KR20240036260A

KR20240036260A - 블록체인 합의 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20240036260A
Application number: KR1020220114843A
Authority: KR
Inventors: 주영현; 윤희종; 황순재
Original assignee: 주식회사 블룸테크놀로지
Priority date: 2022-09-13
Filing date: 2022-09-13
Publication date: 2024-03-20
Also published as: WO2024058489A1

Abstract

본 발명은 블록체인 네트워크의 복수의 커미티 노드(committee node)가 복수의 블록 후보들에 대해 투표하여 합의하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 블록체인 네트워크를 구성하는 노드에서 구동하는 블록체인 합의 시스템에 있어서, 노드는 WRS 보터로 선출된 노드이다. 블록체인 합의 시스템은, 모든 샤드의 커미티 노드들로부터 합의된 RS 블록을 취합하여 WRS 블록 후보를 생성하는 WRS 블록 후보 생성 모듈, WRS 보터가 다른 WRS 보터들과 WRS 블록 후보를 공유하도록 하는 WRS 블록 후보 공유 모듈, WRS 보터가 다른 WRS 보터들과 통신하면서 공유된 WRS 블록 후보에 대해 투표하여 합의하는 WRS 블록 투표 모듈 및 WRS 보터가 WRS 블록 투표 결과를 블록체인 네트워크의 모든 노드들에게 공유하는 WRS 투표 결과 공유 모듈을 포함한다.

Description

블록체인 합의 시스템 및 방법 {BLOCKCHAIN CONSENSUS SYSTEM AND METHOD}

본 발명은 블록체인 네트워크에서 체인에 연결하는 블록을 합의하는 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 블록체인 네트워크의 복수의 커미티 노드(committee node)가 적어도 하나 이상의 블록 후보에 대해 투표하여 합의하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

블록체인은 기존의 중앙화된 기관이 거래 내용을 단일 위치(single point)에 저장하는 중앙화된 방식을 탈피하고자 등장한 탈중앙화 분산 트랜잭션 관리 기술이다. 블록체인은 P2P(Peer-to-Peer) 통신망에서, 모든 참여자가 합의 알고리즘을 통해서 정해진 공유 원장을 소유함으로써, 기록의 위조 및 변조를 불가능하게 만드는 분산 원장 시스템(Distributed Ledger System)이다. 즉, 분산 원장 시스템은 중앙관리자의 제어없이 각 노드가 분산 환경에서 원장이라는 데이터베이스를 동기화하여 유지하는 시스템이다.

블록체인에서 모든 노드가 동기화된 원장을 유지하기 위해서는 네트워크에서 발생하는 모든 트랜잭션과 블록이 저장되어야 한다. 이를 위해 종래에는 블록체인 네트워크의 모든 노드에 플러딩(Flooding) 방식으로 모든 메시지를 전파하였다. 그러나 이는 모든 노드가 모든 메시지를 수신하고 저장해야 한다는 문제, 즉 확장성의 문제를 수반한다.

확장성 문제를 해결하기 위해서, 최근 블록체인 분야에서는 다수의 노드를 다수의 샤드(shard group)에 분배하고, 분배된 각 샤드에 다수의 트랜잭션을 분할하여 병렬로 처리하도록 하는 샤딩(sharding) 방법이 제시되었다. 샤딩은 블록체인 네트워크에서 발생하는 트랜잭션과 블록을 작은 그룹인 샤드 단위로 나누어, 각 샤드에 속한 노드들은 다른 샤드의 트랜잭션과 블록을 처리할 필요없이 자신이 속한 샤드의 트랜잭션과 블록만을 처리하여 전체 네트워크의 트랜잭션 처리량과 분산 원장의 크기를 줄이는 방법이다.

블록체인에서 다수의 노드를 포함하는 커미티(committee)는 기본적으로 커미티 다수의 합의를 통해 블록을 검증하며, 합의에 도달하지 못한 블록은 선택에서 제외되어 체인에서 분리된다. 특정 블록에 대해 합의에 도달하기 위해서는 네트워크를 구성하는 전체 노드들 중 임계치 이상의 일정수의 노드가 합의해야 한다.

이러한 블록체인 합의는 다양한 합의 프로토콜에 의해 달성될 수 있다.

일 유형의 블록체인 네트워크에서, 합의는 작업 증명 알고리즘을 사용하여 달성될 수 있다. 작업 증명 합의 프로토콜은 일반적으로 합의 프로토콜에 참여하는 당사자로부터의 몇몇 작업을 필요로 하며, 이는 보통 컴퓨터에 의한 처리 시간에 대응한다. 비트코인과 같은 작업 증명 기반 암호화폐 시스템은 계산 집약적인 퍼즐을 푸는 것을 포함한다.

합의 프로토콜의 또 다른 유형은 지분 증명 알고리즘에 기초한다. 이러한 지분 증명 프로토콜은 시간 소모적이고 에너지 집약적인 컴퓨팅이 필요하지 않다는 장점이 있다. 지분 증명 기반 블록체인 네트워크에서 예컨대, 다음 블록의 생성자는 랜덤 선택과 네트워크의 각 노드의 지분의 조합을 통해 선택된다.

블록체인 네트워크에서 사용되는 또 다른 유형의 합의 프로토콜은 "비잔틴 장애 허용"(Byzantine Fault Tolerant: BFT) 프로토콜을 적용하여 블록에 포함된 트랜잭션에 대한 빠른 완결성에 도달하도록 설계될 수 있다. "동기" BFT 프로토콜은 안전을 위해 네트워크 동기화 가정에 의존하지만, "비동기" BFT 프로토콜은 그렇지 않다. 비동기 BFT 프로토콜은 전형적으로 1/3(3분의 1) 미만의 오류 참여 노드를 허용할 수 있다.

본 발명의 출원인은 DAG-AWTC(directed acyclic graph - account-wise transaction chain) 원장 구조에서 적용 가능하고, 비잔틴 장애 허용(Byzantine Fault Tolerant: BFT) 프로토콜을 기반하여, 새로운 블록체인 합의 시스템 및 방법을 제안한다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 필요성을 충족시키기 위한 것으로서, 블록체인 네트워크에서 비잔틴 장애 허용 프로토콜을 기반하여 복수의 커미티 노드가 적어도 하나 이상의 블록 후보에 투표하여 합의하는 블록체인 합의 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 장치(시스템), 방법, 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한 다양한 방식으로 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른, 블록체인 네트워크를 구성하는 노드에서 구동하는 블록체인 합의 시스템에 있어서, 노드는 WRS 보터로 선출된 노드이다. 블록체인 합의 시스템은, 모든 샤드의 커미티 노드들로부터 합의된 RS 블록을 취합하여 WRS 블록 후보를 생성하는 WRS 블록 후보 생성 모듈, WRS 보터가 다른 WRS 보터들과 WRS 블록 후보를 공유하도록 하는 WRS 블록 후보 공유 모듈, WRS 보터가 다른 WRS 보터들과 통신하면서 공유된 WRS 블록 후보에 대해 투표하여 합의하는 WRS 블록 투표 모듈 및 WRS 보터가 WRS 블록 투표 결과를 블록체인 네트워크의 모든 노드들에게 공유하는 WRS 투표 결과 공유 모듈을 포함한다.

보다 바람직하게는, 노드는 RS 보터로 선출된 노드이고, 블록체인 합의 시스템은 샤드 내의 적어도 하나 이상의 프로포저 노드로부터 각각 RS 블록 후보를 수신하는 RS 블록 후보 공유 모듈, RS 보터가 다른 RS 보터들과 통신하면서 프로포저 노드로부터 수신된 적어도 하나 이상의 RS 블록 후보에 대해 투표하여 합의하는 RS 블록 투표 모듈 및 RS 보터가 RS 블록 투표 결과를 샤드 내 모든 노드들 및 WRS 보터들에게 공유하는 RS 투표 결과 공유 모듈을 더 포함한다.

보다 바람직하게는, 블록 투표 결과는 블록 후보 중 하나의 블록 확정, 합의된 블록 없음, 합의 실패 중 적어도 하나를 포함한다.

보다 바람직하게는, 블록 투표 결과가 기설정된 라운드동안 합의 실패가 반복되면, 기설정된 노드가 보터로 선출될 가능성이 높아진다.

보다 바람직하게는, 블록 투표 모듈은, 적어도 하나 이상의 프리보트 단계, 프리커밋 단계 및 커밋 단계를 수행한다.

보다 바람직하게는, 프리보트 단계는 기설정된 임계치 이상의 개수를 득표한 블록을 도출하는 단계이고, 프리커밋 단계는 프리보트 단계에서 임계치 이상의 개수를 득표한 블록에 투표하는 단계이고, 커밋 단계는 프리커밋 단계에서 투표된 블록에 확정 서명하는 단계이다.

보다 바람직하게는, 프리보트 단계는 적어도 둘 이상의 프리보트 단계들을 포함하고, 둘 이상의 프리보트 단계들 중 하나의 프리보트 단계에서 기설정된 임계치 이상의 개수를 득표한 블록이 도출된 보터는 이후 프리보트 단계에서 이전 프리보트 단계와 동일한 블록에 투표하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른, 블록체인 네트워크를 구성하는 노드에서 구동하는 블록체인 합의 방법에 있어서, 노드는 WRS 보터로 선출된 노드이다. 블록체인 합의 방법은, 모든 샤드의 커미티 노드들로부터 합의된 RS 블록을 취합하여 WRS 블록 후보를 생성하는 단계, WRS 보터가 다른 WRS 보터들과 WRS 블록 후보를 공유하도록 하는 단계, WRS 보터가 다른 WRS 보터들과 통신하면서 공유된 WRS 블록 후보에 대해 투표하여 합의하는 블록 투표 단계 및 WRS 보터가 WRS 블록 투표 결과를 블록체인 네트워크의 모든 노드들에게 공유하는 단계를 포함한다.

