WO2022231072A2 - 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크를 이용한 랜덤 합의체 증명을 수행하는 뉴럴 합의체 기반의 블록체인 네트워크 시스템 - Google Patents

비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크를 이용한 랜덤 합의체 증명을 수행하는 뉴럴 합의체 기반의 블록체인 네트워크 시스템 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for building a block chain network and an operating method thereof. More specifically, the present invention relates to a neural consensus-based blockchain network system that performs random consensus proof using a non-random consensus proof-based blockchain network.
  • blockchain utilizes a peer-to-peer (P2P) network as one of the distributed databases.
  • P2P peer-to-peer
  • a distributed database is a technology that physically distributes data so that multiple users can share a large-scale database.
  • Blockchain is a list of structures that store data, and network participating node terminals can store data and jointly record and manage ledger data that records transaction information through verification.
  • blockchain can be achieved by forming a P2P network between node terminals of virtual currency users connected to the Internet.
  • the block containing the transaction details of the virtual currency can be managed in the user node terminal and connected to and propagated with the new block.
  • the block verified through the consensus algorithm of multiple participants (node terminals) can be linked to the existing block, and can be verified and distributed as a final ledger containing transaction details.
  • transaction information verified through validation of the transaction is propagated to each node terminal.
  • transaction details that is, verified transactions are propagated and stored in a distributed manner.
  • the security and stability of the blockchain increases as more users share data.
  • blockchain is being used for various online services such as cloud computing services.
  • Blockchain technology can reduce transaction costs and prevent data forgery by changing the existing centralized data management structure to a decentralized or decentralized one.
  • Such blockchain technology can create economic value by combining with industries such as finance/medical/contents/public/logistics/distribution/energy.
  • nodes participating in the network create blocks and propagate the block information created to other nodes. Also, nodes that have received the new block information can determine and verify the consistency of the new block information. At this time, transaction details that can be included in the newly created block, that is, validation of the transaction, can also be performed by nodes participating in the blockchain network.
  • a consensus algorithm can be applied to ensure the integrity of block information constituting the ledger managed by participating nodes and to review its legitimacy.
  • PoW Proof of Work
  • PoS Proof of Stake
  • DoS Delegated Poof of Stake
  • PBFT Practical Byzantine Fault Tolerance
  • PoW Proof-of-Work
  • PoW Proof-of-Work
  • Pow requires a unique hash value to create a block, where the unique hash value is a value that must be found by randomly substituting a nonce value.
  • cost and environmental problems occur due to power consumption, and separate chips with integrated functions appear, which may cause centralization problems due to unity of computing power.
  • PoS Proof-of-Stake
  • PoS adopts a method that can prove in proportion to the stake held by the node.
  • PoS makes the probability of creating a block proportional to the stake of the token each node has.
  • PoS can be viewed as a specific type of PoW when viewed as a resource for injecting token stakes.
  • the algorithm formula of PoS can be expressed as 'PoW using digest'. Compared to PoW, PoS consumes little energy and makes resource intensive difficult.
  • PoS is a method that becomes more advantageous with more stakes, there may be a problem of centralization of block generation by stakes, and each node may tend to collect tokens and not use them. Furthermore, since the stake reaches 100% at the time of the Genesis block, which is the first block of the blockchain, the person who started the system can recreate the entire block again and again. If each node also has a stake, it is possible to start over from that point, so PoS alone cannot prevent forgery.
  • Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2019-0122149 discloses a method for selecting a consensus node using a nonce. Since this method uses a fair random consensus, there is no need to use excessive resources such as PoW. It has the advantage of minimizing resource consumption by participating in block generation, making it unpredictable in advance of nodes that will acquire block generation rights through the nonce proof process, and representing the probabilistic whole, and allowing more than a certain number of consensus nodes to be selected.
  • blockchain networks that have already been built around the world, such as Bitcoin and Ethereum, still use PoW and Pow methods, and private blockchain networks, such as small nodes such as PBFT, are used to preserve the efficiency of communication.
  • PBFT small nodes
  • the present invention was devised to solve the above problems, and by constructing a neural consensus proof module cluster that uses a non-random consensus proof-based existing block chain network as a random consensus proof-based block chain network, existing PoW,
  • a device that supports the operation of a random consensus proof-based blockchain network based on the established blockchain network while controlling that the PoS-based blockchain network is no longer operated in the PoW or PoS scheme It aims to provide a method of operation and a novel blockchain network system based thereon.
  • the method according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is a method of operating a node device connected to a non-random consensus proof-based block chain network, new block data propagated through the block chain network obtaining a; and performing a block generation process based on a neural consensus proof corresponding to the new block data according to a preset condition, wherein the block generation process based on the neural consensus proof extracts validation data from the new block data step; acquiring neural consensus designation information of the next block generated based on a random consensus proof process according to the verification process of the validation data; and selectively driving a consensus node functional unit based on the neural consensus designation information of the next block to generate validation data of the next block.
  • a device for solving the above problems is a node device connected to a non-random consensus proof-based block chain network, wherein the node device is a new device propagated through the block chain network.
  • a neural consensus proof-based block generation process corresponding to the new block data is performed according to a preset condition, and the node device obtains new block data propagated through the block chain network, a validation processing unit that extracts validation data from the new block data, and obtains neural consensus designation information of the next block generated based on a random consensus verification process according to the validation process of the validation data; and a consensus node function unit that is selectively driven based on the neural consensus designation information of the next block to generate validation data of the next block.
  • a system for solving the above problems, in the blockchain network platform system, a non-random consensus proof-based blockchain network; and a neural consensus proof module cluster that generates a new block in which random consensus proof-based neural consensus validation data is combined using block data propagated from the non-random consensus proof-based blockchain network according to a preset condition. and the new block is propagated through the non-random consensus proof-based blockchain network.
  • a neural consensus proof module cluster using a non-random consensus proof-based existing block chain network as a random consensus proof-based block chain network
  • existing PoW, PoS method pre-established blocks Random consensus proof-based blockchain network based on the established blockchain network while controlling the chain network so that it is no longer operated in the PoW or PoS method, or limited operation according to the minimum number of nodes of the Byzantine fault-tolerant consensus It is possible to provide a node terminal device forming a network that enables the operation and an operating method thereof.
  • a random consensus proof-based block chain network is used for auxiliary processing It is possible to drive the continuity guarantee mode that can be configured to do this, and accordingly, the present invention can be used to guarantee service continuity of an existing service.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an entire system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a block chain network according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a node device according to an embodiment of the present invention in more detail.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining a neural consensus proof module cluster configuration and an overall process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of operating a node device according to an embodiment of the present invention.
  • 6 to 9 are diagrams illustrating step-by-step data processed by the consensus proof module node device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of operating a node device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of operating a node terminal device according to another embodiment of the present invention.
  • processor control or similar concepts should not be construed as exclusively referring to hardware having the ability to execute software, and without limitation, digital signal processor (DSP) hardware, ROM for storing software. It should be understood to implicitly include (ROM), RAM (RAM) and non-volatile memory. Other common hardware may also be included.
  • DSP digital signal processor
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an entire system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a block chain network according to an embodiment of the present invention.
  • a block chain network system 1000 configures a block chain network of a mesh network topology by one or more node terminals connected through a wired or wireless network. can do.
  • the node terminals may be connected to the blockchain network through an input/output device and exchange data.
  • the blockchain network system 1000 is a mobile device such as a mobile phone, a smart phone, a PDA, a tablet computer, a laptop computer, a computing device such as a personal computer, a tablet computer, a netbook, or a television, a smart television, a security device for gate control, etc.
