도시된 바와 같이 에지 서버(100), 에지 장치(200) 및 클라우드(300)를 포함하여 마련되는 에지 컴퓨팅에 기반한 시스템일 수 있다. 그리고 시스템(1)의 에지 장치(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 무인항공기(UAV) 또는 IoT 기기로 마련될 수 있다.As shown, the system 1 of the present invention may be a system based on edge computing including the edge server 100 , the edge device 200 and the cloud 300 . In addition, the edge device 200 of the system 1 may be provided as an unmanned aerial vehicle (UAV) or an IoT device as shown in FIG. 1 .

이러한 에지 컴퓨팅에서는 일반적으로 에지 장치(200)가 가장 가까운 에지 서버(100)로 데이터를 오프로드(offload)하게 된다. In such edge computing, the edge device 200 generally offloads data to the nearest edge server 100 .

하지만 종래의 에지 컴퓨팅에서는 데이터가 에지 서버(100)로 오프로드되는 과정에서 도청에 노출될 수 있는 것은 물론, 일부 악의적인 비밀 공격에 취약하다는 문제가 있다.However, in the conventional edge computing, data may be exposed to eavesdropping in the process of being offloaded to the edge server 100, as well as being vulnerable to some malicious secret attacks.

본 발명의 시스템(1)은 이러한 문제를 해결하기 위해 마련된 것으로, 데이터의 오프로딩 단계에 블록체인을 적용할 수 있다. The system 1 of the present invention is prepared to solve this problem, and can apply a block chain to the data offloading step.

그리고 에지 장치(200)가 블록체인에 기반하여 데이터를 에지 서버(100)로 오프로드하면, 이후 에지 서버(100)는 오프로드된 데이터에 대한 컴퓨팅 작업을 수행할 수 있다. In addition, when the edge device 200 offloads data to the edge server 100 based on the block chain, the edge server 100 may then perform computing work on the offloaded data.

그리고 나서 에지 서버(100)에서 처리가 완료된 데이터는 클라우드(300)로 전달될 수 있다. Then, data processed by the edge server 100 may be transmitted to the cloud 300 .

본 발명의 시스템(1)이 블록체인에 기반하여 데이터를 블록으로 채굴하는 과정은 도 1에 도시된 바와 같다. A process in which the system 1 of the present invention mines data into blocks based on a block chain is as shown in FIG.

먼저 복수의 채굴부(220)를 포함하는 에지 장치(200)는 작업 증명 퍼즐을 연산함으로써 작업 증명을 수행할 수 있다. 따라서 에지 장치(200)는 이러한 작업 증명 수행을 통해 에지 서버(100)로 오프로드되는 데이터를 블록으로 채굴할 수 있다. First, the edge device 200 including the plurality of miners 220 may perform proof-of-work by calculating a proof-of-work puzzle. Therefore, the edge device 200 can mine data offloaded to the edge server 100 as a block by performing such a proof-of-work.

이때 에지 장치(200)는 복수의 채굴부(220)들 각각에서 블록을 채굴하도록 하여 서로 경쟁시킬 수 있다. 이에 따라 복수의 채굴부(220)들은 서로 경쟁적으로 블록 채굴을 수행함으로써 다른 채굴부(220)보다 먼저 블록을 채굴하기 위해 경쟁할 수 있게 된다. At this time, the edge device 200 may compete with each other by having each of the plurality of miners 220 mine blocks. Accordingly, the plurality of miners 220 can compete to mine blocks before other miners 220 by performing block mining competitively with each other.

그리고 에지 장치(200)는 복수의 채굴부(220)들로부터 채굴된 블록에 포함된 채굴이 완료된 시점을 확인하는 신원확인 절차를 통해 어느 채굴부(220)에서 먼저 채굴이 완료되었는지를 식별할 수 있다. 따라서 복수의 채굴부(220)들이 거의 동시에 채굴을 완료하는 경우, 에지 장치(200)는 먼저 채굴을 완료한 채굴부(220)를 식별할 수 있다. In addition, the edge device 200 can identify which mining unit 220 completed mining first through an identification procedure for confirming the time when mining included in the block mined from the plurality of mining units 220 is completed. there is. Accordingly, when the plurality of miners 220 complete mining almost simultaneously, the edge device 200 may identify the miner 220 that completed mining first.