보다 바람직하게는, 노드는 RS 보터로 선출된 노드이고, 블록체인 합의 방법은, 샤드 내의 적어도 하나 이상의 프로포저 노드로부터 각각 RS 블록 후보를 수신하는 단계, RS 보터가 다른 RS 보터들과 통신하면서 프로포저 노드로부터 수신된 적어도 하나 이상의 RS 블록 후보에 대해 투표하여 합의하는 블록 투표 단계 및 RS 보터가 RS 블록 투표 결과를 샤드 내 모든 노드들 및 WRS 보터들에게 공유하는 단계를 더 포함한다.

보다 바람직하게는, 블록 투표 단계는, 적어도 하나 이상의 프리보트 단계, 프리커밋 단계 및 커밋 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 블록체인 네트워크를 샤드 단위로 나누어 트랜잭션과 블록을 처리함으로써, 트랜잭션 처리량과 분산 원장의 크기를 줄일 수 있어 블록체인 네트워크의 확장성을 증대시킬 수 있다.

본 발명은 블록체인 네트워크를 구성하는 노드들 중 일부의 커미티 노드가 블록체인 네트워크의 체인에 연결할 블록을 합의하고, 합의된 블록을 블록체인 네트워크를 구성하는 모든 노드들이 공유하기 때문에 네트워크의 확장성(scalability)을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 샤드 내 라운드 스테이트 블록에 대해 비잔틴 장애 허용 프로토콜을 기반하여 복수의 커미티 노드가 적어도 하나 이상의 라운드 스테이트 블록 후보에 대해 투표하며 합의하여, 합의된 라운드 스테이트 블록만이 라운드 스테이트 체인에 연결되도록 하여, 네트워크의 안정성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 월드 라운드 스테이트 블록에 대해 비잔틴 장애 허용 프로토콜을 기반하여 복수의 커미티 노드가 하나 이상의 월드 라운드 스테이트 블록 후보에 대해 투표하며 합의하여, 합의된 월드 라운드 스테이트 블록만이 월드 라운드 스테이트 체인에 연결되도록 하여, 네트워크의 안정성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자("통상의 기술자"라 함)에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예들은, 이하 설명하는 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이며, 여기서 유사한 참조 번호는 유사한 요소들을 나타내지만, 이에 한정되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 3개의 샤드로 분할된 블록체인 네트워크의 개념도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 블록체인 합의 시스템을 포함하는 노드의 예시적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 블록체인 네트워크에서, 데이터 저장소에 저장된 정보를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인 합의 시스템을 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로포저 노드에서의 블록체인 합의 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 RS 보터에서의 블록체인 합의 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 WRS 보터에서의 블록체인 합의 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 적어도 하나 이상의 블록 후보에 대해 투표하는 과정을 도시한 동작 흐름도이다.
본 발명의 실시예들은, 이하 설명하는 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이며, 여기서 유사한 참조 번호는 유사한 요소들을 나타내지만, 이에 한정되지는 않는다.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.

첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응되는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.

본 명세서에 개시된 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명과 연관된 통상의 기술자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

예를 들어, "기술"이라는 용어는 시스템, 방법, 컴퓨터 판독 가능 명령어, 모듈, 알고리즘, 하드웨어 로직 및/또는 상기 기술된 문맥에 의해 허용되고 문서 전체에 걸쳐 동작을 지칭할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도, 판례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서, 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

본 명세서에서의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 복수의 표현은 문맥상 명백하게 복수인 것으로 특정하지 않는 한, 단수의 표현을 포함한다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

본 발명에서, '포함하다', '포함하는' 등의 용어는 특징들, 단계들, 동작들, 요소들 및/또는 구성요소들이 존재하는 것을 나타낼 수 있으나, 이러한 용어가 하나 이상의 다른 기능들, 단계들, 동작들, 요소들, 구성요소들 및/또는 이들의 조합이 추가되는 것을 배제하지는 않는다.

본 발명에서, 특정 구성요소가 임의의 다른 구성요소에 '결합', '조합', '연결', '연관' 되거나, '반응' 하는 것으로 언급된 경우, 특정 구성요소는 다른 구성요소에 직접 결합, 조합, 연결 및/또는 연관되거나, 반응할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 특정 구성요소와 다른 구성요소 사이에 하나 이상의 중간 구성요소가 존재할 수 있다. 또한, 본 발명에서 "및/또는"은 열거된 하나 이상의 항목의 각각 또는 하나 이상의 항목의 적어도 일부의 조합을 포함할 수 있다.

본 발명에서, '제1', '제2' 등의 용어는 특정 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해 사용되는 것으로, 이러한 용어에 의해 상술한 구성요소가 제한되진 않는다. 예를 들어, '제1' 구성 요소는 '제2' 구성 요소와 동일하거나 유사한 형태의 요소를 지칭하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명에서 '블록체인 네트워크'는 블록체인 시스템에 참가하며 인터넷 등으로 상호 피투피 통신하는 여러 컴퓨터(노드)들의 집합체이고, 본 발명에서 '노드'는 블록체인 네트워크에 참가하는 컴퓨터일 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 CPU, 메모리, 통신, 입출력 기능을 갖는 장치를 모두 포괄하는 의미로서, 구체적으로는 서버 컴퓨터, 개인용 컴퓨터(PC), 휴대폰 단말기, 소형 가전기기 등을 포함할 수 있다.

노드는 블록체인 네트워크를 통해 정보의 공유 및 확산을 실행할 수 있다. 노드는 적어도 하나 이상의 사용자 어카운트(계정)를 관리한다. 노드가 관리하는 어카운트에는, 노드 소유자의 어카운트(이하, 호스트 어카운트라 함)와, 다른 사용자로부터 관리를 위탁받은 어카운트(이하, 게스트 어카운트라 함)가 포함될 수 있다. 노드는 자신이 관리하는 호스트 어카운트와 게스트 어카운트에 관한 모든 정보를 저장하고 블록체인 네트워크 상의 다른 노드들에게 전송하며, 다른 노드들로부터 각 노드에서 관리하는 호스트 어카운트와 게스트 어카운트에 관한 최신 정보를 수신할 수 있다.

본 발명에서 '어카운트(account)'라 함은 블록체인에 참여하는 사용자 계정으로서, 한 유저를 나타내는 데이터 구조일 수 있다. 어카운트는 트랜잭션을 발행함으로써 블록체인 시스템에 정보가 추가될 수 있으며, 유저가 발행한 트랜잭션의 링크된 리스트일 수 있다. 트랜잭션은 유저가 시스템에 추가하는 데이터의 단위일 수 있다. 어카운트는 노드를 소유하여 자기 자신의 트랜잭션 정보를 직접 관리할 수 있으며, 이러한 어카운트를 호스트 어카운트라 할 수 있다. 또는, 어카운트는 다른 사용자의 노드에 트랜잭션 정보를 위탁하여 관리시킬 수 있으며, 이러한 어카운트를 게스트 어카운트라 하고, 어카운트 관리를 위탁받은 노드를 위탁 노드라 할 수 있다. 노드와 어카운트의 본인 확인은 암호키로 가능하며, 같은 암호키로 트랜잭션에 서명할 수 있다. 게스트 어카운트는 스스로 노드를 운영하여 호스트 어카운트가 될 수도 있고 위탁 노드를 변경할 수도 있으며, 호스트 어카운트는 위탁 노드를 선정하여 게스트 어카운트가 될 수도 있다.

본 발명에서 '트랜잭션'이라 함은 블록체인에 추가되는 정보의 단위로서, 하나의 어카운트가 단독으로 발행할 수 있다. 트랜잭션의 내용은 명목상으로는 사용자가 제공하는 임의의 정보이며, 실제로는 시스템 내에서 의미있는 메시지일 수 있다. 예컨대, 트랜잭션에는 '어카운트 A가 어카운트 B에게 100 코인을 보냈음", "어카운트는 B는 어카운트 A로부터 100 코인을 받음" 등의 메시지가 포함될 수 있다. 본 발명에서는 트랜잭션의 일련 번호는 0부터 시작하는 양의 정수로서, 트랜잭션마다 1씩 증가하고, 어카운트별로 원장을 관리하는 계정별 트랜잭션 체인(AWTC: Account-Wise Transaction Chain)을 사용한다. 계정별 트랜잭션 체인(AWTC)에 대한 기술은 본 발명의 출원인이 특허출원한 대한민국 공개특허 제2021-0015196호에 기재된 내용을 참조하여 이해될 수 있다.

본 발명에서 '샤드'는 블록체인 네트워크에 참여하는 노드들의 소집합일 수 있다. 전체 블록체인 네트워크는 둘 이상의 샤드로 분할될 수 있다. 분할되지 않는 경우에는 모든 노드가 한 샤드에 참여한다고 보며, 각 샤드는 고유의 주소를 갖는다. 통상적으로 샤딩 기법을 적용한 블록체인 네트워크는 동일 샤드에 속한 노드들끼리 상호 피투피 통신을 하며, 동일 샤드에 속한 모든 어카운트들의 계정별 트랜잭션 체인(AWTC)을 공유한다. 본 발명을 적용한 블록체인 네트워크에서, 샤드가 동일한 노드간 상호 피투피 통신하며, 동일 샤드에 속한 모든 어카운트들의 계정별 트랜잭션 체인(AWTC)을 공유할 수 있다.

본 발명에서 블록체인 네트워크 및 샤드에서의 '피투피 통신'이라 함은 임의의 노드가 어떤 정보를 수신하면, 수신한 정보를 복제하여 다른 노드들에게 전송하고, 전송받은 노드 또한 해당 정보를 복제하여 다른 노드들에게 전송하는 과정을 반복하여, 충분한 시간 후 블록체인 네트워크 및 샤드에 속한 모든 노드가 해당 정보를 공유하는 것을 의미할 수 있다.

본 발명에서 '라운드'라 함은 합의 단위 시간일 수 있다. 본 발명에서 이전 라운드에서 발생되어 공유된 트랜잭션이 현재 라운드에서의 합의 대상이 될 수 있다.