  • Various electronic systems such as products may be included as the node terminal.
  • each node terminal 100 may be provided with a communication module for accessing the block chain network.
  • the blockchain network may be implemented as a wired network, such as, for example, a local area network (LAN), a wide area network (WAN), or a value added network (VAN).
  • the block chain network is a mobile radio communication network, satellite communication network, Bluetooth (Bluetooth), Wibro (Wireless Broadband Internet), HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), Wi-Fi (Wi-Fi), LTE (Long Term) Evolution) can be implemented in all kinds of wireless networks.
  • the block chain network may be a network in which wired and wireless are mixed.
  • each node terminal may register account information according to its own node access to transaction book data shared through a cloud method through a network. And, when a transaction of encrypted information for generating a block chain is required, each trader terminal may propagate the transaction information to be recorded in the transaction book data to each trader terminal.
  • the transaction ledger data is updated and the information is shared, so that the transaction of encrypted information for generating a block chain can be processed.
  • the transaction ledger data is a block chain ( block chain) data can be linked. Accordingly, verification of forgery or falsification of the transaction book data can be easily processed according to the verification of the hash value of the block chain.
  • the security stability of such a block chain can be formed by the system participation of data-sharers. Accordingly, transaction information blocks including details of sharing between each sharer terminal connected to the block chain network and encryption information issuance/transaction details for creating a block chain can be sequentially stored, and for preventing forgery Transaction verification processing for sequentially blockchainizing hash values may be performed distributedly in each trader terminal.
  • the previously built blockchain network may be a non-random consensus proof-based blockchain network.
  • PoW Proof-of-Work
  • PoS Proof-of-Stake
  • block chain networks such as Bitcoin and Ethereum This may apply.
  • the node device 100 may configure a neural consensus proof module cluster, and the neural consensus proof module cluster combines neural consensus validation data based on a random consensus proof method.
  • a new block may be constructed, and the constructed new block may be processed to be propagated through the non-random consensus blockchain network 200 .
  • the non-random consensus block chain network 200 shares the propagated block data within the network, and the next block can be generated again by the node device 100 constituting the neural consensus proof module cluster. have.
  • the node device 100 constituting the neural consensus proof module cluster. have.
  • the neural consensus proof module cluster that enables the non-random consensus proof-based existing block chain network 200 to be used as the random consensus proof-based block chain network 1000 is a node device ( 100), while controlling the existing PoW, PoS method-based block chain network not to operate in the PoW or PoS method any more, or to operate limitedly according to the minimum number of nodes of the Byzantine Fault Tolerance Agreement.
  • a node terminal device 100 that forms a network that enables a random consensus proof-based block chain network based on a previously built block chain network to be operated.
  • the nonce chain and hash verification process configured based on a one-time random number may be used as the participation credentials of the random consensus, but this is only an example, and the designation or participation credentials of the random consensus may be possible in various other ways.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a node device according to an embodiment of the present invention in more detail
  • FIG. 4 is a neural consensus proof module cluster according to an embodiment of the present invention. It is a conceptual diagram for explaining the configuration and the entire process.
  • the node terminals 100 of the block chain system 1000 may be included in a neural consensus proof module cluster for configuring the next block by a random node selection process, and such a neural consensus proof module cluster It may include a neural consensus proof module 110 for performing a random consensus proof process according to an embodiment of the present invention.
  • the node terminal 100 is connected to the non-random consensus block chain network 200, and the processing of the shared propagation process of the next block constructed by the random consensus proof process is performed on the non-random consensus block chain network 200. It may include a block chain service unit 120 that is performed through
  • the node terminals 100 are selected by the random consensus selection process while participating in the non-random consensus block chain network 200, and the right to create each block according to the consensus agreement is selectively It may be a given node terminal 100, through which the random consensus block chain network system 1000 can be independently built.
  • the node terminals 100 perform the functions of a fourth node terminal that is a general node, a third node terminal that is a participating node, a second node terminal that is a parliamentary node, and a first node terminal that is a committee node. It can be done selectively.
  • the neural consensus proof modal cluster can be built based on a third node terminal, which is a terminal registered as a participating node.
  • the participation node which is the third node terminal, can verify the participation qualification based on the next consensus selection information confirmed in the consensus validation data of the newly propagated block, and the second node terminal determines whether to select a parliamentary node according to the verification result. It may be a terminal that checks and processes the parliamentary node function operation.
  • the first node terminal may be a terminal that processes a committee node function operation by checking whether a committee node is selected according to the verification result.
  • the candidate block presentation and consensus process can be performed like the second node terminal shown in FIG. 4 , and in the case of the node terminal 100 selected as the committee node, consensus By determining a block and collecting signature information, the process of constructing and distributing the consensus validation data of the next block can be performed.
  • the consensus validation data may include consensus process verification data, multi-signature information, and next consensus selection information, which may be propagated through the established non-random consensus blockchain network 200 .
  • the proof process of the existing non-random consensus blockchain network 200 may be limited, and the number of some nodes is less than the number set based on the Byzantine Tolerance Tolerance (PBFT) standard. Only in this case, Pow or Pos proof-based next block generation between the node terminals 100 may be processed.
  • PBFT Byzantine Tolerance Tolerance
  • the participation qualification and verification information of the node terminal 100 is calculated based on a random value calculated for each individual node according to the registration of the participating node and can be mutually disclosed and verified, which is a nonce as described above.
  • a chain may be used.
  • the node terminal 100 is a participating node, a parliamentary node, It may be determined by at least one of a committee node or a chair node.
  • the node terminal 100 includes a device information setting unit 111 , a node information setting unit 112 , a validation processing unit 113 , and a qualification verification processing unit ( 114 ), a consensus node function unit 115 , and a data interface unit 116 .
  • the device information setting unit 111 acquires, stores, and manages device information of the terminal 100 in which the neural consensus proof module 110 is installed.
  • the device information may include at least one of node name information, device address information, device performance information, device reliability information, and use network information of the terminal 100 .
  • Such device information may be used to identify or build a neural consensus proof module cluster, perform a voting consensus process, and the like.
  • the node information setting unit 112 sets node information for registration of the non-random consensus blockchain network 200 and participating nodes.
  • the set node information may include block chain network client address information, and the terminal 100 may obtain or share block information by accessing the block chain network through the block chain network client address information.
  • the validation processing unit 113 obtains the new block data propagated through the non-random consensus blockchain network 200, extracts the validation data from the new block data, and according to the validation processing of the validation data , obtains the neural consensus designation information of the next block generated based on the random consensus proof process.
  • the consensus node function unit 115 is selectively driven based on the neural consensus designation information of the next block to generate validation data of the next block, the chair node function unit 1151 and the assembly node function unit ( 1152 ) and at least one of the committee node function unit 1153 may be selectively driven.
  • the chair node function unit 1151 may be selectively driven by comparing at least a part of the neural consensus designation information and the nonce value of the designated node terminal 100, but the present invention is not limited to this selection method.
  • the chairman node function unit 1151 can perform the chairman process corresponding to the parliamentary and committee nodes, and includes delegation information and participation qualification verification information of valid transaction blocks obtained from the transaction pool of the blockchain network from parliamentary nodes. , the following block consensus candidate information can be collected. Accordingly, 3f + 1 (f is a natural number) or more parliamentary nodes for the next block may be selected, and 2f + 1 or more committee nodes may be selected.
  • the parliamentary node function unit 1152 is the node terminal 100 in which the chair node function unit 1151 is driven, delegation information and participation qualification of valid transaction blocks obtained from the transaction pool of the non-random consensus blockchain network 200 . Verification information may be transmitted.