이후 에지 장치(200)는 교차 검증을 위해 채굴된 블록을 블록체인 네트워크 상의 다른 에지 장치(200)에게 브로드캐스트할 수 있다. Afterwards, the edge device 200 may broadcast the mined block to other edge devices 200 on the blockchain network for cross-validation.

그리고 블록체인 네트워크 상의 에지 장치(200)들끼리 교차 검증이 완료된 블록은 최종적으로 블록체인에 추가될 수 있게 된다. Blocks that have been cross-validated between the edge devices 200 on the blockchain network can finally be added to the blockchain.

이하에서는 에지 장치(200)에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, the edge device 200 will be described in more detail.

본 발명의 에지 장치(200)는 에지 서버(100)와 통신할 수 있으며, 도 1에서와 같이 에지 장치(200)는 복수개로 마련되어 블록체인 네트워크를 형성할 수 있다. The edge device 200 of the present invention may communicate with the edge server 100, and as shown in FIG. 1, a plurality of edge devices 200 may be provided to form a blockchain network.

또한 에지 장치(200)는 블록체인에 기반하여 데이터를 블록으로 채굴함으로써 에지 서버(100)로 오프로드되는 데이터의 보안을 강화할 수 있다. 이때 본 발명의 에지 장치(200)는 블록 채굴에 소요되는 시간 및 에너지를 감소시키기 위해 복수의 채굴부(220)가 서로 경쟁적으로 블록을 채굴하도록 할 수 있다. In addition, the edge device 200 can enhance the security of data offloaded to the edge server 100 by mining data in blocks based on a blockchain. In this case, the edge device 200 of the present invention may allow the plurality of miners 220 to mine blocks competitively with each other in order to reduce the time and energy required for block mining.

이를 위해 에지 장치(200)는 채굴 관리부(210) 및 복수의 채굴부(220-1 내지 220-n)를 포함할 수 있다. To this end, the edge device 200 may include a mining management unit 210 and a plurality of mining units 220-1 to 220-n.

그리고 에지 장치(200)는 에지 서버(100) 및 타 에지 장치(200)를 포함하는 외부 기기들과 통신하는 통신부와, 각종 정보를 저장하기 위한 저장부를 더 포함할 수 있다. The edge device 200 may further include a communication unit for communicating with external devices including the edge server 100 and other edge devices 200 and a storage unit for storing various types of information.

채굴 관리부(210)는 에지 서버(100)로 오프로드되는 데이터를 블록체인 네트워크 상의 다른 에지 장치로 전달되도록 할 수 있다. 그리고 복수의 채굴부(220-1 내지 220-n)에서 블록이 채굴되면, 채굴 관리부(210)는 채굴된 블록이 채굴된 시점을 식별할 수 있다. 이를 통해 채굴 관리부(210)는 어느 채굴부(220)에서 먼저 채굴이 완료되었는지를 판단할 수 있다. The mining management unit 210 may transmit data offloaded to the edge server 100 to other edge devices on the blockchain network. When a block is mined by the plurality of mining units 220-1 to 220-n, the mining management unit 210 may identify the time when the mined block was mined. Through this, the mining management unit 210 may determine which mining unit 220 has completed mining first.

그리고 채굴 관리부(210)는 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 채굴부(220-1 내지 220-n) 중에서 사전에 설정된 일정 개수만큼의 채굴부(220)를 선택할 수 있다. In addition, the mining management unit 210 may select a predetermined number of mining units 220 from among the plurality of mining units 220-1 to 220-n, as shown in FIG. 2 .

즉 사전에 경쟁하는 채굴부(220)의 개수가 2개로 설정되어 있는 경우라면, 채굴 관리부(210)는 복수의 채굴부(220-1 내지 220-n) 중에서 제1 채굴부(220-1) 및 제2 채굴부(220-2)를 선택한다. That is, if the number of competing mining units 220 is set to two in advance, the mining management unit 210 selects the first mining unit 220-1 from among the plurality of mining units 220-1 to 220-n. and the second miner 220-2 is selected.

그리고 채굴 관리부(210)는 복수의 채굴부(220-1 내지 220-n)들 중에서 선택된 제1 채굴부(220-1) 및 제2 채굴부(220-2)에서만 데이터에 대한 작업 증명을 수행하도록 할 수 있다. In addition, the mining management unit 210 performs proof-of-work for data only in the first mining unit 220-1 and the second mining unit 220-2 selected from among the plurality of mining units 220-1 to 220-n. can make it

또한 채굴 관리부(210)는 채굴된 블록을 블록체인 네트워크 상의 다른 에지 장치로 전달할 수 있다. In addition, the mining management unit 210 may deliver the mined block to other edge devices on the blockchain network.