본 발명에서 '블록'은 특정 기간 동안 샤드 또는 블록체인 네트워크에 추가된 트랜잭션의 서명된 목록일 수 있다. 발생된 트랙잭션이 합의 알고리즘을 통해 목록을 서명함으로서 블록이 생성될 수 있다. 블록은 한 번에 하나만 생성될 수 있으며, 기존의 블록 리스트에 새로운 블록을 추가함으로서 블록체인을 구성할 수 있다.

본 발명에서 계정별 트랜잭션 체인(AWTC)은 어카운트별로 발생한 트랜잭션 블록을 연결한 체인일 수 있다. 임의의 한 라운드에서 발생한 트랜잭션 블록은 동일한 샤드에 포함된 모든 노드들에게 공유되며, 계정별 트랜잭션 체인(AWTC)은 동일 샤드 내 모든 노드들이 공유할 수 있다. 임의의 한 샤드 내에서 임의의 한 라운드에 발생된 모든 트랜잭션 블록은 취합되어 라운드 스테이트 블록(Round State Block, 이하 RS 블록이라 함)으로 생성될 수 있다. 이 RS 블록은 해당 샤드에서 해당 라운드에 발생된 모든 트랜잭션 블록에 관한 정보를 포함하는 해쉬값일 수 있다.

본 발명에서 라운드 스테이트 체인(Round State Chain)은 동일 샤드에 속한 어카운트들의 트랜잭션 블록을 취합한 RS 블록으로서, 본 발명의 합의 방법을 기반으로 합의된 RS 블록을 연결한 블록체인일 수 있다. 임의의 한 라운드에서 노드들에게 공유된 계정별 트랜잭션 블록이 취합되고, 다음 라운드에서 본 발명의 합의 방법을 기반으로 합의될 수 있다. 커미티 노드들에 의해 합의된 RS 블록은 샤드 내의 다른 노드들에게 공유되어, 샤드 내의 모든 노드들이 라운드 스테이트 체인에 RS 블록을 연결할 수 있다.

아울러 각 샤드별로 합의된 RS 블록은 블록체인 네트워크의 다른 샤드들의 커미티 노드들에게 공유될 수 있다. 각 샤드의 커미티 노드들은 모든 샤드의 RS 블록을 취합하여, 월드 라운드 스테이트 블록(World Round State Block, 이하 WRS 블록이라 함)을 생성할 수 있다. 이 WRS 블록은 해당 라운드에서 발생된 모든 RS 블록에 관한 정보를 포함하는 해쉬값일 수 있다.

본 발명에서 월드 라운드 스테이트 체인(World Round State Chain)은 모든 샤드들에서 각자 합의된 RS 블록들을 취합한 WRS 블록으로서, 본 발명의 합의 방법을 기반으로 합의된 WRS 블록을 연결한 체인일 수 있다. 커미티 노드들에 의해 합의된 WRS 블록은 블록체인 네트워크의 모든 노드들에게 공유되어, 네트워크 상의 모든 노드들이 월드 라운드 스테이트 체인에 WRS 블록을 연결할 수 있다.

이하에 기술된 운영 시스템은 하나의 실시예를 구성하고 청구 범위를 임의의 하나의 특정 운영 환경으로 제한하려는 것은 아니다. 청구된 요지의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다른 환경에서도 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 3개의 샤드로 분할된 블록체인 네트워크의 개념도를 도시한 도면이다.

블록체인 네트워크를 구성하는 복수의 노드들이 3개의 샤드(110, 120, 130)로 분할될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 샤드의 개수는 블록체인 네트워크를 구성하는 노드 및 어카운트의 개수가 증가함에 따라 늘어날 수 있으며, 이때, 하나의 샤드가 2개로 분할될 수 있다. 현재 샤드 내에 소속된 노드들은 모두 동일한 정보를 공유할 수 있다. 각 노드들은 샤드 내에 소속된 모든 어카운트들의 트랜잭션 블록들이 연결된 계정별 트랜잭션 체인(AWTC)을 공유할 수 있다.

각 노드들은 동일 샤드 내 노드들 중 피투피 통신 대상(인트라샤드 통신 노드) 정보를 저장한 인트라샤드 통신 노드 리스트와, 동일 샤드 외 노드들 중 피투피 통신 대상(인터샤드 통신 노드) 정보를 저장한 인터샤드 통신 노드 리스트를 포함할 수 있다. 각 노드의 동일 샤드 내 통신 대상인 인트라샤드 통신 노드는 kademlia 규칙에 따라 결정될 수 있다. 각 노드의 샤드 외 통신 대상인 인터샤드 통신 노드는 이웃 샤드에 속한 노드들 중 일부 노드들로 랜덤하게 결정할 수 있다.

이러한 방식으로 결정된 인트라샤드 통신 노드 리스트 및 인터샤드 통신 노드 리스트를 기반으로 샤드 내 및 샤드 외 피투피 통신을 통한 정보 공유가 가능해진다. 임의의 노드는 인트라샤드 통신 노드와 공유하는 정보와, 인터샤드 통신 노드와 공유하는 정보가 다를 수 있다. 즉, 인터샤드 통신 노드와 공유하는 정보는 인트라샤드 통신 노드와 공유하는 정보 보다 제한적일 수 있다. 각 노드에 할당되는 인트라샤드 통신 노드 리스트와 인터샤드 통신 노드 리스트에 포함되는 인트라샤드 통신 노드와 인터샤드 통신 노드는 랜덤하게 재구성될 수 있다.

도 1에서 샤드 내 노드들과 통신하는 노드들(111, 121, 131)은 해칭되지 않은 원형으로 표시되어 있고, 샤드 외 노드들과 통신하는 노드들(112, 122, 132)은 해칭 처리된 원형으로 표시되어 있다. 샤드 외 노드들과 통신하는 노드들(112, 122, 132)은 인터샤드 통신 노드 리스트를 기반으로 이웃 샤드에 속한 노드들과 통신할 수 있다. 여기서, 이웃 샤드라 함은 샤드 주소의 비트 거리가 1인 샤드일 수 있다. 비트 거리가 1이라 함은, 샤드의 주소가 오직 한 자리의 비트 값만 다른 것을 의미할 수 있다. 즉, 주소 '00'과 비트 거리가 1인 주소는 '01'과 '10'일 수 있다.

도 1의 예에서, 제1샤드(110)의 주소는 '00', 제2샤드(120)의 주소는 '01', 제3샤드(130)의 주소는 '10'인 경우, 제1샤드(110)와 제2샤드(120)의 주소는 각각 '00', '01'로서 비트 거리가 1이고, 제1샤드(110)와 제3샤드(130)의 주소는 각각 '00', '10'로서 비트 거리가 1이지만, 제2샤드(110)와 제3샤드(130)의 주소는 각각 '01', '10'로서, 2개의 자리값이 다르기 때문에 비트 거리가 1이 아니다.

따라서, 제1샤드와 제2샤드는 이웃 샤드이고, 제1샤드와 제3샤드는 이웃 샤드로서, 직접 통신을 할 수 있다. 그러나, 제2샤드와 제3샤드는 이웃 샤드가 아니라서 직접 통신을 할 수 없으며, 각각 이웃 샤드인 제1샤드를 통해서 통신을 할 수 있다.

도 1의 각 노드들은 샤드 리밸런싱 알고리즘을 포함하며, 기설정된 조건에 따라 샤드 리밸런싱 알고리즘이 실행될 수 있다. 샤드 리밸런싱 알고리즘은 바운디드 쿡쿠(Bounded Cuckoo) 알고리즘을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 바운디드 쿡쿠 알고리즘은 래피드체인(rapidchain) 소개자료(RapidChain: Scaling Blockchain via Full Sharding, https://eprint.iacr.org/2018/460.pdf 참고)에 상세하게 기술되어 있다. 본 발명은 바운디드 쿡쿠 알고리즘을 기반으로 샤드들의 건강(health) 지수를 계산하여, 강한(strong) 샤드와 약한(weak) 샤드로 분류하고, 정기적으로 강한 샤드에서 랜덤으로 일부 노드를 추출하여 약한 샤드로 이동시킬 수 있다. 샤드 리밸런싱 알고리즘이 실행되면, 샤드를 변경할 노드들이 랜덤으로 선정되어, 노드의 샤드가 재할당되어 변경될 수도 있다.

각 샤드는 적어도 하나 이상의 프로포저 노드와 적어도 둘 이상의 커미티 노드들을 포함할 수 있으며, 프로포저 노드는 적어도 둘 이상인 것이 바람직하다. 프로포저 노드는 샤드에 소속된 어카운트들의 신규 계정별 트랜잭션 블록들을 결합하여 RS 블록 후보를 생성할 수 있다. 프로포저 노드는 자신이 생성한 RS 블록 후보를 커미티 노드들에게 전송하고, 커미티 노드들은 수신된 적어도 하나 이상의 RS 블록 후보에 대해 투표할 수 있다.

여기서, 신규 계정별 트랜잭션 블록이라 함은 라운드 스테이트 체인에 연결되지 않은 트랜잭션 블록을 의미할 수 있다. 본 발명에서, 각 샤드의 프로포저 노드는 이전 라운드에 공유된 트랜잭션 블록을 취합하여 RS 블록 후보를 생성할 수 있다. 이러한 RS 블록 후보는 해쉬값일 수 있다. 동일한 계정별 트랜잭션 블록을 기반으로 생성된 RS 블록 후보는 동일한 해쉬값, 즉 동일한 해쉬 식별자를 가질 수 있다. 즉, RS 블록 후보는 복수의 프로포저 노드들이 생성하더라도 동일한 해쉬값을 가져서 하나일 수 있으며, 복수의 프로포저 노드가 각각 다른 해쉬값의 둘 이상의 RS 블록 후보를 생성할 수도 있다.

이렇게 생성된 RS 블록 후보는 적어도 둘 이상의 커미티 노드들에게 공유되고, 커미티 노드들은 RS 블록 후보에 대해 투표를 진행하여 합의할 수 있다. 커미티 노드들에 의해 합의된 RS 블록은 해당 샤드의 모든 노드들에게 공유될 수 있다. 아울러, 커미티 노드들에 의해 합의된 RS 블록은 다른 샤드들의 커미티 노드들에게 공유될 수 있다.