  • the chair node function unit 1151 selects, as a candidate block, a block that matches a quorum or more of the consensus of the parliamentary nodes among the transaction blocks proposed by the parliamentary node, and processes the partial signature of the multi-signature area indicating the consensus on the candidate block.
  • a message for requesting . may be transmitted to the node terminals 100 in which the committee node function unit 1153 is driven.
  • the chair node function unit 1151 determines a transaction data candidate block that matches f+1 among 2f+1 transaction data candidate blocks, and processes the partial signature of the multi-signature area with the committee node function unit 1153 .
  • the node terminal 100 in which the committee node function unit 1153 is driven processes a partial signature indicating a consensus corresponding to the candidate block, and the chair node function unit 1151 is driven. It may be transmitted to the node terminal 100 .
  • the chair node function unit 1151 verifies the candidate block for which multi-signature processing has been completed according to the committee consensus, determines it as a distribution block, generates validation data corresponding to the consensus process, and combines it with the distribution block to create a new create a block
  • the data interface unit 116 may convert the generated new block into the format of the non-random consensus block chain network 200 and transmit it to the block chain service unit 120 .
  • the block chain service unit 120 can propagate the new block through the non-random consensus block chain network 200, and the new block is not only propagated through the non-random consensus block chain network 200 Instead, according to the operation of the transaction data management unit 121 , it may be added to the transaction data memory pool.
  • the device of the node terminal 100 may include a memory usable by the aforementioned block chain service unit 120 and the neural consensus proof module 110 .
  • the memory may include computer-readable instructions, and the block chain service unit 120 and the neural block module 110 may perform the aforementioned operations as the instructions stored in the memory are executed in the processor. have.
  • the memory may be a volatile memory or a non-volatile memory.
  • the memory may include a storage device to store the user's data.
  • the storage device may be an embedded multimedia card (eMMC), a solid state drive (SSD), a universal flash storage (UFS), or the like.
  • the storage device may include at least one non-volatile memory device.
  • Non-volatile memory devices include a NAND flash memory (NAND FlashMemory), a vertical NAND flash memory (VNAND), a NOR flash memory (NOR Flash Memory), a resistive random access memory (RRAM), a phase change memory ( Phase-Change Memory (PRAM), Magnetoresistive Random Access Memory (MRAM), Ferroelectric Random Access Memory (FRAM), Spin Transfer Torque Random Access Memory (STT-RAM), etc.
  • NAND FlashMemory NAND flash memory
  • VNAND vertical NAND flash memory
  • NOR Flash Memory NOR Flash Memory
  • RRAM resistive random access memory
  • PRAM Phase-Change Memory
  • MRAM Magnetoresistive Random Access Memory
  • FRAM Ferroelectric Random Access Memory
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation method of the node terminal 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the node terminal 100 acquires new block data propagated through the established non-random consensus block chain network 200 ( S101 ), the validation processing unit In step 113, validation data is extracted from the new block data, and consensus designation information is obtained according to the validation process of the validation data (S103).
  • the validation processing unit 113 may provide the neural consensus designation information of the next block generated based on the random consensus proof process according to the verification processing of the validation data, and as described above, the validation data is the random consensus Consensus process verification data corresponding to the proof process may be included.
  • the consensus process verification data is membership verification information of a parliamentary node that processes consensus on transaction data, and includes nonce chain-based credential hash data and multi-signature data formed by combining partial signatures of the parliamentary node. can do.
  • the neural consensus designation information of the next block may include nonce information for verifying the participation qualification of the neural consensus corresponding to the next block.
  • the node terminal 100 determines whether it is selected as a node constituting the neural consensus proof cluster node for the next block (S107), and if selected, checks whether it is the chair node based on the consensus designation information (S109).
  • delegation information and participation qualification verification information of valid transaction blocks obtained from the transaction pool of the blockchain network according to each qualification can be delivered to the council chair node (S113).
  • the node terminal 100 in which the chair node function unit 1151 is driven can collect delegation information and next block consensus candidate information from other nodes (S115).
  • the node terminal 100 in which the chair node function unit 1151 is driven determines a candidate block agreed upon from the node terminal 100 in which the parliamentary node function unit 1152 is driven, and indicates the consensus on the candidate block.
  • a message requesting partial signature processing of the signature area is transmitted to the committee member node (S117).
  • the node terminal 100 in which the chair node function unit 1151 is driven verifies the candidate block for which multi-signature processing has been completed according to the committee consensus and determines it as a distribution block (S119), generates validation data and combines it with the distribution block to create a new block (S121), register the combined new block in the transaction pool of the non-random consensus blockchain network 200, and create a new block through the established non-random consensus blockchain network 200 It propagates (S123).
  • 6 to 9 are diagrams illustrating step-by-step data processed by the consensus proof module node device according to an embodiment of the present invention.
  • the delegation information includes a nonce value corresponding to the current block height and Qi that each legislation node intends to use for multi-signature. Value information, transaction data, information about the next consensus council candidate, and the nonce value of the next block height may be included.
  • FIG. 7 exemplifies the candidate block information transmitted from the chair node to the committee node in the preparation stage.
  • the candidate block information includes header information including a merkle root, candidate block transaction data, parliamentary designation information of the next consensus, and multiple It may include signature request data (Q data incorporating Qi, public key Pk) and verification data.
  • the verification data may be exemplified by bitmap information that can identify the server information that proposed the transaction data, and this makes it possible to prevent cases proposed by the chair node itself in advance.
  • FIG. 8 exemplifies partial signature data propagated from the committee node to the chair node in the process in which the committee verification is processed, and the chair node may calculate the signature completion data S by integrating the partial signature data Si.
  • FIG. 9 shows the configuration of a new block generated and propagated according to an embodiment of the present invention
  • the new block may include header information, transaction block information, and validation data.
  • the validation data may include the following consensus designation information, completed multi-signature information, and various information that can prove the consensus process and participation qualification.
  • the header information may include a MerkleRoot value for validating the block data itself.
  • the validation processing unit 113 can first verify the multi-signature information to first verify the consensus process, and then perform secondary verification by checking whether the Merkle root value of the header is normal. By comparing it with the calculated Merkle root value and performing third verification, it enables secure transaction block processing.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of operating a node terminal device according to another embodiment of the present invention.
  • the node terminal 100 first identifies the number of parliamentary and committee nodes of the next neural consensus ( S201 ).
  • the node terminal 100 determines whether the preset consensus quorum is not reached according to the minimum number of allowed nodes tolerant of Byzantine.
  • the consensus quorum can be determined by the maximum number of Byzantines (the maximum allowed number of malicious nodes) that can be selected by the node selection probability P, corresponding to the number N of participating nodes, and the parliamentary node must be at least 3f+1 (f is a natural number) and committee nodes must be at least 2f+1 to satisfy the consensus quorum.
  • the node terminal 100 If the number of consensus nodes does not reach the quorum of the neural consensus assembly and committee preset according to the minimum number of nodes tolerated by Byzantine, the node terminal 100, the validation data of the next block is the PoW (Proof of Work) or Pos (Proof of stake) performs selective exception processing to be formed (S205).
  • PoW Proof of Work
  • Pos Proof of stake
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of operating a node terminal device according to another embodiment of the present invention.
  • the processes of identifying or building a neural consensus proof module cluster and performing the voting consensus process according to another embodiment of the present invention are to ensure continuity when a failure of the non-random consensus block chain network 200 occurs. , can be used to quickly generate the next block.