그리고 채굴 관리부(210)는 채굴된 블록을 블록체인 네트워크 상의 에지 장치(200)끼리 교차 검증하여 기설정된 조건을 만족하는 블록만을 블록체인에 추가할 수 있다.In addition, the mining management unit 210 may cross-verify the mined blocks between the edge devices 200 on the blockchain network and add only blocks that satisfy predetermined conditions to the blockchain.

구체적으로 채굴 관리부(210)는 교차 검증을 위해 타 에지 장치(200)로부터 채굴된 블록을 전달받을 수 있다. 그리고 채굴 관리부(210)는 자신이 채굴한 블록과 타 에지 장치(200)로부터 전달받은 블록(들)이 채굴된 시점을 비교할 수 있다. 이에 채굴 관리부(210)는 채굴 시점에 기초하여 가장 먼저 채굴된 블록을 식별하고, 해당 블록을 블록체인에 추가할 수 있다. In detail, the mining manager 210 may receive a block mined from another edge device 200 for cross-verification. In addition, the mining management unit 210 may compare the time when the block(s) received from the other edge device 200 were mined with the block mined by the mining unit 210 . Accordingly, the mining management unit 210 may identify the first mined block based on the mining time point and add the corresponding block to the block chain.

한편 복수의 채굴부(220-1 내지 220-n)는 에지 서버(100)로 오프로드되는 데이터에 대한 작업 증명(PoW, Proof-of-Work)을 수행하여 데이터를 블록으로 채굴할 수 있다. Meanwhile, the plurality of miners 220-1 to 220-n may perform Proof-of-Work (PoW) on data offloaded to the edge server 100 to mine data in blocks.

구체적으로 작업 증명에서 난이도는 블록체인에서 블록을 채굴하는 것이 얼마나 어려운지를 측정한 것이다. 그리고 암호화폐에서 난이도는 해시 파워(hash power)가 변화함에 따라 블록 사이의 평균 시간을 일정하게 유지하기 위한 매개변수로 사용된다. Specifically, in proof-of-work, difficulty is a measure of how difficult it is to mine a block on a blockchain. And in cryptocurrency, difficulty is used as a parameter to keep the average time between blocks constant as hash power changes.

그리고 블록체인에 기반한 본 발명의 채굴부(220)에서는 블록 해시 값을 무작위로 추론함으로써 작업 증명을 수행하게 되는데, 이는 곧 채굴 작업을 완료하는데 소요되는 시간이 무작위임을 의미하게 된다. 따라서 블록체인에 더 많은 채굴자, 즉 본 발명의 채굴부(220)를 복수개로 선택하면 작업 증명을 더 빨리 해결할 가능성이 높아지게 된다.In addition, the block chain-based mining unit 220 of the present invention performs proof-of-work by randomly inferring the block hash value, which means that the time required to complete the mining task is random. Therefore, if more miners, that is, a plurality of miners 220 of the present invention are selected in the blockchain, the possibility of solving the proof-of-work faster increases.

따라서 복수의 채굴부(220-1 내지 220-n)를 포함하는 본 발명의 에지 장치(200)에서는, 채굴 관리부(210)에 의해 일부 채굴부(예를 들어 220-1 및 220-2)가 선택될 수 있다. 그리고 선택된 채굴부(220-1 및 220-2) 각각에서 모두 동일한 작업 증명에 대한 퍼즐을 연산하여 작업 증명을 수행할 수 있다. 이를 통해 선택된 채굴부(220-1 및 220-2)끼리는 블록을 먼저 채굴하기 위해 경쟁할 수 있다. Therefore, in the edge device 200 of the present invention including a plurality of mining units 220-1 to 220-n, some mining units (eg, 220-1 and 220-2) are can be chosen Further, the proof-of-work may be performed by calculating a puzzle for the same proof-of-work in each of the selected miners 220-1 and 220-2. Through this, the selected miners 220-1 and 220-2 may compete to mine blocks first.

이를 위해 채굴부(220-1 내지 220-n)는 모두 다른 프로세스로 분할되어 제어될 수 있다. 또한 선택된 채굴부(220-1 및 220-2)는 상술한 바와 같이 모두 동일한 작업 증명에 대한 퍼즐, 즉 동일한 블록 해시 값을 연산하게 된다. To this end, all of the miners 220-1 to 220-n may be divided into different processes and controlled. Also, as described above, the selected miners 220-1 and 220-2 calculate the puzzle for the same proof-of-work, that is, the same block hash value.