커미티 샤드에 소속된 커미티 노드들은 블록체인 네트워크의 각각의 샤드들로부터 합의된 RS 블록을 수집하고, 수집된 RS 블록을 결합하여 WRS 블록 후보를 생성할 수 있다. WRS 블록 후보는 해쉬값일 수 있다. 동일한 RS 블록을 기반으로 생성된 WRS 블록 후보들은 동일한 해쉬값, 즉 동일한 해쉬 식별자를 가질 수 있다. 즉, 복수의 커미티 노드에서 각각 생성된 WRS 블록 후보는 동일한 해쉬값으로서 모두 동일할 수도 있고, 둘 이상일 수도 있다.

커미티 샤드에 소속된 커미티 노드들은 각자 자신이 생성한 WRS 블록 후보를 상호 공유하고, 공유된 WRS 블록 후보에 대해 투표하여 합의할 수 있다. 커미티 샤드에 소속된 커미티 노드들에 의해 합의된 WRS 블록은 블록체인 네트워크의 모든 노드들에게 공유될 수 있다.

도 2는 본 발명의 블록체인 합의 시스템을 포함하는 노드(200)의 예시적인 구성을 도시한 블록도이다. 각 노드는 컴퓨터 장치로 구현될 수 있다.

일부 예에서, 노드(200)의 다양한 장치 및/또는 구성 요소는 하나 이상의 네트워크(260)를 통해 서로 및 외부 장치와 통신할 수 있는 분산 컴퓨터 리소스(250)를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에서, 분산 컴퓨터 리소스(250)는 장치(250(1) ~ 250(N))를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예는 분산 컴퓨터 리소스(250)가 클러스터 또는 다른 그룹화된 구성으로 동작하여 리소스를 공유하고, 부하를 분산시키며, 성능을 높이고, 또는 다른 목적을 위해 하나 이상의 컴퓨터 장치를 포함할 수 있는 시나리오를 지원한다.

분산 컴퓨터 리소스(250)는 종래의 서버형 장치, 데스크탑 컴퓨터형 장치, 모바일 장치, 특수 목적형 장치, 내장형 장치 및/또는 웨어러블형 장치와 같은 다양한 범주에 해당할 수 있다. 따라서, 데스크톱 및 랩톱 컴퓨터로 설명되었지만 분산 컴퓨터 리소스(250)는 다양한 장치 유형을 포함할 수 있으며 특정 유형의 장치로 제한되지 않는다. 분산 컴퓨터 리소스(250)는 데스크톱 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 웹 서버 컴퓨터, 개인용 컴퓨터, 모바일 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 웨어러블 컴퓨터, 이식형 컴퓨터, 통신 장치, 자동차 컴퓨터, 네트워크 지원 텔레비전, 씬 클라이언트, 터미널, PDA, 게임 콘솔, 게임 장치, 워크 스테이션, 미디어 플레이어, 개인 비디오 레코더(PVR), 셋톱 박스, 카메라, 컴퓨터 장치에 포함하기 위한 통합 구성 요소일 수 있다.

노드(200)는 분산 컴퓨터 리소스(250)인 하나의 컴퓨터 장치일 수 있다. 노드(200)는 버스(240)를 통해 컴퓨터 판독 가능 매체(CRM : Computer Readable Media)(204)에 작동 가능하게 연결된 하나 이상의 프로세싱 유닛(202)을 갖는 임의의 유형의 컴퓨터 장치를 포함할 수 있으며, 일부 경우에는 이들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 버스(240)는 시스템 버스, 데이터 버스, 주소 버스, PCI 버스, 미니 PCI 버스 및 다양한 로컬, 주변 장치 및/또는 독립 버스를 포함할 수 있다.

노드(200)에서, 프로세싱 유닛(202)은 예를 들어 CPU 타입 프로세싱 유닛, GPU 타입 프로세싱 유닛, 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA), 디지털 신호 프로세서(DSP) 또는 CPU에 의해 구동 될 수 있는 다른 하드웨어 로직 구성 요소를 나타내는 프로세싱 유닛(202)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 이러한 하드웨어 로직 구성 요소는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuits), ASP(Application-Specific Standard Products), SOC(System-on-a-chip) 시스템, 복잡한 프로그래밍 가능 논리 장치(CPLD) 등을 포함할 수 있다. 구체적으로, CRM(204)은 외부 CPU 타입 프로세싱 유닛(206), 외부 GPU 타입 프로세싱 유닛(208)과 같은 외부 프로세싱 유닛(208) 및/또는 FPGA형 가속기(210(1)), DSP형 가속기(210(2)) 또는 기타 가속기(210(N))와 같은 외부 가속기(210)에 의해 실행 가능한 명령을 저장할 수 있다.

본 명세서에 기재된 CRM(204)는 컴퓨터 저장 매체 및/또는 통신 매체를 포함할 수 있다.

컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 다른 데이터와 같은 정보 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 및/또는 다른 영구 또는 보조 컴퓨터 저장 매체와 같은 유형의 저장 유닛, 착탈식 및 비착탈식 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다.

컴퓨터 저장 매체는 RAM, 정적 RAM(SRAM), 동적 RAM(DRAM), 위상 변화 메모리(PRAM), 읽기전용메모리(ROM), 소거 가능 프로그래밍 가능 읽기 전용 메모리(EPROM), 전기 소거 가능 프로그램 가능 읽기 전용 메모리(EEPROM), 플래시 메모리, DVD, 광학 저장 매체, 자기 카세트, 자기 테이프, 솔리드스테이트 메모리(SSD) 등일 수 있다.

CRM(204)에 저장된 실행 가능한 명령어는 운영 체제(220) 및 프로세싱 유닛(202)에 의해 로드 가능하고 실행 가능한 다른 모듈, 프로그램 또는 애플리케이션을 포함할 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 본 명세서에서 기능적으로 설명된 것은 가속기와 같은 하나 이상의 하드웨어 로직 구성 요소에 의해 적어도 부분적으로 수행될 수 있다.

예를 들어, 사용될 수 있는 예시적인 유형의 하드웨어 로직 구성 요소는 FPGA(Field-programmable Gate Array), ASIC(Application-Specific Integrated Circuits), ASSP(Application-Specific Standard Products), System-on-a chip system(SOC), 복합 프로그램가능 로직 장치(CPLD) 등을 포함한다. 예를 들어, 가속기는 FPGA 패브릭에 내장된 CPU를 포함하는 XILINX 또는 ALTERA의 하이브리드 장치일 수 있다.

예시된 실시예에서, CRM(204)은 또한 데이터 저장소(212)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 데이터 저장소(212)는 데이터베이스, 데이터웨어 하우스 또는 다른 유형의 구조적 또는 비 구조적 데이터 저장소와 같은 데이터 저장소를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 데이터 저장소(212)는 하나 이상의 하이퍼 텍스트 마크업 언어(HTML) 테이블, 자원 설명 프레임 워크(RDF : Resource description framework) 테이블, 웹 온톨로지 언어(OWL) 테이블 및/또는 XML(Extensible Markup Language) 테이블을 포함하는 웹 테이블과 같은 데이터 액세스를 가능하게 하는 하나 이상의 테이블, 인덱스, 저장 프로시저 등을 갖는 코퍼스 및/또는 관계형 데이터베이스를 포함할 수 있다.

예를 들어, 데이터 저장소(212)는 CRM(204)에 저장되고 프로세싱 유닛(202)에 의해 실행되는 프로세스, 애플리케이션, 컴포넌트 및/또는 모듈의 동작을 위한 데이터 및/또는 명령어를 저장할 수 있다.

노드(200)는 하나 이상의 입/출력(I/O) 인터페이스(216)를 더 포함할 수 있고, 입/출력(I/O) 인터페이스(216)는 노드(200)가 주변 입력 장치(예를 들어, 키보드, 마우스, 펜, 게임 컨트롤러, 음성 입력 장치, 터치 입력 장치, 제스처 입력 장치, 카메라 등)를 포함하는 사용자 입력 장치와 주변 출력 장치(예를 들어, 디스플레이, 프린터 등)와 통신할 수 있는 입/출력 장치와 통신할 수 있게 하는 I/O 인터페이스(216)일 수 있다.

또한, 노드(200)는 블록체인 네트워크의 노드일 수 있으며, 노드(200)와 네트워크(260)를 통해 블록체인 네트워크의 다른 노드와 통신할 수 있게 하는 하나 이상의 입력/출력(I/O) 네트워크 인터페이스(218)를 더 포함할 수 있다.

그러한 입력/출력(I/O) 네트워크 인터페이스(218)는 네트워크(260)를 통해 통신을 송수신하기 위한 하나 이상의 네트워크 인터페이스 제어기(NIC) 또는 다른 유형의 트랜시버 장치를 포함할 수 있다.

네트워크(260)는 인터넷과 같은 공용 네트워크, 기관 및/또는 개인 인트라넷과 같은 개인 네트워크, 또는 개인 및 공용 네트워크의 일부 조합을 포함할 수 있다. 네트워크(260)는 근거리 통신망(LAN), 광역 통신망(WAN), 위성 네트워크, 케이블 네트워크, Wi-Fi 네트워크, WiMax 네트워크를 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 유형의 유선 및/또는 무선 네트워크를 포함할 수 있으며, 이동 통신 네트워크(예를 들어, 3G, 4G, 5G 등) 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 네트워크(260)는 인터넷 프로토콜(IP), 전송 제어 프로토콜(TCP), 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP), 또는 다른 유형의 프로토콜과 같은 패킷 기반 및/또는 데이터 그램 기반 프로토콜을 포함하는 통신 프로토콜을 이용할 수 있다.

더욱이, 네트워크(260)는 네트워크 통신을 용이하게 하거나 스위치, 라우터, 게이트웨이, 액세스 포인트, 방화벽, 기지국, 리피터, 백본 장치와 같은 네트워크를 위한 하드웨어 기반을 형성하는 다수의 장치를 포함할 수 있다.