  • the process of identifying or building a neural consensus proof module cluster and performing the voting consensus process is complementary to the occurrence of a failure in the operation of the existing non-random consensus block chain network 200 . It can also be applied in a way that ensures continuity by performing it.
  • one or more of the node terminals constituting the existing non-random consensus block chain network 200 constitute the above-described neural consensus proof module cluster 100. It can be implemented by setting it to operate as
  • the node terminal 100 may be a node terminal constituting the non-random consensus block chain network 200, and is subject to a preset next block consensus failure condition. If applicable, it may be configured as a terminal that operates as the node device 100 constituting the neural consensus proof module cluster, configures the validation data based on the neural consensus, and propagates it as the next block.
  • the node terminal 100 may be driven by the node device 100 constituting a preset neural consensus proof module cluster, and unlike the above-described existing block chain switching driving, continuity for ensuring continuity It can be run in guaranteed mode.
  • the node terminal 100 has a network conversion mode that converts the existing non-random consensus blockchain network 200 into a random consensus block chain network, and the existing non-random consensus block chain network 200. It can be driven in any one of the continuity guarantee modes that are auxiliaryly driven when a failure occurs, and FIG. 11 describes an operation when the continuity guarantee mode is driven.
  • the node terminal 100 performs the following block consensus process on the normal non-random consensus block chain network 200 (S301).
  • the node terminal 100 determines whether the next block agreement failure condition is met (S303).
  • various conditions may be preset for the failure condition of the next block agreement, and preferably, a TIMEOUT condition when a block is not generated for the first time may be used.
  • the first time may be the same as the second time, which is a timeout time stipulated in the proof-of-work or proof-of-stake process of the non-random consensus blockchain network 200 .
  • the first time may be set to a shorter time than the second time so that the neural consensus proof module cluster configuration is first processed faster than the timeout of the non-random consensus block chain network 200 .
  • next block consensus failure condition may be service suspension.
  • auxiliary block generation processing according to the neural consensus proof module cluster configuration is set to be continuously performed. may be
  • non-random consensus-based validation data on the non-random consensus block chain network 200 is generated by a normal proof-of-work or proof-of-stake method (S304). ).
  • the above-described node terminal 100 may be driven as the node device 100 constituting the neural consensus proof module cluster, and described in FIGS. 4 to 5 .
  • a random method neural consensus proof module cluster configuration process and a consensus process based thereon are performed (S305).
  • the node terminal 100 constructs the neural consensus proof-based validation data, and based on the configured validation data, a non-random consensus block chain network ( 200), the validity of data between the previous block and the next block configured in step S309 is verified.
  • HEIGHT block height
  • previous block information previous block information
  • next block information may be used, and through validation based on this, a non-random consensus blockchain network ( 200), block generation of a non-random consensus format that can be used may proceed.
  • the node terminal 100 generates the next consensus block based on the non-random consensus-based validation data in step S304 or the neural consensus proof-based validation data verified in step S309 (S311).
  • the node terminal 100 may generate the next block including the neural consensus proof-based validation data, but generate the next block in the non-random consensus format verified according to step S309. More specifically, when the current latest block height is 100, the node terminal 100 can generate the next block that restarts the consensus on the non-random consensus block chain network 200 from the block of 110 height.
  • the node terminal 100 propagates the generated block as the next block of the non-random consensus block chain network 200 (S313).
  • a Neural Consensus Proof-based block that is auxiliaryly driven when a failure occurs in the non-random consensus block chain network 200 of a proof-of-work or proof-of-stake method such as Ethereum, Bitcoin, etc.
  • the process is performed, so that the continuity of the service can be sufficiently ensured.
  • various embodiments described herein may be implemented in a computer-readable recording medium using, for example, software, hardware, or a combination thereof.
  • the embodiments described herein include application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs).
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors, controllers, micro-controllers, microprocessors and may be implemented using at least one of an electrical unit for performing a function. In some cases, such embodiments may be implemented by a control unit.
  • the embodiments described above may be implemented by a hardware component, a software component, and/or a combination of the hardware component and the software component.
  • the apparatus, method, and component described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), an ALU ( arithmetic logic unit, digital signal processor, microcomputer, field programmable gate array (FPGA), programmable logic unit (PLU), microprocessor, application specific integrated circuits (ASICS), or instructions ( instruction) may be implemented using one or more general purpose computers or special purpose computers, such as any other device capable of executing and responding to.
  • CPU central processing unit
  • GPU graphics processing unit
  • ALU arithmetic logic unit
  • digital signal processor microcomputer
  • FPGA field programmable gate array
  • PLU programmable logic unit
  • ASICS application specific integrated circuits
  • instruction may be implemented using one or more general purpose computers or special purpose computers, such as any other device capable of executing and responding to.
  • the above-described methods according to an embodiment of the present invention may be produced as a program to be executed in a computer.
  • the program may be stored in a computer-readable recording medium, and examples of the computer-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. have.
  • the computer-readable recording medium is distributed in a network-connected computer system, so that the computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner.
  • functional programs, codes, and code segments for implementing the method can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention pertains.

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 블록 체인 네트워크 플랫폼 시스템은, 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크; 및 상기 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크로부터 전파된 블록 데이터를 이용하여, 랜덤 합의체 증명 기반의 뉴럴 합의체 유효성 검증 데이터가 결합된 신규 블록을 생성하는 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터를 포함하고, 상기 신규 블록은 상기 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크를 통해 전파된다.

Description

비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크를 이용한 랜덤 합의체 증명을 수행하는 뉴럴 합의체 기반의 블록체인 네트워크 시스템
본 발명은 블록 체인 네트워크를 구축하는 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크를 이용한 랜덤 합의체 증명을 수행하는 뉴럴 합의체 기반의 블록체인 네트워크 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 블록체인(blockchain)은 분산 데이터베이스의 하나로 P2P(Peer to Peer) 네트워크를 활용한다. 분산 데이터베이스는 데이터를 물리적으로 분산시켜 다수의 이용자가 대규모의 데이터베이스를 공유하게 만드는 기술이다. 블록체인은 데이터를 저장하는 구조체 리스트로, 네트워크 참여 노드 단말들이 데이터를 저장하고 검증을 통해 거래 정보를 기록한 원장 데이터를 공동으로 기록 및 관리할 수 있다.
블록체인 활용의 한 예로, 블록체인은 인터넷으로 연결된 가상화폐 사용자들의 노드 단말들이 P2P 네트워크를 구성하여 이루어질 수 있다. 이를 통해, 가상화폐의 거래 내역이 담긴 블록(block)이 사용자 노드 단말에서 관리되고 신규 블록과 연결 및 전파될 수 있다. 신규 블록이 생성되면 다수의 참여자(노드 단말)의 합의 알고리즘을 통해 검증된 블록이 기존 블록과 연결될 수 있고 거래내역이 포함된 최종적인 장부(ledger)로 확인되어 분산 저장될 수 있다. 또한 참여 노드 단말에서 거래가 발생할 시에는, 해당 거래에 대한 유효성 검증을 통해 검증된 트랜잭션 정보가 각 노드 단말들에게 전파하게 된다. 이를 통해 거래 내역, 즉 검증된 트랜잭션이 전파되어 분산 저장되고 일부 노드의 데이터 위조 시, 분산 저장된 트랜잭션에 기반하여 진위를 파악할 수 있게된다. 블록체인의 보안 안정성은 데이터를 공유하는 이용자가 많을 수록 커진다. 블록체인은 비트코인 이외에도 클라우드 컴퓨팅 서비스 등 다양한 온라인 서비스에 활용되고 있다.