이때 선택된 채굴부(220-1 및 220-2) 중 하나의 채굴부(예를 들어 220-1)에서 먼저 채굴이 완료되면 나머지 채굴부(220-2)에서는 채굴을 중단할 수 있으며, 이를 통해 추가 컴퓨팅 리소스가 사용되지 않을 수 있다. At this time, if mining is completed first in one of the selected mining units 220-1 and 220-2 (for example, 220-1), mining may be stopped in the remaining mining units 220-2. Additional computing resources may not be used.

따라서 본 발명의 시스템(1)에서는 블록을 채굴하기 위해 각 에지 장치(200)에 마련되는 복수의 채굴부(220-1 내지 220-n)에서 선택된 채굴부들(220-1 및 220-2)끼리 1차적으로 경쟁적 블록 채굴을 수행하게 된다. 그리고나서 블록체인 네트워크 상의 각 에지 장치(200)들끼리 공유된 채굴된 블록들 중에서 가장 먼저 채굴된 블록이 추가되도록 2차적으로 경쟁을 하게 됨으로써 경쟁 계층을 형성하게 된다. Therefore, in the system 1 of the present invention, the miners 220-1 and 220-2 selected from the plurality of miners 220-1 to 220-n provided in each edge device 200 to mine blocks First, competitive block mining is performed. Then, among the mined blocks shared between each edge device 200 on the blockchain network, secondary competition is performed so that the first mined block is added, thereby forming a competition layer.

이를 통해 본 발명에 따른 시스템(1)은 에지 서버(100)로 오프로드되는 데이터의 보안을 향상시킬 수 있는 것은 물론, 무인항공기(UAV)와 같은 에지 장치(200)의 에너지 소비 및 대기 시간을 감소시킬 수 있다.Through this, the system 1 according to the present invention can improve the security of data offloaded to the edge server 100, as well as reduce energy consumption and standby time of the edge device 200 such as an unmanned aerial vehicle (UAV). can reduce

한편 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에지 장치(200)의 효과를 설명하기 위한 도면이다. Meanwhile, FIGS. 3 to 5 are views for explaining the effect of the edge device 200 according to an embodiment of the present invention.

구체적으로 도 3은 작업 증명의 난이도별로 선택된 채굴부의 개수에 따른 채굴 및 오프로드에 필요한 평균 지연 시간을 도시한 그래프이고, 도 4는 작업 증명의 난이도별로 선택된 채굴부의 개수에 따른 평균 에너지 소비를 도시한 그래프이며, 그리고, 도 5는 도 3 및 도 4를 백분율로 표시한 표이다. Specifically, FIG. 3 is a graph showing the average delay time required for mining and offloading according to the number of miners selected for each difficulty of proof-of-work, and FIG. 4 shows average energy consumption according to the number of miners selected for each difficulty of proof-of-work. It is a graph, and FIG. 5 is a table showing FIGS. 3 and 4 as percentages.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 시스템(1)에서와 같이 에지 장치(200)의 복수의 채굴부(220-1 내지 220-n) 중에서 일부를 선택하여 경쟁 채굴을 수행하는 경우, 종래의 단일 채굴자를 선택한 경우(Baseline)보다 평균 대기 시간이 더 적게 소요되는 것은 물론, 소비되는 평균 에너지 또한 감소하는 것을 확인할 수 있다. As shown, when competitive mining is performed by selecting some of the plurality of mining units 220-1 to 220-n of the edge device 200 as in the system 1 according to the present invention, conventional single mining It can be seen that not only does the average waiting time take less than the baseline, but the average energy consumed also decreases.

구체적으로 실험을 위해 3개의 에지 장치(200)와 에지 서버(100)를 포함하는 에지 컴퓨팅 네트워크를 기반으로 하였다. 그리고 경쟁적 블록 채굴을 위해 선택되는 채굴부의 개수인 K는 2에서 4까지이고, 채굴 작업의 수는 100으로 설정하였다. 대부분의 무인항공기에는 더 많은 채굴부를 마련할 만큼 충분한 리소스(즉 처리 능력(processing power))가 없기 때문에 실험을 보다 현실적으로 하기 위해 최대 4개의 채굴부까지 선택하였다. Specifically, an edge computing network including three edge devices 200 and an edge server 100 was based on the experiment. And K, the number of miners selected for competitive block mining, ranges from 2 to 4, and the number of mining operations is set to 100. Since most drones do not have enough resources (i.e. processing power) to have more miners, up to four miners were chosen to make the experiment more realistic.