일부 실시 예들에서, 네트워크(260)는 무선 액세스 포인트(WAP)와 같은 무선 네트워크로의 연결을 가능하게 하는 장치들을 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 실시예들은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준 (예를 들어, 802.11g, 802.11n 등)을 지원하는 WAP를 포함하여 다양한 전자기 주파수(예를 들어, 무선 주파수)를 통해 데이터를 송수신하는 WAP를 통한 연결을 지원할 수 있다.

예시된 실시예에서, CRM(204)은 운영 체제(220)와 블록체인 합의 시스템(222)을 포함할 수 있다. 블록체인 합의 시스템(222)은 블록(224, 226, 228, 230, 232 및 234)으로 도시된 하나 이상의 모듈 및/또는 API를 포함할 수 있지만, 이는 예시일 뿐이고, 그 수는 더 많거나 더 적을 수 있다. 각 블록(224, 226, 228, 230, 232 및 234)과 관련하여 설명된 기능들은 더 적은 수의 모듈 및/또는 API들에 의해 수행되도록 결합될 수 있거나 더 많은 수의 모듈들 및/또는 API들에 의해 분할 및 수행될 수 있다.

대안적으로, 운영체제, 데이터 저장소에 저장되는 데이터 및 어카운트의 트랜잭션 시스템의 일부 또는 전부는 프로세스 유닛(202) 상의 메모리(214), CPU형 프로세싱 유닛(206) 상의 메모리(236(1)), GPU형 프로세싱 유닛(208) 상의 메모리(236(2)), FPGA형 가속기(210(1)) 상의 메모리(236(3)), DSP형 가속기(210(2)) 상의 메모리(236(4)) 및/또는 다른 가속기(210(N)) 상의 메모리(236(M))와 같은 별도의 메모리(236)에 저장될 수도 있다.

블록체인 합의 시스템(222)은, 프로포저 노드 선출 모듈(224), RS 블록 후보 생성 모듈(226), 커미티 노드 선출 모듈(228), 커미티 샤드 선출 모듈(230), WRS 블록 후보 생성 모듈(232) 및 투표 모듈(234)을 포함할 수 있다.

블록체인 네트워크를 구성하는 모든 노드들은 블록체인 합의 시스템을 포함한다. 블록체인 네트워크의 모든 노드들은 프로포저 노드, RS 블록 합의를 수행하는 커미티 노드, WRS 블록 합의를 수행하는 커미티 샤드에 소속된 커미티 노드로 기능할 수 있다. 각 라운드마다 프로포저 노드, RS 블록 합의를 수행하는 커미티 노드, WRS 블록 합의를 수행하는 커미티 샤드가 선출될 수 있다. 따라서, 블록체인 네트워크를 구성하는 모든 노드들은 블록체인 합의 시스템을 포함하며, 해당 라운드에서의 선출 결과를 기반으로 필요한 모듈이 구동될 수 있다.

블록체인 네트워크를 구성하는 모든 노드들은 각 라운드마다 프로포저 노드 선출 모듈(224) 및 커미티 노드 선출 모듈(228)을 구동하여, 해당 라운드에 선출된 프로포저 노드 혹은 커미티 노드를 확인할 수 있다. 프로포저 노드로 선출된 노드, 즉, 해당 라운드의 프로포저 노드는 RS 블록 후보 생성 모듈(226)을 구동하여, 이전 라운드에서 공유된 신규 계정별 트랜잭션 블록을 취합하여 RS 블록 후보를 생성하고, 생성된 RS 블록 후보를 샤드 내 커미티 노드들에게 전송할 수 있다.

커미티 노드로 선출된 노드, 즉 해당 라운드의 커미티 노드는 적어도 하나 이상의 프로포저 노드로부터 적어도 하나 이상의 RS 블록 후보를 수신하고, 투표 모듈(234)을 구동하여, 샤드 내 다른 커미티 노드들과 함께 적어도 하나 이상의 RS 블록 후보에 대해 투표하여 합의할 수 있다. 각 샤드에서 선출된 커미티 노드들을 RS 보터(voter)로 명명할 수 있다. RS 보터의 투표 모듈(234)은 프리보트(prevote) 절차, 프리커밋(precommit) 절차, 커밋(commit) 절차를 수행할 수 있다. 프로보트 절차는 적어도 하나 이상 진행될 수 있다. 투표 모듈(234)의 합의 결과는 하나의 RS 블록으로 합의, 합의된 RS 블록 없음으로 합의, 합의 실패 등 3가지 중 하나의 결과로 도출될 수 있다. RS 보터는 RS 합의 결과를 샤드 내의 다른 노드들에게 공유하고, 다른 샤드의 커미티 노드들에게 공유할 수 있다. 즉, 모든 샤드의 모든 커미티 노드는 블록체인 네트워크의 모든 샤드에서 합의된 RS 블록을 획득할 수 있게 된다.

커미티 노드는 커미티 샤드 선출 모듈(230)를 구동하여 해당 라운드에서 WRS 합의를 위해 선출된 커미티 샤드를 확인할 수 있다. WRS 합의를 위한 커미티 샤드는 적어도 하나 이상이 선출될 수 있으나, 커미티 샤드는 둘 이상인 것이 바람직하다. 모든 커미티 샤드에 소속된 모든 커미티 노드들은 WRS 블록 후보 생성 모듈(232) 및 투표 모듈(234)을 구동할 수 있다. 커미티 샤드에 소속된 커미티 노드들을 WRS 보터(voter)로 명명할 수 있다. WRS 보터의 WRS 블록 후보 생성 모듈(232)은 모든 샤드들로부터 수집된 RS 블록들을 취합하여 WRS 블록 후보를 생성하고, 생성된 WRS 블록 후보를 모든 커미티 샤드에 소속된 모든 WRS 보터들에게 전송하여 공유할 수 있다. 투표 모듈(234)은 모든 WRS 보터들과 투표 결과를 공유하면서 WRS 블록 후보들에 대해 투표하여 합의할 수 있다. 투표 모듈(234)은 프리보트(prevote) 절차, 프리커밋(precommit) 절차, 커밋(commit) 절차를 수행할 수 있다. 프리보트 절차는 적어도 하나 이상 진행될 수 있다. 투표 모듈(234)의 합의 결과는 하나의 WRS 블록으로 합의, 합의된 WRS 블록 없음으로 합의, 합의 실패 등 3가지 중 하나의 결과로 도출될 수 있다. WRS 보터는 WRS 합의 결과를 블록체인 네트워크의 모든 노드들에게 공유할 수 있다.

도 3은 본 발명의 블록체인 네트워크에서, 데이터 저장소(300)에 저장된 정보를 도시한 도면이다.

노드의 데이터 저장소(300)에는, 노드의 샤드에 속한 모든 어카운트의 계정별 트랜잭션 체인(AWTC)(302, 304, 306, 308)과, 샤드에 속한 모든 어카운트의 계정별 트랜잭션을 결합하고 샤드에 속한 모든 노드들간 합의된 RS 블록을 체인으로 저장한 라운드 스테이트 체인(312)과, 블록체인 네트워크에 속한 모든 RS 블록을 결합하고 합의한 WRS 블록을 체인으로 저장한 월드 라운드 스테이트 체인(314)과, 노드의 샤드 내 통신 대상 노드 정보를 저장한 인트라샤드 통신 노드 리스트(316) 및 노드의 샤드 외 통신 대상 노드 정보를 저장한 인터샤드 통신 노드 리스트(318)가 저장될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록체인 합의 시스템(400)을 도시한 구성도이다.

이러한 블록체인 합의 시스템(400)은 노드의 컴퓨터 시스템에 의해 구현될 수 있으며, 도 4의 블록체인 합의 시스템(400)은 도 2의 블록체인 합의 시스템(222)일 수 있다.

본 발명의 노드에서 실행되는 블록체인 합의 시스템(400)은 프로포저 노드(proposer) 선출 결과를 확인하는 프로포저 노드 선출 모듈(402)과, 커미티 노드 선출 결과를 확인하는 커미티 노드 선출 모듈(404)과, 커미티 샤드 선출 결과를 확인하는 커미티 샤드 선출 모듈(406)과, 프로포저 노드로 선출된 경우 계정별 트랜잭션 블록을 취합하여 RS 블록 후보를 생성하는 RS 블록 후보 생성 모듈(408)과, 프로포저 노드에서 생성된 RS 블록 후보가 커미티 노드로 공유되도록 하는 RS 블록 후보 공유 모듈(410)과, 커미티 노드(이하, RS 보터라 함)로 선출된 경우 프로포저 노드로부터 공유된 RS 블록 후보에 대해 투표하여 합의하는 RS 블록 투표 모듈(412)과, RS 블록 투표 합의 결과를 샤드 내 타 노드 및 샤드 외 커미티 노드들에게 공유하는 RS 투표 결과 공유 모듈(414)과, 커미티 샤드에 소속된 커미티 노드(이하, WRS 보터라 함)로 선출된 경우 모든 샤드의 커미티 노드로부터 공유된 RS 블록들을 취합하여 WRS 블록 후보를 생성하는 WRS 블록 후보 생성 모듈(416)과, WRS 보터에서 생성된 WRS 블록 후보가 다른 WRS 보터들과 공유되도록 하는 WRS 블록 후보 공유 모듈(418)과, 공유된 WRS 블록 후보들에 대해 투표하여 합의하는 WRS 블록 투표 모듈(420)과, WRS 블록 투표 합의 결과를 모든 노드들에게 공유하는 WRS 투표 결과 공유 모듈(422)을 포함한다.

본 발명에서 RS 블록 투표 모듈(412)과 WRS 블록 투표 모듈(420)은 동일한 구성요소로 구현될 수도 있다. 즉, 동일한 투표 모듈로서, 투표 대상만이 RS 블록 후보들과 WRS 블록 후보들로 변경되어 구현될 수 있다.