블록체인 기술은 기존의 중앙집중식 데이터 관리 구조를 탈중앙식 또는 분산식으로 바꾸면서 거래비용 감소와 데이터 위변조 방지를 가능하게 할 수 있다. 이같은 블록체인 기술은 금융/의료/콘텐츠/공공/물류/유통/에너지 분야 등의 산업과 결합하여 경제적 가치를 창출할 수 있다.
블록체인은 네트워크에 참여한 노드가 블록을 생성하여 타 노드로 생성한 블록 정보를 전파할 수 있다. 또한 신규 블록 정보를 수신한 노드들은 신규 블록 정보에 대한 정합성을 판별하고 검증할 수 있다. 이 때, 신규 생성되는 블록에 포함될 수 있는 거래 내역, 즉 트랜잭션에 대한 유효성 검증 또한 블록체인 네트워크에 참여한 노드에서 수행될 수 있다.
또한, 블록체인 네트워크는 참여하는 노드들이 관리하는 원장을 구성하는 블록 정보의 무결성을 보장하고 정당성을 검토하기 위해서 합의 알고리즘이 적용될 수 있다. 합의 알고리즘은 작업증명(PoW; Proof of Work), 지분증명(PoS; Proof of Stake), 위임된 지분증명(DPoS; Delegated Poof of Stake), PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance) 등이 일반적으로 적용되고 있다.
작업증명(PoW, Proof-of-Work)은 작업을 위해 리소스(ex 컴퓨팅 파워 등)를 투입했다는 것을 증명하여 부정을 억제하는 방법으로. 작업증명(PoW)에 참여하기 위해서 참여 노드는 반드시 리소스를 투입해야 한다. 스팸(spam)이나 DoS 공격 등도 리소스의 51% 이상을 투입하여야 성공 가능하다.
Pow는 블록을 생성하기 위하여 고유의 해시값이 필요하며, 여기서 고유의 해시값은 nonce값을 무작위로 대입해서 찾아내야 하는 값이므로, 이러한 고유 해시값을 찾기 위하여 컴퓨팅 파워 등 리소스들이 과다하게 투입되어야하며, 전력소모에 의한 비용 및 환경문제가 발생되고, 기능이 집약된 별도 칩들이 등장하게 되며, 이로 인하여 연산능력의 단합으로 인한 중앙화 문제가 야기될 수 있다.
이를 해결하기 위해, PoS(Proof-of-Stake)가 제안되었으며, PoS는 노드의 보유 지분에 비례하여 증명이 가능한 방법을 채택하고 있다. PoS는 블록을 생성할 수 있는 확률을 각 노드가 갖고 있는 토큰의 지분에 비례하도록 한다. PoS는 토큰의 지분을 투입하는 리소스라고 보면, PoW의 구체적인 하나의 종류라고 볼 수 있다. PoS의 알고리즘 공식은 '다이제스트를 사용한 PoW'로 표현될 수 있다. PoW과 비교하여 PoS는 에너지 소비가 거의 없으며, 리소스 집약을 어렵게 한다.
그러나, PoS는 지분이 많을수록 더 유리해지는 방식이므로, 지분에 의해 블록생성 중앙화 문제가 발생될 수 있으며, 각 노드들 이 토큰을 수집하기만 하고, 사용하지 않으려는 경향이 나타날 수 있다. 나아가, 블록체인의 첫 번째 블록에 해당하는 제네시스 블록 시점에서는 지분이 100%에 달하기 때문에 시스템을 개시한 사람은 몇 번이고 전체 블록을 다시 만들어낼 수 있다. 각 노드들도 지분만 갖고 있으면, 그 시점부터 다시 시작하는 것이 가능하기 때문에 PoS만으로는 위변조를 막을 수 없다.
이러한 문제점 해결을 위해, 한국공개특허공보 10-2019-0122149에서는 난스를 이용한 합의 노드 선택 방법이 개시되어 있다. 이러한 방식은 공평한 랜덤 합의체를 이용하므로 PoW와 같은 과도한 자원 사용이 필요 없으며, PoS와 같이 업데이트 권한을 자원이 많은 노드가 독점하는 단점을 개선할 수 있도록, 전체 노드 중 난스 체인에 따라 합의체로 선정된 일부만 블록 생성에 참여하여 자원 소모를 최소화하고, 난스 증명 과정을 통해 블록 생성 권한을 획득할 노드를 미리 예측 불가능하게 하면서 확률적 전체의 대표이고, 일정 수 이상의 합의 노드가 선택되도록 하는 장점을 갖는다.
그럼에도 불구하고, 현재 비트코인이나 이더리움과 같이 이미 전세계적으로 구축된 블록체인 네트워크는 여전히 PoW, Pow 방식을 사용하고 있으며, 프라이빗 블록체인 네트워크 등은 통신량의 효율성을 보전하기 위해 PBFT와 같이 소규모 노드만이 참여 가능한 네트워크를 운용하는 바, 새로운 합의 기법을 제안하여 새로운 네트워크를 구축하더라도, 이미 방대하게 구축된 기존의 블록 체인 네트워크로 인하여 발생되는 자원 및 사회적 비용 낭비를 신속하게 극복하기는 매우 어려운 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 비-랜덤 합의체 증명 기반의 기존 블록 체인 네트워크를, 랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크로 이용하는 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터를 구축함으로써, 기존의 PoW, PoS 방식의 기 구축된 블록 체인 네트워크가 더이상의 PoW 또는 PoS 방식으로 운용되지 않도록 제어하면서, 기 구축된 블록 체인 네트워크를 기반으로 하는 랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크가 운용될 수 있도록 지원하는 장치 및 그 동작 방법과, 이에 기초한 신규한 블록체인 네트워크 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크에 접속되는 노드 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 블록 체인 네트워크를 통해 전파된 신규 블록 데이터를 획득하는 단계; 및 사전 설정된 조건에 따라 상기 신규 블록 데이터에 대응하는 뉴럴 합의체 증명 기반의 블록 생성 프로세스를 수행하는 단계를 포함하고, 뉴럴 합의체 증명 기반의 블록 생성 프로세스는, 상기 신규 블록 데이터로부터 유효성 검증 데이터를 추출하는 단계; 상기 유효성 검증 데이터의 검증 처리에 따라, 랜덤 합의체 증명 프로세스 기반으로 생성된 다음 블록의 뉴럴 합의체 지정 정보를 획득하는 단계; 및 상기 다음 블록의 뉴럴 합의체 지정 정보에 기초하여, 합의체 노드 기능부를 선택적으로 구동시켜, 다음 블록의 유효성 검증 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 장치는,비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크에 접속되는 노드 장치에 있어서, 상기 노드 장치는, 상기 블록 체인 네트워크를 통해 전파된 신규 블록 데이터를 획득하면, 사전 설정된 조건에 따라 상기 신규 블록 데이터에 대응하는 뉴럴 합의체 증명 기반의 블록 생성 프로세스를 수행하며, 상기 노드 장치는, 상기 블록 체인 네트워크를 통해 전파된 신규 블록 데이터를 획득하여, 상기 신규 블록 데이터로부터 유효성 검증 데이터를 추출하고, 상기 유효성 검증 데이터의 검증 처리에 따라, 랜덤 합의체 증명 프로세스 기반으로 생성된 다음 블록의 뉴럴 합의체 지정 정보를 획득하는 유효성 검증 처리부; 및 상기 다음 블록의 뉴럴 합의체 지정 정보에 기초하여 선택적으로 구동되어 다음 블록의 유효성 검증 데이터를 생성하는 합의체 노드 기능부를 포함한다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 시스템은, 블록 체인 네트워크 플랫폼 시스템에 있어서, 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크; 및 사전 설정된 조건에 따라 상기 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크로부터 전파된 블록 데이터를 이용하여, 랜덤 합의체 증명 기반의 뉴럴 합의체 유효성 검증 데이터가 결합된 신규 블록을 생성하는 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터를 포함하고, 상기 신규 블록은 상기 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크를 통해 전파된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 비-랜덤 합의체 증명 기반의 기존 블록 체인 네트워크를, 랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크로 이용하는 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터를 구축함으로써, 기존의 PoW, PoS 방식의 기 구축된 블록 체인 네트워크가 더이상의 PoW 또는 PoS 방식으로 운용되지 않도록 제어하거나, 비잔틴 장애 허용 합의체의 최소 노드 수에 따라 제한적으로 운용되도록 제어하면서, 기 구축된 블록 체인 네트워크를 기반으로 하는 랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크가 운용될 수 있도록 하는 네트워크를 형성하는 노드 단말 장치 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다.