도 3 내지 도 5에서는 단일 채굴부를 사용하는 경우(Baseline), 즉 K=1인 경우의 성능을 기준으로 비교하고 있으며, 그래프 및 표를 통해 알 수 있듯이, 대기 시간 및 에너지 소비 측면에서 단일의 채굴부를 선택하는 경우보다 훨씬 우수한 성능을 보인다. In Figures 3 to 5, the comparison is made based on the performance of the case of using a single mining unit (Baseline), that is, the case of K = 1, and as can be seen through the graphs and tables, single mining in terms of standby time and energy consumption It shows much better performance than when negative is selected.

또한 4개의 채굴부를 선택한 경우(K=4), 난이도가 가장 높은 경우(D=6)에서 최고의 성능을 보이는 것을 알 수 있다. In addition, it can be seen that when 4 mining units are selected (K=4), the highest performance is shown when the difficulty is highest (D=6).

지연 시간 측면에서 이를 보다 확실하게 수치로 비교해보면, 도 5에서와 같이 난이도 D=4에서 채굴부가 3개 선택된 경우(K=3)에는 단일 채굴부를 사용하는 경우(baseline)에 비해 157%, 즉 2.5배 빠른 것을 확인하였다.Comparing this numerically more reliably in terms of delay time, as shown in FIG. 5, when three mining units are selected (K = 3) in difficulty D = 4, 157% compared to the case of using a single mining unit (baseline), that is, It was confirmed that it was 2.5 times faster.

특히 난이도 D=5에서 채굴부가 4개 선택된 경우(K=4)에는 단일 채굴부(baseline)에 비해 231%, 즉 3.3배 빠른 것을 확인하였으며, 이는 본 발명의 시스템(1)이 종래의 기술보다 상당한 개선을 보이는 것을 알 수 있다. In particular, when four miners were selected (K=4) at the difficulty level D=5, it was confirmed that it was 231%, that is, 3.3 times faster than a single miner (baseline), which indicates that the system (1) of the present invention is faster than the conventional technology. It can be seen that there is a significant improvement.

그리고 난이도 D=6이고 채굴부가 4개 선택된 경우(K=4)에도 단일 채굴부(baseline)에 비해 254%, 즉 3.5배 더 빠른 속도를 보이는 것을 알 수 있다. And even when the difficulty D=6 and 4 miners are selected (K=4), it can be seen that the speed is 254%, that is, 3.5 times faster than a single miner (baseline).

한편 에너지 사용량의 경우를 살펴보면, 난이도 D=4인 경우에는 3개의 채굴부가 선택되는 경우(K=3)가 단일 채굴부에 비해 24% 적은 에너지를 소비하는 것을 알 수 있다. On the other hand, looking at the case of energy consumption, it can be seen that in the case of difficulty D = 4, the case where three mining units are selected (K = 3) consumes 24% less energy than a single mining unit.

특히 난이도가 높은 D=5 및 D=6의 경우에는 4개의 채굴부(K=4)를 선택하는 경우, 단일 채굴부(baseline)를 사용하는 경우에 비해 지연 시간 감소에 높은 성능을 보이는 것에도 불구하고, 에너지 사용량은 단일 채굴부(baseline)를 사용하는 경우에 비해 각각 60% 및 56%의 적은 에너지를 사용하는 것을 알 수 있다. In particular, in the case of D=5 and D=6, which have high difficulty, selecting 4 miners (K=4) shows high performance in reducing latency compared to the case of using a single miner (baseline). Nevertheless, it can be seen that energy consumption is 60% and 56% less energy, respectively, compared to the case of using a single baseline.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 에지 장치(200)를 포함하는 시스템(1)은 종래의 단일 채굴자(baseline)를 사용하는 경우에 비해 높은 효율성 및 우수성을 보인다. Therefore, the system 1 including the edge device 200 according to an embodiment of the present invention shows high efficiency and superiority compared to the case of using a conventional single miner (baseline).