모든 커미티 노드는 샤드 내 RS 블록을 확정하기 위한 RS 보터로 기능할 수 있다. 커미티 노드들 중 커미티 샤드에 소속된 커미티 노드들이 WRS 블록을 확정하기 위한 WRS 보터로 기능할 수 있다.

매 라운드마다 한 샤드를 구성하는 노드들 중 VRF(Verifiable Random Function) 등의 방법에 의해 랜덤으로 프로포저 노드가 선출될 수 있으며, 각 노드는 프로포저 노드 선출 모듈(402)을 구동하여 자신이 프로포저 노드로 선출되었는지 여부를 확인할 수 있다.

매 라운드마다 한 샤드를 구성하는 노드들 중 보트 카운트(vote count) 등의 방법에 따라 랜덤으로 커미티 노드(보터)가 선출될 수 있으며, 각 노드는 커미티 노드 선출 모듈(404)을 구동하여 선출된 커미티 노드들을 확인할 수 있다. 매 라운드마다 모든 커미티 노드가 새롭게 선출될 수도 있고, 이전 라운드의 커미티 노드 중 일부 커미티 노드는 재선출되고 일부만이 새롭게 선출될 수도 있다. 보트 카운트는 프로포저 활동 이력, 투표 참여 이력, 노드의 참여 기간 등을 고려하여 부여될 수 있다. 한 샤드에는 적어도 하나 이상의 프로포저 노드와 적어도 둘 이상의 커미티 노드들이 선출될 수 있다. 각 샤드에서 선출된 커미티 노드들은 RS 보터로서 동작할 수 있다.

매 라운드마다 블록체인 네트워크를 구성하는 샤드들 중 랜덤으로 커미티 샤드가 선출될 수 있으며, 각 샤드의 커미티 노드들은 커미티 샤드 선출 모듈(406)을 구동하여 선출된 커미티 샤드들을 확인할 수 있다. 매 라운드마다 적어도 하나 이상의 커미티 샤드가 선출될 수 있다. 매 라운드마다 모든 커미티 샤드가 새롭게 선출될 수도 있고, 이전 라운드의 커미티 샤드 중 일부 커미티 샤드는 재선출되고 일부만이 새롭게 선출될 수도 있다. 커미티 샤드에서 선출된 커미티 노드들은 WRS 보터로서 동작할 수 있다.

RS 블록 후보 생성 모듈(408)은 노드가 프로포저 노드로 선출된 경우 동작할 수 있다. RS 블록 후보 생성 모듈(408)은 이전 라운드에서 공유된 계정별 트랜잭션 블록을 취합한 해쉬값을 계산하여 RS 블록 후보를 생성할 수 있다. 샤드에서 선출된 복수의 프로포저 노드들은 동일한 RS 블록 후보를 생성할 수도 있고(통상적으로 동일한 계정별 트랜잭션 블록으로 RS 블록 후보를 생성하므로 동일한 해쉬값의 RS 블록 후보를 생성), 서로 다른 RS 블록 후보를 생성할 수 있다.

노드가 프로포저 노드로 선출된 경우, RS 블록 후보 공유 모듈(410)은 RS 블록 후보를 샤드 내 커미티 노드(RS 보터)에게 전송하여 공유할 수 있다. 노드가 커미티 노드로 선출된 경우, RS 블록 후보 공유 모듈(410)은 샤드 내 프로포저 노드로부터 RS 블록 후보를 전송받을 수 있다.

RS 블록 투표 모듈(412)은 노드가 커미티 노드로 선출된 경우 동작할 수 있다. RS 블록 투표 모듈(412)은 샤드 내 프로포저 노드로부터 전송받은 RS 블록 후보에 대해 투표하여 라운드 스테이트 체인에 연결한 RS 블록을 확정할 수 있다.

RS 블록 투표 모듈(412)은 적어도 하나 이상의 프리보트 단계, 프리커밋 단계, 커밋 단계를 수행하여 RS 블록을 확정할 수 있다. RS 블록 투표 모듈(412)의 실행 결과, 하나의 RS 블록 확정, 합의 없음, 합의 실패 중 하나의 결과가 도출될 수 있다.

제1프리보트 단계는, RS 블록 투표 모듈(412)이 RS 블록 후보들 중 하나에 투표하고, 투표 결과 기설정된 임계치(예컨대, 2/3) 이상 개수를 득표한 RS 블록 후보가 존재하면 프리커밋 단계로 진행한다.

제2프리보트 단계는 제1프리보트 단계의 투표 결과 기설정된 임계치 이상 개수를 득표한 RS 블록 후보가 존재하지 않으면 진행하는 단계로서, 제1프리보트 단계에서 최대 득표 RS 블록 후보들 중 하나에 투표하고, 투표 결과 기설정된 임계치(예컨대, 2/3) 이상 개수를 득표한 RS 블록 후보가 존재하면 프리커밋 단계로 진행한다.

제1프리보트 단계에서, 일부 RS 보터는 임계치 이상 개수를 득표한 RS 블록 후보가 존재하는 것으로 투표 결과가 집계될 수도 있고, 나머지 RS 보터는 임계치 이상 개수를 득표한 RS 블록 후보가 존재하지 않은 것으로 집계될 수도 있다. 이 경우, 제2프리보트 단계가 진행될 수 있으며, 제1프리보트 단계에서 임계치 이상 개수를 득표한 RS 블록 후보가 존재하는 것으로 집계된 RS 보터들은 제2프리보트 단계에서도 해당 임계치 이상 개수를 득표한 RS 블록 후보에게 투표하도록 할 수 있다.

제3프리보트 단계는 제2프리보트 단계의 투표 결과 임계치 이상 개수를 득표한 RS 블록 후보가 존재하지 않으면 진행하는 단계로서, 합의 없음을 나타내는 블랭크(blank) 블록을 생성하여 RS 보터들간 공유하고, RS 보터들간 공유된 블랭크 블록에 대해 투표하여, 투표 결과 기설정된 임계치 이상 개수를 득표한 블랭크 블록이 존재하면 프리커밋 단계로 진행한다. 제3프리보트 단계에서 임계치 이상 개수를 득표한 블랭크 블록이 존재하지 않으면 합의 실패로 합의를 중지한다. 다음 라운드에서 합의 실패된 이전 라운드의 트랜잭션과 현재 라운드의 트랜잭션을 포함하여 합의를 시도할 수 있다.

프리커밋 단계는 프리보트 단계에서 임계치 이상 개수를 득표한 블록에 투표하는 단계로서, 프리보트 단계에서 임계치 이상 개수를 득표한 블록(RS 블록 또는 블랭크 블록)이 존재하므로, 이 프리커밋 단계에서 모든 RS 보터가 하나의 블록에 투표하게 된다.

커밋 단계는 프리커밋 단계에서 모든 표를 득표한 블록(RS 블록 또는 블랭크 블록)에 확정 서명하는 단계이다.

RS 투표 결과 공유 모듈(414)은 RS 블록 투표 모듈(412)의 실행 결과를 샤드 내 다른 노드들 및 샤드 외 다른 커미티 노드들에게 공유할 수 있다. 즉, 합의되어 커미티 노드에서 확정 서명된 RS 블록은 샤드 내 다른 노드들에게 공유되어, 각 노드들은 라운드 스테이트 체인에 해당 RS 블록을 연결할 수 있다. 또한, 해당 RS 블록은 다른 샤드의 다른 커미티 노드들에게 공유될 수 있다.

WRS 블록 후보 생성 모듈(416)은 노드가 커미티 샤드에 소속된 커미티 노드(WRS 보터)인 경우 동작할 수 있다. WRS 블록 후보 생성 모듈(416)은 모든 샤드의 커미티 노드들로부터 확정 서명된 RS 블록을 공유받을 수 있으며, 모든 샤드의 커미티 노드들로부터 공유된 RS 블록들을 취합한 해쉬값을 계산하여 WRS 블록 후보를 생성할 수 있다. 각 WRS 보터들은 동일한 WRS 블록 후보를 생성할 수도 있고(통상적으로 동일한 RS 블록들을 기반으로 WRS 블록 후보를 생성하므로 동일한 해쉬값의 WRS 블록 후보를 생성), 서로 다른 WRS 블록 후보를 생성할 수도 있다.

WRS 블록 후보 공유 모듈(418)은 노드가 WRS 보터인 경우 동작할 수 있다. WRS 블록 후보 공유 모듈(418)은 WRS 보터들이 각각 생성한 WRS 블록 후보를 다른 WRS 보터들에게 전송하여 공유할 수 있다.

WRS 블록 투표 모듈(420)은 노드가 WRS 보터(커미티 샤드에 소속된 커미티 노드)인 경우 동작할 수 있다. WRS 블록 투표 모듈(420)은 자신이 생성한 WRS 블록 후보 및 다른 WRS 보터들로부터 공유받은 WRS 블록 후보들에 대해 투표하여 월드 라운드 스테이트 체인에 연결한 WRS 블록을 확정할 수 있다.

WRS 블록 투표 모듈(420)은 적어도 하나 이상의 프리보트 단계, 프리커밋 단계, 커밋 단계를 수행하여 WRS 블록을 확정할 수 있다. WRS 블록 투표 모듈(420)의 실행 결과, 하나의 WRS 블록 확정, 합의 없음, 합의 실패 중 하나의 결과가 도출될 수 있다.

제1프리보트 단계는, WRS 블록 투표 모듈(420)이 WRS 블록 후보들 중 하나에 투표하고, 투표 결과 기설정된 임계치(예컨대, 2/3) 이상 개수를 득표한 WRS 블록 후보가 존재하면 프리커밋 단계로 진행한다.

제2프리보트 단계는 제1프리보트 단계의 투표 결과 임계치 이상 개수를 득표한 WRS 블록 후보가 존재하지 않으면 진행하는 단계로서, 제1프리보트 단계에서 최대 득표 WRS 블록 후보들 중 하나에 투표하고, 투표 결과 기설정된 임계치(예컨대, 2/3) 이상 개수를 득표한 WRS 블록 후보가 존재하면 프리커밋 단계로 진행한다.