이에 따라, 기 구축된 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크의 인프라 및 효용성은 최대한 유지하면서도 랜덤 합의체 증명 기반의 블록 체인 네트워크로 활용할 수 있도록 전환시킬 수 있음으로써, 자원 및 사회적 비용 낭비를 방지하면서도 효율적이고 공평한 뉴럴 합의체 증명 기반의 분산합의 프로세스를 제공하는 장치 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 현재의 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크의 장애 발생시의 서비스 연속성을 유지할 수 있도록, 장애 조건 발생시에만 랜덤 합의체 증명 기반의 블록 체인 네트워크를 이용하여 보조적으로 처리하도록 구성할 수 있는 연속성 보장 모드의 구동이 가능하게 되며, 이에 따라 본 발명은 기존 서비스의 서비스 연속성을 보장하는 데에도 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전체 시스템을 개략적으로 도시한 도면이뎌, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 블록 체인 네트워크를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 노드 장치를 보다 구체적으로 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터 구성 및 전체 프로세스를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 노드 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 합의체 증명 모듈 노드 장치에 의해 처리되는 단계별 데이터를 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 노드 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 노드 단말 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블록도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전체 시스템을 개략적으로 도시한 도면이뎌, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 블록 체인 네트워크를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 블록체인 네트워크 시스템(1000)은 유선 또는 무선 네트워크를 통해 연결된 하나 이상의 노드 단말들에 의해 메쉬형(Mesh) 네트워크 토폴로지의 블록체인 네트워크를 구성할 수 있다. 상기 노드 단말들은 입출력 장치를 통하여 블록체인 네트워크에 연결되고, 데이터를 교환할 수 있다. 블록체인 네트워크 시스템(1000)은 이동 전화, 스마트 폰, PDA, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터 등 모바일 장치, 퍼스널 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 넷북 등 컴퓨팅 장치, 혹은 텔레비전, 스마트 텔레비전, 게이트 제어를 위한 보안 장치 등 전자 제품 등 다양한 전자 시스템을 상기 노드 단말로 포함할 수 있다.
그리고, 각 노드 단말(100)들은 블록 체인 네트워크에 접속하기 위한 통신 모듈을 구비할 수 있다. 블록 체인 네트워크는 예를 들어, 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network;WAN) 또는 부가가치 통신망(Value Added Network; VAN) 등과 같은 유선 네트워크로 구현될 수 있다. 또한, 블록 체인 네트워크는 이동 통신망(mobile radio communication network), 위성 통신망, 블루투스(Bluetooth), Wibro(Wireless Broadband Internet), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), 와이파이(Wi-Fi), LTE(Long Term Evolution) 등과 같은 모든 종류의 무선 네트워크로 구현될 수 있다. 필요에 따라서, 블록 체인 네트워크는 유선 및 무선이 혼용된 네트워크일 수 있다.
그리고, 각 노드 단말은 자신의 노드 접속에 따른 계정 정보를 네트워크를 통해 클라우드 방식으로 공유되는 거래 장부 데이터에 등록할 수 있다. 그리고, 블록 체인을 생성하기 위한 암호화 정보의 거래가 필요한 경우, 각 거래자 단말은 상기 거래 장부 데이터에 기록될 거래 정보를 각 거래자 단말에게 전파할 수 있다.
그리고, 이에 대응하는 상호 검증 처리에 따라, 상기 거래 장부 데이터가 업데이트되고, 그 정보가 공유됨으로써, 블록 체인을 생성하기 위한 암호화 정보의 거래가 처리될 수 있다.
여기서, 상기 거래 장부 데이터는 일정 시간 또는 단위에 대응하는 블록별로 현재의 블록이 이전에 생성된 블록에 대한 해시값을 포함하도록 하여 복수의 블록이 생성 순서에 따라 순차적으로 연결된 구조를 갖는 블록 체인(block chain) 데이터와 연동될 수 있다. 이에 따라, 거래 장부 데이터의 위변조 여부 검증은 상기 블록 체인의 해시값 검증에 따라 용이하게 처리될 수 있다.
이러한 블록 체인의 보안 안정성은 데이터를 공유하는 공유자들의 시스템 참여에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 블록체인 네트워크에 접속된 각 공유자 단말 사이의 공유에 대한 내역 및 블록 체인을 생성하기 위한 암호화 정보 발급/거래 내역 등을 포함하는 거래 정보 블록이 순차적으로 저장될 수 있으며, 그 위변조 방지를 위한 해시값을 순차적으로 블록 체인화하기 위한 거래 검증 처리가 각 거래자 단말에서 분산 수행될 수 있다.
이러한 거래 검증 처리에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 기존에 구축된 블록 체인 네트워크는 통상 비-랜덤 합의체 증명 기반의 블록 체인 네트워크일 수 있다. 대표적으로서, PoW(Proof-of-Work), PoS(Proof-of-Stake) 등이 비-랜덤 합의체 증명 기반의 블록 체인 네트워크(200)일 수 있으며, 비트코인, 이더리움 등의 블록 체인 네트워크가 이에 해당할 수 있다.
이에 대응하여, 본 발명의 실시 예에 따른 노드 장치(100)는, 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터를 구성할 수 있으며, 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터는 랜덤 합의체 증명 방식을 기반으로, 뉴럴 합의체 유효성 검증 데이터를 결합한 신규 블록을 구성할 수 있으며, 구성된 신규 블록이 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)를 통해 전파되도록 처리할 수 있다.
이에 따라, 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)에서는 다시 전파된 블록 데이터를 네트워크 내 공유하게 되며, 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터를 구성하는 노드 장치(100)에 의해 다시 다음 블록이 생성되도록 처리될 수 있다. 이 과정에서 별도의 PoW, PoS 등의 증명은 요구되지 않기 때문에, 비경쟁 방식으로 탈 중앙화를 구현할 수 있는 신규의 랜덤 합의체 블록 체인 네트워크 시스템(1000)을 구축할 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따르면, 비-랜덤 합의체 증명 기반의 기존 블록 체인 네트워크(200)를, 랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크(1000)로 이용할 수 있게 하는 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터를 노드 장치(100)들로 구축함으로써, 기존의 PoW, PoS 방식의 기 구축된 블록 체인 네트워크가 더이상의 PoW 또는 PoS 방식으로 운용되지 않도록 제어하거나, 비잔틴 장애 허용 합의체의 최소 노드 수에 따라 제한적으로 운용되도록 제어하면서, 기 구축된 블록 체인 네트워크를 기반으로 하는 랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크가 운용될 수 있도록 하는 네트워크를 형성하는 노드 단말 장치(100)를 제공할 수 있는 것이다.