한편, 도 6은 본 발명의 에지 장치(200)에서 수행되는 경쟁적 블록 채굴 방법을 설명하기 위한 흐름도로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 경쟁적 블록 채굴 방법은 도 1 내지 도 2에 도시된 경쟁적 블록 채굴 시스템(1) 및 에지 장치(200)와 실질적으로 동일한 구성 상에서 진행되므로, 도 1 및 도 2의 경쟁적 블록 채굴 시스템(1) 및 에지 장치(200)와 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, FIG. 6 is a flowchart for explaining a competitive block mining method performed in the edge device 200 of the present invention. The competitive block mining method according to an embodiment of the present invention is a competitive block mining method shown in FIGS. 1 and 2 Since it proceeds on substantially the same configuration as the mining system 1 and the edge device 200, the same reference numerals are given to the same components as the competitive block mining system 1 and the edge device 200 of FIGS. 1 and 2 and repeated descriptions will be omitted.

본 발명의 일 실시예에 따른 경쟁적 블록 채굴 방법은, 에지 컴퓨팅에 기반하여 에지 서버(100)와 통신하는 복수의 에지 장치(200)에서 수행될 수 있다. The competitive block mining method according to an embodiment of the present invention may be performed by a plurality of edge devices 200 communicating with the edge server 100 based on edge computing.

먼저 복수의 에지 장치(200)가 블록체인 네트워크를 형성하고, 에지 서버(100)로 오프로드되는 데이터를 블록체인 네트워크 상의 다른 에지 장치(200)로 전달할 수 있다(S110). First, a plurality of edge devices 200 may form a blockchain network, and transfer data offloaded to the edge server 100 to other edge devices 200 on the blockchain network (S110).

이후 각각의 에지 장치(200)가 데이터에 대한 작업 증명(PoW, Proof-of-Work)을 수행하여 데이터를 블록으로 채굴할 수 있다(S130). Thereafter, each edge device 200 may perform Proof-of-Work (PoW) on the data to mine the data in blocks (S130).

이러한 데이터를 블록으로 채굴하는 단계(S130)에서는, 에지 장치(200)가 복수의 채굴부(220-1 내지 220-n) 중에서 일정 개수만큼의 채굴부(예를 들어 220-1, 220-2)를 선택할 수 있다. In the step of mining such data into blocks (S130), the edge device 200 extracts a predetermined number of miners (for example, 220-1 and 220-2) from among the plurality of miners 220-1 to 220-n. ) can be selected.

그리고 데이터를 블록으로 채굴하는 단계(S130)에서는, 선택된 제1 및 제2 채굴부(220-1, 220-2) 각각에서 모두 동일한 작업 증명에 대한 퍼즐을 연산하여 작업 증명을 수행할 수 있다. 이를 통해 데이터를 블록으로 채굴하는 단계(S130)에서는, 선택된 제1 및 제2 채굴부(220-1, 220-2)끼리 블록을 채굴하기 위해 경쟁할 수 있다. In the step of mining data in blocks (S130), the proof-of-work may be performed by calculating a puzzle for the same proof-of-work in each of the selected first and second miners 220-1 and 220-2. Through this, in the step of mining data into blocks (S130), the selected first and second miners 220-1 and 220-2 may compete to mine blocks.

또한 데이터를 블록으로 채굴하는 단계(S130)에서는, 선택된 제1 및 제2 채굴부(220-1, 220-2)중 하나의 채굴부(예를 들어 220-1)에서 채굴이 완료되면 나머지 채굴부(220-2)에서는 채굴을 중단할 수 있다. 이를 통해 나머지 채굴부(220-2)는 중지되므로 추가 컴퓨팅 리소스가 사용되지 않을 수 있다. In addition, in the step of mining data into blocks (S130), when mining is completed in one of the selected first and second mining units 220-1 and 220-2 (for example, 220-1), the remaining mining units are mined. In section 220-2, mining may be stopped. Through this, the rest of the mining unit 220-2 is stopped, so additional computing resources may not be used.

그리고나서 각각의 에지 장치(200)가 채굴된 블록을 블록체인 네트워크 상의 다른 에지 장치(200)로 전달할 수 있다(S150). Then, each edge device 200 may transfer the mined block to another edge device 200 on the blockchain network (S150).

이후 각각의 에지 장치(200)가 채굴된 블록을 식별하여 기설정된 조건을 만족하는 블록만을 블록체인에 추가할 수 있다(S170). Afterwards, each edge device 200 may identify mined blocks and add only blocks that satisfy predetermined conditions to the blockchain (S170).