제1프리보트 단계에서, 일부 WRS 보터는 임계치 이상 개수를 득표한 WRS 블록 후보가 존재하는 것으로 투표 결과가 집계될 수도 있고, 나머지 WRS 보터는 임계치 이상 개수를 득표한 WRS 블록 후보가 존재하지 않은 것으로 집계될 수도 있다. 이 경우, 제2프리보트 단계가 진행될 수 있으며, 제1프리보트 단계에서 임계치 이상 개수를 득표한 WRS 블록 후보가 존재하는 것으로 집계된 WRS 보터들은 제2프리보트 단계에서도 해당 임계치 이상 개수를 득표한 WRS 블록 후보에게 투표하도록 할 수 있다.

제3프리보트 단계는 제2프리보트 단계의 투표 결과 임계치 이상 개수를 득표한 WRS 블록 후보가 존재하지 않으면 진행하는 단계로서, 합의 없음을 나타내는 블랭크(blank) 블록을 생성하여 WRS 보터들간 공유하고, WRS 보터들간 공유된 블랭크 블록에 대해 투표하여, 투표 결과 기설정된 임계치 이상 개수를 득표한 블랭크 블록이 존재하면 프리커밋 단계로 진행한다. 제3프리보트 단계에서 임계치 이상 개수를 득표한 블랭크 블록이 존재하지 않으면 합의 실패로 합의를 중지한다.

프리커밋 단계는 프리보트 단계에서 임계치 이상 개수를 득표한 블록에 투표하는 단계로서, 프리보트 단계에서 임계치 이상 개수를 득표한 블록(WRS 블록 또는 블랭크 블록)이 존재하므로, 이 프리커밋 단계에서 모든 WRS 보터가 하나의 블록에 투표하게 된다.

커밋 단계는 프리커밋 단계에서 모든 표를 득표한 블록(WRS 블록 또는 블랭크 블록)에 확정 서명하는 단계이다.

WRS 투표 결과 공유 모듈(422)은 WRS 블록 투표 모듈(420)의 실행 결과를 블록체인 네트워크의 모든 노드들에게 공유할 수 있다. 즉, 합의되어 커미티 노드에서 확정 서명된 WRS 블록은 모든 노드들에 공유되어, 각 노드들은 월드 라운드 스테이트 체인에 해당 WRS 블록을 연결할 수 있다.

상술한 합의 시스템에서, 복수의 라우드에서 합의 실패가 반복되는 경우, 블록체인 네트워크 전체 시스템이 불안정한 상태로 인지할 수 있다. 이때, 커미티 노드 선출 모듈은 기설정된 특정 노드의 커미티 노드 선출 가능성을 향상시킬 수도 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로포저 노드에서의 블록체인 합의 방법을 도시한 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 RS 보터에서의 블록체인 합의 방법을 도시한 흐름도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 WRS 보터에서의 블록체인 합의 방법을 도시한 흐름도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 적어도 하나 이상의 블록 후보에 대해 투표하는 과정을 도시한 동작 흐름도이다.

예시적인 프로세스의 동작은 개별 블록으로 도시되고 이들 블록을 참조하여 설명된다. 프로세스는 블록의 논리 흐름으로서 도시되며, 각 블록은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있는 하나 이상의 동작을 나타낼 수 있다. 소프트웨어와 관련하여, 동작은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때 하나 이상의 프로세서가 인용된 동작을 수행할 수 있게 하는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 실행 가능 명령어를 나타낸다. 일반적으로 컴퓨터 실행 가능 명령어에는 루틴, 프로그램, 객체, 모듈, 구성 요소, 데이터 구조, 특정 함수를 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 구현하는 것을 포함한다. 동작이 설명되는 순서는 제한적인 것으로 해석되어서는 안되며, 설명된 동작의 수는 임의의 순서로, 다수의 하위 동작으로 세분화 또는 병렬적으로 실행될 수 있다.

도 5를 참조하여, 프로포저 노드에서의 블록체인 합의 방법을 살펴본다.

프로포저 노드는 프로포저 노드 선출 여부를 확인하고(S502), 커미티 노드 선출 결과를 확인한다(S504). 한 라운드에서 하나의 노드가 프로포저 노드와 커미티 노드로 동시에 선출되지 않는 것이 바람직하다. 한 라운드에서 적어도 하나 이상의 프로포저 노드가 선출되는 것이 바람직하며, 적어도 둘 이상의 프로포저 노드가 선출되는 것이 더 바람직하다. 이 프로포저 노드는 랜덤하게 선출될 수 있다. 프로포저 노드는 이전 라운드에서 공유된 계정별 트랜잭션 블록을 취합하여 해쉬값을 산출함으로써, RS 블록 후보를 생성할 수 있다(S506). 프로포저 노드는 생성된 RS 블록 후보를 샤드 내 커미티 노드(RS 보터)들에게 전송할 수 있다(S508).

도 6을 참조하여, RS 보터에서의 블록체인 합의 방법을 살펴본다. RS 보터는 각 샤드마다 선출된 커미티 노드일 수 있다.

RS 보터는 프로포저 노드 선출 여부를 확인하고(S602), 커미티 노드 선출 결과를 확인한다(S604). RS 보터는 샤드 내 적어도 하나 이상의 프로포저 노드로부터 적어도 하나 이상의 RS 블록 후보를 수신할 수 있다(S606). RS 보터는 샤드 내 다른 RS 보터들과 통신하며 RS 블록 후보에 대해 투표를 진행하여(S608), RS 블록 확정, 합의된 RS 블록 없음, 합의 실패 중 하나의 투표 결과가 도출될 수 있다. RS 블록 투표 결과는 샤드 내 다른 노드들에게 공유되고, 다른 샤드의 커미티 노드들에게 공유될 수 있다(S610). 적어도 하나 이상의 RS 블록 후보에 대해 투표하는 단계 S608의 상세한 세부 절차는 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.

도 7을 참조하여, WRS 보터에서의 블록체인 합의 방법을 살펴본다. WRS 보터는 커미티 샤드에 소속된 커미티 노드일 수 있다. WRS 보터는 RS 블록 후보에 대해 투표하는 RS 보터로서 기능하고, 이후 WRS 블록 후보에 대해 투표하는 WRS 보터로서 기능할 수 있다.

WRS 보터는 프로포저 노드 선출 여부를 확인하고(S702), 커미티 노드 선출 결과를 확인한다(S704). WRS 보터는 샤드 내 적어도 하나 이상의 프로포저 노드로부터 적어도 하나 이상의 RS 블록 후보를 수신할 수 있다(S706). WRS 보터는 샤드 내 다른 WRS 보터들과 통신하며 적어도 하나 이상의 RS 블록 후보에 대해 투표를 진행하여(S708), RS 블록 확정, 합의된 RS 블록 없음, 합의 실패 중 하나의 투표 결과가 도출될 수 있다. RS 블록 투표 결과는 샤드 내 다른 노드들에게 공유되고, 다른 샤드의 커미티 노드들에게 공유될 수 있다(S710).

WRS 보터는 커미티 샤드 선출 결과를 확인한다(S712). WRS 보터는 모든 샤드의 커미티 노드로부터 수신된 확정된 RS 블록을 취합하여 해쉬값을 산출함으로써, WRS 블록 후보를 생성할 수 있다(S714). WRS 보터는 생성된 WRS 블록 후보를 다른 WRS 보터들과 공유할 수 있다(S716). WRS 보터는 다른 WRS 보터들과 통신하며 적어도 하나 이상의 WRS 블록 후보에 대해 투표를 진행하여(S718), WRS 블록 확정, 합의된 WRS 블록 없음, 합의 실패 중 하나의 투표 결과가 도출될 수 있다. WRS 블록 투표 결과는 블록체인 네트워크의 모든 노드들에게 공유될 수 있다(S720).

적어도 하나 이상의 RS 블록 후보에 대해 투표하는 단계 S708 및 적어도 하나 이상의 WRS 블록 후보에 대해 투표하는 단계 S718의 상세한 세부 절차는 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 적어도 하나 이상의 블록 후보에 대해 투표하는 과정을 도시한 동작 흐름도(S800)이다. 도 8의 적어도 하나 이상의 블록 후보들에 대해 투표하는 과정은 보터에 의해 수행될 수 있으며, 보터는 RS 보터 또는 WRS 보터일 수 있다. 아울러, 블록 후보는 RS 블록 후보 또는 WRS 블록 후보일 수 있다.

보터는 제1프리보트 단계에서 적어도 하나 이상의 블록 후보 중 하나의 블록 후보에 투표한다(S802).

보터는 제1프리보트 단계 S802의 투표 결과, 기설정된 임계치(예컨대, 2/3) 이상 개수를 득표한 블록 후보가 존재하는지 판단한다(S804). 단계 S804의 판단 결과, 임계치 이상 개수를 득표한 블록 후보가 존재하면 단계 S814의 프리커밋 단계로 진행하고, 단계 S804의 판단 결과, 임계치 이상의 개수를 득표한 블록 후보가 존재하지 않으면 단계 S806의 제2프리보트 단계로 진행한다.

제2프리보트 단계(S806)에서, 보터는 제1프리보트 단계(S802)에서 최대 득표 블록 후보 중 하나에 투표한다(S806).

보터는 제2프리보트 단계 S806의 투표 결과, 기설정된 임계치(예컨대, 2/3) 이상 개수를 득표한 블록 후보가 존재하는지 판단한다(S808). 단계 S808의 판단 결과, 임계치 이상 개수를 득표한 블록 후보가 존재하면 단계 S814의 프리커밋 단계로 진행하고, 단계 S808의 판단 결과, 임계치 이상의 개수를 득표한 블록 후보가 존재하지 않으면 단계 S810의 제3프리보트 단계로 진행한다.