이에 따라, 기 구축된 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크의 인프라 및 효용성은 최대한 유지하면서도 랜덤 합의체 증명 기반의 블록 체인 네트워크로 활용할 수 있도록 전환시킬 수 있음으로써, 자원 및 사회적 비용 낭비를 방지하면서도 효율적이고 공평한 뉴럴 합의체 증명 기반의 분산합의 프로세스를 제공할 수 있다. 여기서, 랜덤 합의체의 참여 자격 증명은 일회성 난수 기반으로 구성된 논스 체인 및 해시 확인 프로세스가 이용될 수 있으나, 이는 예시일 뿐이며, 여러 다른 방식으로도 랜덤 합의체의 지정 또는 참여 자격 증명은 가능할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 3 및 도 4를 참조하면, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 노드 장치를 보다 구체적으로 도시한 블록도이며, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터 구성 및 전체 프로세스를 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 블록 체인 시스템(1000)의 노드 단말(100)들은, 랜덤한 노드 선정 프로세스에 의해 다음 블록을 구성하기 위한 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터에 포함될 수 있으며, 이러한 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터에 포함되어 본 발명의 실시 예에 따른 랜덤 합의체 증명 프로세스를 수행하기 위한 뉴럴 합의체 증명 모듈(110)을 각각 포함할 수 있다.
또한, 노드 단말(100)은 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)에 접속되어 있으며, 랜덤 합의체 증명 프로세스에 의해 구성된 다음 블록의 공유 전파 프로세스의 처리를 상기 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)를 통해 수행하는 블록 체인 서비스부(120)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에서 노드 단말(100)들은, 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)에 참여하면서 랜덤 합의체 선정 프로세스에 의해 선정되어 각 블록을 합의체 협의에 따라 생성 가능한 권한이 선택적으로 부여되는 노드 단말(100)들일 수 있으며, 이를 통해 랜덤 합의체 블록 체인 네트워크 시스템(1000)이 독자적으로 구축될 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 노드 단말(100)들은 일반 노드인 제4 노드 단말, 참여 노드인 제3 노드 단말, 의회 노드인 제2 노드 단말, 위원회 노드인 제1 노드 단말의 기능을 선택적으로 수행할 수 있다.
뉴럴 합의체 증명 모들 클러스터는 참여 노드로 등록된 단말인 제3 노드 단말을 기반으로 구축될 수 있다. 제3 노드 단말인 참여 노드에서는 신규 전파된 블록의 합의체 유효성 검증 데이터에서 확인되는 다음 합의체 선정 정보에 기초하여, 참여 자격을 검증할 수 있으며, 제2 노드 단말은 검증 결과에 따라 의회 노드 선정 여부를 확인하여 의회 노드 기능 동작을 처리하는 단말일 수 있다. 제1 노드 단말은 검증 결과에 따라 위원회 노드 선정 여부를 확인하여 위원회 노드 기능 동작을 처리하는 단말일 수 있다.
의회 노드로 선정된 노드 단말(100)의 경우, 도 4에서 도시된 제2 노드 단말과 같이 후보 블록 제시 및 합의 프로세스를 수행할 수 있으며, 위원회 노드로 선정된 노드 단말(100)의 경우, 합의 블록을 결정하고 서명 정보를 취합하여, 다음 블록의 합의체 유효성 검증 데이터를 구성 및 배포하는 프로세스를 수행할 수 있다. 여기서, 합의체 유효성 검증 데이터는 합의 과정 검증 데이터, 다중 서명 정보 및 다음 합의체 선정 정보를 포함할 수 있으며, 이는 기 구축된 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)를 통해 전파될 수 있다.
이러한 신규 블록 구성 및 전파 처리에 따라, 기존 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)의 증명 프로세스는 제한 처리될 수 있으며, 일부 노드 수가 비잔틴 감내 허용(PBFT) 기준치에 기반하여 설정된 개수 미달인 예외적인 경우에만 노드 단말(100)들 간의 Pow 또는 Pos 증명 기반 다음 블록 생성이 처리될 수 있다.
한편, 이러한 노드 단말(100)의 참여 자격 및 검증 정보는 참여 노드 등록에 따라 개별 노드별로 연산되는 랜덤 값을 기반으로 산출되어 상호 공개 및 검증될 수 있는 바, 이는 전술한 바와 같이 논스(nonce) 체인이 이용될 수 있다. 예를 들어, 다음 합의체 선정 정보에 포함된 논스 값과 현재 블록의 높이 값 등을 이용한 해시 처리에 따른 자신의 자격 검증 값이 어떠한 값인지에 따라, 노드 단말(100)은 참여 노드, 의회 노드, 위원회 노드 또는 의장 노드 중 적어도 하나로 결정될 수 있다.
또한 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 노드 단말(100)은, 장치 정보 설정부(111), 노드 정보 설정부(112), 유효성 검증 처리부(113), 자격 검증 처리부(114), 합의체 노드 기능부(115) 및 데이터 인터페이스부(116)를 포함한다.
장치 정보 설정부(111)는, 뉴럴 합의체 증명 모듈(110)이 설치된 단말(100)의 장치 정보를 획득 및 저장 관리한다. 여기서, 장치 정보는 단말(100)의 노드 네임 정보, 장치 주소 정보, 장치 성능 정보, 장치 신뢰성 정보, 사용 네트워크 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 장치 정보는, 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터의 식별 또는 구축, 투표 합의 프로세스의 수행 등에 이용될 수 있다.
노드 정보 설정부(112)는 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200) 및 참여 노드 등록을 위한 노드 정보를 설정한다. 설정된 노드 정보는 블록체인 네트워크 클라이언트 주소 정보를 포함할 수 있으며, 단말(100)은 상기 블록체인 네트워크 클라이언트 주소 정보를 통해 블록 체인 네트워크에 접속하여 블록 정보를 획득하거나 공유할 수 있다.
유효성 검증 처리부(113)는 상기 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)를 통해 전파된 신규 블록 데이터를 획득하여, 상기 신규 블록 데이터로부터 유효성 검증 데이터를 추출하고, 상기 유효성 검증 데이터의 검증 처리에 따라, 랜덤 합의체 증명 프로세스 기반으로 생성된 다음 블록의 뉴럴 합의체 지정 정보를 획득한다.
그리고, 합의체 노드 기능부(115)는, 상기 다음 블록의 뉴럴 합의체 지정 정보에 기초하여 선택적으로 구동되어 다음 블록의 유효성 검증 데이터를 생성하는 바, 의장 노드 기능부(1151), 의회 노드 기능부(1152), 위원회 노드 기능부(1153) 중 적어도 하나를 선택적으로 구동시킬 수 있다. 의장 노드 기능부(1151)는 뉴럴 합의체 지정 정보와 지정된 노드 단말(100)의 논스 값의 적어도 일부의 비교를 통해 선택적으로 구동될 수 있으나, 본 발명이 이러한 선정 방식에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 의장 노드 기능부(1151)는 의회 및 위원회 노드에 대응하는 의장 프로세스를 수행할 수 있는 바, 의회 노드들로부터 블록 체인 네트워크의 트랜잭션 풀에서 가져온 유효한 거래 블록의 위임 정보 및 참여 자격 검증 정보와, 다음 블록 합의체 후보 정보를 수집할 수 있다. 이에 따라, 다음 블록을 위한 3f + 1(f는 자연수)개 이상의 의회 노드가 선정될 수 있으며, 2f + 1개 이상의 위원회 노드가 선정될 수 있다.