이러한 블록체인에 추가하는 단계(S170)에서는, 블록체인 네트워크 상의 에지 장치(200)끼리 채굴된 블록을 교차 검증하여 모든 에지 장치(200)들 중에서 가장 먼저 채굴된 블록을 식별할 수 있다. 이를 통해 에지 장치(200)는 가장 먼저 채굴된 것으로 식별된 블록을 블록체인에 추가할 수 있다. In the step of adding to the block chain (S170), the first mined block among all the edge devices 200 may be identified by cross-verifying the mined block between the edge devices 200 on the block chain network. Through this, the edge device 200 may add the block identified as being first mined to the blockchain.

이와 같은 본 발명의 경쟁적 블록 채굴 방법은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. The competitive block mining method of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded on a computer readable recording medium. The computer readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.

상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. Program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and usable to those skilled in the art of computer software.

컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. media), and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.

프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like as well as machine language codes such as those produced by a compiler. The hardware device may be configured to act as one or more software modules to perform processing according to the present invention and vice versa.

이상에서는 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.Although various embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and is commonly used in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications and implementations are possible by those with knowledge of, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.

1 : 경쟁적 블록 채굴 시스템 100 : 에지 서버
200 : 에지 장치 210 : 채굴 관리부
220 : 채굴부 300 : 클라우드
1: Competitive Block Mining Systems 100: Edge Servers
200: edge device 210: mining management unit
220: mining unit 300: cloud

Claims (10)