제1프리보트 단계에서, 일부 WRS 보터는 임계치 이상 개수를 득표한 WRS 블록 후보가 존재하는 것으로 투표 결과가 집계될 수도 있고, 나머지 WRS 보터는 임계치 이상 개수를 득표한 WRS 블록 후보가 존재하지 않은 것으로 집계될 수도 있다. 이 경우, 제2프리보트 단계가 진행될 수 있으며, 제1프리보트 단계에서 임계치 이상 개수를 득표한 WRS 블록 후보가 존재하는 것으로 집계된 WRS 보터들은 제2프리보트 단계에서도 해당 임계치 이상 개수를 득표한 WRS 블록 후보에게 투표하도록 한다. 제2프리보트 단계 후 제2-2프리보트 단계가 추가로 진행될 수 있으며, 이때 제2프리보트 단계에서 임계치 이상 개수를 득표한 WRS 블록 후보가 존재하는 것으로 집계된 WRS 보터들은 제2-2프리보트 단계에서도 해당 임계치 이상 개수를 득표한 WRS 블록 후보에게 투표하도록 한다.

제3프리보트 단계(S810)에서, 보터는 합의 없음을 나타내는 블랭크(blank) 블록을 생성하여 보터들간 공유하고, 보터들간 공유된 블랭크 블록에 대해 투표한다(S810).

보터는 제3프리보트 단계 S810의 투표 결과, 기설정된 임계치(예컨대, 2/3) 이상 개수를 득표한 블랭크 블록이 존재하는지 판단한다(S812). 단계 S812의 판단 결과, 임계치 이상 개수를 득표한 블랭크 블록이 존재하면 단계 S814의 프리커밋 단계로 진행하고, 단계 S812의 판단 결과, 임계치 이상의 개수를 득표한 블랭크 블록이 존재하지 않으면 합의 실패로 합의를 중지한다(S818).

단계 S814의 프리커밋 단계에서, 보터는 제1프리보트 단계 내지 제3프리보트 단계 중 적어도 하나의 프리보트 단계에서 임계치 이상 개수를 득표한 블록에 투표한다(S814). 프리보트 단계(S802, S806, S810)에서 임계치 이상 개수를 득표한 블록(블록 후보 또는 블랭크 블록)이 존재하므로, 이 프리커밋 단계에서 모든 보터가 하나의 블록에 투표하게 된다.

단계 S816의 커밋 단계에서, 보터는 프리커밋 단계에서 모든 표를 득표한 블록에 확정 서명한다(S816).

전술한 모든 방법 및 프로세스는 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 코드 모듈로 구현되고 완전 자동화될 수 있다. 코드 모듈은 임의의 유형의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 또는 다른 컴퓨터 저장 장치에 저장될 수 있다. 일부 또는 모든 방법은 특수 컴퓨터 하드웨어로 구현될 수 있다.

본 명세서에 기술되고 및/또는 첨부 도면에 도시된 흐름도의 임의의 일상적인 설명, 요소 또는 블록은 특정 논리 함수 또는 요소를 구현하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 명령을 포함하는 코드, 모듈, 세그먼트 또는 부분을 잠재적으로 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 루틴. 대안적인 예는 여기에 설명 된 예의 범위 내에 포함되며, 여기에서 이해될 수 있는 기능에 따라 실질적으로 동 기적으로 또는 역순으로 요소 또는 기능이 삭제되거나 도시되거나 논의된 것으로부터 순서대로 실행될 수 있다.

상술된 실시예에 대해 많은 변형 및 수정이 이루어질 수 있으며, 그 요소는 다른 허용 가능한 예 중 하나인 것으로 이해되어야 한다. 이러한 모든 수정 및 변형은 본 개시의 범위 내에 포함되고 다음의 청구범위에 의해 보호되도록 의도된다. 이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 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. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 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. 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.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

400; 블록체인 합의 시스템 402; 프로포저 노드 선출 모듈
404; 커미티 노드 선출 모듈 406; 커미티 샤드 선출 모듈
408; RS 블록 후보 생성 모듈 410; RS 블록 후보 공유 모듈
412; RS 블록 투표 모듈 414; RS 투표 결과 공유 모듈
416; WRS 블록 후보 생성 모듈 418; WRS 블록 후보 공유 모듈
420; WRS 블록 투표 모듈 422; WRS 투표 결과 공유 모듈

Claims

블록체인 네트워크를 구성하는 노드에서 구동하는 블록체인 합의 시스템에 있어서,
상기 노드는 WRS 보터로 선출된 노드이고,
상기 블록체인 합의 시스템은, 모든 샤드의 커미티 노드들로부터 합의된 RS 블록을 취합하여 WRS 블록 후보를 생성하는 WRS 블록 후보 생성 모듈,
상기 WRS 보터가 다른 WRS 보터들과 WRS 블록 후보를 공유하도록 하는 WRS 블록 후보 공유 모듈,
상기 WRS 보터가 다른 WRS 보터들과 통신하면서 상기 공유된 WRS 블록 후보에 대해 투표하여 합의하는 WRS 블록 투표 모듈, 및
상기 WRS 보터가 WRS 블록 투표 결과를 블록체인 네트워크의 모든 노드들에게 공유하는 WRS 투표 결과 공유 모듈을 포함하는 블록체인 합의 시스템.
제1항에 있어서,
상기 노드는 RS 보터로 선출된 노드이고,
상기 블록체인 합의 시스템은, 샤드 내의 적어도 하나 이상의 프로포저 노드로부터 각각 RS 블록 후보를 수신하는 RS 블록 후보 공유 모듈,
상기 RS 보터가 다른 RS 보터들과 통신하면서 상기 프로포저 노드로부터 수신된 적어도 하나 이상의 RS 블록 후보에 대해 투표하여 합의하는 RS 블록 투표 모듈, 및
상기 RS 보터가 RS 블록 투표 결과를 샤드 내 모든 노드들 및 상기 WRS 보터들에게 공유하는 RS 투표 결과 공유 모듈을 더 포함하는 블록체인 합의 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 블록 투표 결과는 블록 후보 중 하나의 블록 확정, 합의된 블록 없음, 합의 실패 중 적어도 하나를 포함하는 블록체인 합의 시스템.
제3항에 있어서,
상기 블록 투표 결과가 기설정된 라운드동안 합의 실패가 반복되면, 기설정된 노드가 보터로 선출될 가능성이 높아지는 블록체인 합의 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 블록 투표 모듈은, 적어도 하나 이상의 프리보트 단계, 프리커밋 단계 및 커밋 단계를 수행하는 블록체인 합의 시스템.
제5항에 있어서,
상기 프리보트 단계는 기설정된 임계치 이상의 개수를 득표한 블록을 도출하는 단계이고, 상기 프리커밋 단계는 상기 프리보트 단계에서 상기 임계치 이상의 개수를 득표한 블록에 투표하는 단계이고, 상기 커밋 단계는 상기 프리커밋 단계에서 투표된 블록에 확정 서명하는 단계인 블록체인 합의 시스템.
제5항에 있어서,
상기 프리보트 단계는 적어도 둘 이상의 프리보트 단계들을 포함하고
상기 둘 이상의 프리보트 단계들 중 하나의 프리보트 단계에서 기설정된 임계치 이상의 개수를 득표한 블록이 도출된 보터는 이후 프리보트 단계에서 이전 프리보트 단계와 동일한 블록에 투표하도록 하는 블록체인 합의 시스템.
블록체인 네트워크를 구성하는 노드에서 구동하는 블록체인 합의 방법에 있어서,
상기 노드는 WRS 보터로 선출된 노드이고,
상기 블록체인 합의 방법은, 모든 샤드의 커미티 노드들로부터 합의된 RS 블록을 취합하여 WRS 블록 후보를 생성하는 단계,
상기 WRS 보터가 다른 WRS 보터들과 WRS 블록 후보를 공유하도록 하는 단계,
상기 WRS 보터가 다른 WRS 보터들과 통신하면서 상기 공유된 WRS 블록 후보에 대해 투표하여 합의하는 블록 투표 단계, 및
상기 WRS 보터가 WRS 블록 투표 결과를 블록체인 네트워크의 모든 노드들에게 공유하는 단계를 포함하는 블록체인 합의 방법.
제8항에 있어서,
상기 노드는 RS 보터로 선출된 노드이고,
상기 블록체인 합의 방법은, 샤드 내의 적어도 하나 이상의 프로포저 노드로부터 각각 RS 블록 후보를 수신하는 단계,
상기 RS 보터가 다른 RS 보터들과 통신하면서 상기 프로포저 노드로부터 수신된 적어도 하나 이상의 RS 블록 후보에 대해 투표하여 합의하는 블록 투표 단계, 및
상기 RS 보터가 RS 블록 투표 결과를 샤드 내 모든 노드들 및 상기 WRS 보터들에게 공유하는 단계를 더 포함하는 블록체인 합의 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 블록 투표 결과는 블록 후보 중 하나의 블록 확정, 합의된 블록 없음, 합의 실패 중 적어도 하나를 포함하는 블록체인 합의 방법.
제10항에 있어서,
상기 블록 투표 결과가 기설정된 라운드동안 합의 실패가 반복되면, 기설정된 노드가 보터로 선출될 가능성이 높아지는 블록체인 합의 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 블록 투표 단계는, 적어도 하나 이상의 프리보트 단계, 프리커밋 단계 및 커밋 단계를 포함하는 블록체인 합의 방법.
제12항에 있어서,
상기 프리보트 단계는 기설정된 임계치 이상의 개수를 득표한 블록을 도출하는 단계이고, 상기 프리커밋 단계는 상기 프리보트 단계에서 상기 임계치 이상의 개수를 득표한 블록에 투표하는 단계이고, 상기 커밋 단계는 상기 프리커밋 단계에서 투표된 블록에 확정 서명하는 단계인 블록체인 합의 방법.
제12항에 있어서,
상기 프리보트 단계는 적어도 둘 이상의 프리보트 단계들을 포함하고
상기 둘 이상의 프리보트 단계들 중 하나의 프리보트 단계에서 기설정된 임계치 이상의 개수를 득표한 블록이 도출된 보터는 이후 프리보트 단계에서 이전 프리보트 단계와 동일한 블록에 투표하도록 하는 블록체인 합의 방법.