에지 서버와 통신하는 복수의 에지 장치에서 수행되는 경쟁적 블록 채굴 방법에 있어서,
상기 복수의 에지 장치가 블록체인 네트워크를 형성하고, 상기 에지 서버로 오프로드(offload)되는 데이터를 상기 블록체인 네트워크 상의 다른 에지 장치로 전달하는 단계;
각각의 에지 장치가 상기 데이터에 대한 작업 증명(PoW, Proof-of-Work)을 수행하여 상기 데이터를 블록으로 채굴하는 단계;
상기 각각의 에지 장치가 상기 채굴된 블록을 상기 블록체인 네트워크 상의 다른 에지 장치로 전달하는 단계; 및
상기 각각의 에지 장치가 채굴된 블록을 식별하여 기설정된 조건을 만족하는 블록만을 블록체인에 추가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 경쟁적 블록 채굴 방법.
In a competitive block mining method performed on a plurality of edge devices communicating with an edge server,
forming a blockchain network by the plurality of edge devices and transferring data offloaded to the edge server to other edge devices on the blockchain network;
Mining the data into blocks by performing Proof-of-Work (PoW) on the data by each edge device;
each edge device forwarding the mined block to another edge device on the blockchain network; and
Competitive block mining method comprising the step of identifying mined blocks by each of the edge devices and adding only blocks that satisfy predetermined conditions to the blockchain.
제1항에 있어서,
상기 에지 장치는,
상기 데이터를 블록으로 채굴하는 복수의 채굴부를 포함하며,
상기 채굴하는 단계에서는,
상기 에지 장치가 상기 복수의 채굴부 중 일정 개수만큼의 채굴부를 선택하고, 상기 선택된 채굴부에서 상기 데이터를 블록으로 채굴하는 것을 특징으로 하는 경쟁적 블록 채굴 방법.
According to claim 1,
The edge device,
It includes a plurality of mining units that mine the data into blocks,
In the mining step,
Competitive block mining method, characterized in that the edge device selects a predetermined number of miners from among the plurality of miners, and mines the data as a block in the selected miners.
제2항에 있어서,
상기 채굴하는 단계에서는,
상기 선택된 채굴부 각각에서 모두 동일한 작업 증명에 대한 퍼즐을 연산하여 상기 작업 증명을 수행하는 것을 특징으로 하는 경쟁적 블록 채굴 방법.
According to claim 2,
In the mining step,
Competitive block mining method, characterized in that the proof of work is performed by calculating a puzzle for the same proof of work in each of the selected miners.
제3항에 있어서,
상기 채굴하는 단계에서는,
상기 선택된 채굴부끼리 블록을 채굴하기 위해 경쟁하되, 상기 선택된 채굴부 중 하나의 채굴부에서 채굴이 완료되면 나머지 채굴부에서는 상기 채굴을 중단하는 것을 특징으로 하는 경쟁적 블록 채굴 방법.
According to claim 3,
In the mining step,
Competitive block mining method characterized in that the selected miners compete to mine blocks, and when one of the selected miners completes mining, the other miners stop the mining.
제1항에 있어서,
상기 블록체인에 추가하는 단계에서는,
상기 블록체인 네트워크 상의 에지 장치끼리 채굴된 블록을 교차 검증하여 에지 장치들 중에서 가장 먼저 채굴된 블록을 식별하고, 상기 가장 먼저 채굴된 블록을 상기 블록체인에 추가하는 것을 특징으로 하는 경쟁적 블록 채굴 방법.
According to claim 1,
In the step of adding to the blockchain,
Competitive block mining method characterized by cross-verifying blocks mined between edge devices on the blockchain network to identify a block mined first among edge devices, and adding the first mined block to the blockchain.
에지 서버와 통신하는 복수의 에지 장치를 포함하는 경쟁적 블록 채굴 시스템에 있어서,
상기 복수의 에지 장치는, 블록체인 네트워크를 형성하고,
각각의 에지 장치는,
상기 에지 서버로 오프로드되는 데이터를 상기 블록체인 네트워크 상의 다른 에지 장치로 전달하는 채굴 관리부; 및
상기 데이터에 대한 작업 증명(PoW, Proof-of-Work)을 수행하여 상기 데이터를 블록으로 채굴하는 복수의 채굴부를 포함하고,
상기 채굴 관리부는,
상기 채굴된 블록을 상기 블록체인 네트워크 상의 다른 에지 장치로 전달하며, 채굴된 블록을 식별하여 기설정된 조건을 만족하는 블록만을 블록체인에 추가하는 것을 특징으로 하는 경쟁적 블록 채굴 시스템.
In a competitive block mining system comprising a plurality of edge devices in communication with an edge server,
The plurality of edge devices form a blockchain network,
Each edge device,
a mining management unit that forwards data offloaded to the edge server to other edge devices on the blockchain network; and
Includes a plurality of miners that mine the data into blocks by performing Proof-of-Work (PoW) on the data;
The mining management department,
Competitive block mining system, characterized in that for transferring the mined blocks to other edge devices on the blockchain network, identifying the mined blocks and adding only blocks that satisfy predetermined conditions to the blockchain.
제6항에 있어서,
상기 채굴 관리부는,
상기 복수의 채굴부 중 일정 개수만큼의 채굴부를 선택하고,
상기 선택된 채굴부에서 상기 데이터를 블록으로 채굴하는 것을 특징으로 하는 경쟁적 블록 채굴 시스템.
According to claim 6,
The mining management department,
Selecting a certain number of miners from among the plurality of miners,
Competitive block mining system, characterized in that the selected mining unit mines the data as a block.
제7항에 있어서,
상기 선택된 채굴부 각각은,
모두 동일한 작업 증명에 대한 퍼즐을 연산하여 상기 작업 증명을 수행하는 것을 특징으로 하는 경쟁적 블록 채굴 시스템.
According to claim 7,
Each of the selected mining units,
A competitive block mining system characterized in that all of them perform the proof-of-work by calculating puzzles for the same proof-of-work.
제8항에 있어서,
상기 복수의 채굴부는,
상기 선택된 채굴부끼리 블록을 채굴하기 위해 경쟁하되, 상기 선택된 채굴부 중 하나의 채굴부에서 채굴이 완료되면 나머지 채굴부에서는 상기 채굴을 중단하는 것을 특징으로 하는 경쟁적 블록 채굴 시스템.
According to claim 8,
The plurality of miners,
The competitive block mining system, characterized in that the selected miners compete to mine blocks, and when mining is completed in one of the selected miners, the mining is stopped in the other miners.
제6항에 있어서,
상기 채굴 관리부는,
상기 채굴된 블록을 상기 블록체인 네트워크 상의 에지 장치끼리 교차 검증하여 에지 장치들 중에서 가장 먼저 채굴된 블록을 식별하고, 상기 가장 먼저 채굴된 블록을 상기 블록체인에 추가하는 것을 특징으로 하는 경쟁적 블록 채굴 시스템.
According to claim 6,
The mining management department,
Competitive block mining system characterized by cross-verifying the mined block between edge devices on the blockchain network to identify the first mined block among the edge devices and adding the first mined block to the blockchain .
KR1020220059607A 2021-12-28 2022-05-16 Competitive mining systems and competitive mining methods that perform competitive mining based on edge computing KR20230100561A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102081274B1 (en) 2018-07-25 2020-02-25 (주)유비벨록스모바일 IOT device state monitor-control system using blockchain network

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