그리고, 의회 노드 기능부(1152)는 의장 노드 기능부(1151)가 구동되는 노드 단말(100)로 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)의 트랜잭션 풀에서 가져온 유효한 거래 블록의 위임 정보 및 참여 자격 검증 정보를 전송할 수 있다.
그리고, 의장 노드 기능부(1151)는, 의회 노드에서 제안된 거래 블록 중 의회 노드의 합의 정족수 이상이 일치되는 블록을 후보 블록으로 선정하고, 후보 블록에 대한 합의를 나타내는 다중 서명 영역의 부분 서명 처리를 요청하는 메시지를 위원회 노드 기능부(1153)가 구동된 노드 단말(100)들로 전달할 수 있다. 예를 들어, 의장 노드 기능부(1151)는 2f+1개의 거래 데이터 후보 블록 중 f+1개가 일치하는 거래 데이터 후보 블록을 결정하고, 위원회 노드 기능부(1153)로 다중 서명 영역의 부분 서명 처리를 요청하는 메시지를 송신할 수 있는 바, 위원회 노드 기능부(1153)가 구동된 노드 단말(100)에서는 후보 블록에 대응하는 합의를 나타내는 부분 서명을 처리하여 의장 노드 기능부(1151)가 구동된 노드 단말(100)로 전달할 수 있다.
이에 따라, 의장 노드 기능부(1151)는, 위원회 합의에 따라 다중 서명 처리가 완료된 후보 블록을 검증하여 배포 블록으로 결정하고, 상기 합의 프로세스에 대응하는 유효성 검증 데이터를 생성하여 배포 블록과 결합하여 신규 블록을 생성한다.
데이터 인터페이스부(116)는, 생성된 신규 블록을 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)의 포맷으로 변환 처리하여 블록 체인 서비스부(120)로 전달할 수 있다.
그리고, 블록 체인 서비스부(120)에서는 상기 신규 블록을 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)를 통해 전파 처리할 수 있으며, 신규 블록은 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)를 통해 전파될 뿐만 아니라 거래 데이터 관리부(121) 구동에 따라, 거래 데이터 메모리 풀(mem pool)에 추가될 수도 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 노드 단말(100) 장치는, 전술한 블록 체인 서비스부(120) 및 뉴럴 합의체 증명 모듈(110)이 활용 가능한 메모리를 포함할 수 있다. 메모리는 컴퓨터에서 읽을 수 있는 명령어(instruction)를 포함할 수 있으며, 블록 체인 서비스부(120) 및 뉴럴 블록 모듈(110)은 메모리에 저장된 명령어가 프로세서에서 실행됨에 따라 앞서 언급된 동작들을 수행할 수 있다. 메모리는 휘발성 메모리 혹은 비휘발성 메모리일 수 있다.
메모리는 사용자의 데이터를 저장하도록 저장 장치를 포함할 수 있다. 저장 장치는 eMMC(embeddedmultimedia card), SSD(solid state drive), UFS(universal flash storage) 등 일 수 있다. 저장 장치는 적어도 하나의 비휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다. 비휘발성 메모리 장치는, 낸드 플래시 메모리(NAND FlashMemory), 수직형 낸드 플래시 메모리(Vertical NAND; VNAND), 노아 플래시 메모리(NOR Flash Memory), 저항성 램(Resistive Random Access Memory: RRAM), 상변화 메모리(Phase-Change Memory: PRAM), 자기저항 메모리(Magnetoresistive Random Access Memory: MRAM), 강유전체 메모리(Ferroelectric Random Access Memory: FRAM), 스핀주입 자화반전 메모리(Spin Transfer Torque Random Access Memory: STT-RAM) 등이 될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 노드 단말(100)의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 노드 단말(100)은, 기 구축된 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)를 통해 전파된 신규 블록 데이터가 획득되면(S101), 유효성 검증 처리부(113)에서는 신규 블록 데이터로부터 유효성 검증 데이터를 추출하고, 유효성 검증 데이터의 검증 처리에 따른 합의체 지정 정보를 획득한다(S103).
유효성 검증 처리부(113)는 상기 유효성 검증 데이터의 검증 처리에 따라, 랜덤 합의체 증명 프로세스 기반으로 생성된 다음 블록의 뉴럴 합의체 지정 정보를 할 수 있으며, 전술한 바와 같이 상기 유효성 검증 데이터는, 상기 랜덤 합의체 증명 프로세스에 대응하는 합의 과정 검증 데이터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 합의 과정 검증 데이터는, 거래 데이터에 대한 합의를 처리하는 의회 노드의 멤버 자격 검증 정보로서, 논스 체인 기반 자격 증명 해시 데이터 및 상기 의회 노드의 부분 서명들을 결합하여 형성된 다중 서명 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 상기 다음 블록의 뉴럴 합의체 지정 정보는, 다음 블록에 대응하는 뉴럴 합의체의 참가 자격을 검증하기 위한 논스(nounce) 정보를 포함할 수도 있다.
이후, 노드 단말(100)은 다음 블록에 대한 뉴럴 합의체 증명 클러스터 노드를 구성하는 노드로 선정되었는지 판단하며(S107), 선정된 경우 합의체 지정 정보에 기초하여 의장 노드인지를 확인한다(S109).
의장 노드로 지정되지 않은 경우에는 각 자격에 따라 블록 체인 네트워크의 트랜잭션 풀에서 가져온 유효한 거래 블록의 위임 정보 및 참여 자격 검증 정보를 의회 의장 노드로 전달할 수 있다(S113).
이에 따라 의장 노드 기능부(1151)가 구동된 노드 단말(100)은 위임 정보 및 다음 블록 합의체 후보 정보를 다른 노드들로부터 취합할 수 있다(S115).
또한, 의장 노드 기능부(1151)가 구동된 노드 단말(100)은 의회 노드 기능부(1152)가 구동된 노드 단말(100)로부터 합의된 후보 블록을 결정하고, 후보 블록에 대한 합의를 나타내는 다중 서명 영역의 부분 서명 처리를 요청하는 메시지를 위원회 멤버 노드로 전달한다(S117).
그리고, 의장 노드 기능부(1151)가 구동된 노드 단말(100)은 위원회 합의에 따라 다중 서명 처리가 완료된 후보 블록을 검증하여 배포 블록으로 결정하며(S119), 유효성 검증 데이터 생성하여 배포 블록과 결합하여 신규 블록을 생성하고(S121), 결합된 신규 블록을 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)의 트랜잭션 풀에 등록하고, 기 구축된 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)를 통해 신규 블록을 전파한다(S123).
도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 합의체 증명 모듈 노드 장치에 의해 처리되는 단계별 데이터를 예시한 도면이다.
도 6은 현재 블록의 구성을 위한 위임 요청 단계에서 의장 노드로 전달되는 위임 정보를 예시한 것으로, 위임 정보에는 현재 블록 높이에 대응하는 난스 값과, 다중서명을 위해 각 의회 노드가 사용하고자 하는 Qi 값 정보와, 거래 데이터와, 다음 합의체 의회 후보 정보 및 다음 블록 높이의 난스 값이 포함될 수 있다.
그리고, 도 7은 준비 단계에서 의장 노드에서 위원회 노드로 전달되는 후보 블록 정보를 예시한 것으로, 후보 블록 정보는 머클 루트 등을 포함하는 헤더 정보, 후보 블록 거래 데이터, 다음 합의체의 의회 지정 정보, 다중서명 요청 데이터(Qi를 통합한 Q 데이터, 공개 키 Pk) 및 검증 데이터를 포함할 수 있다. 검증 데이터는 거래 데이터를 제안한 서버 정보를 식별할 수 있는 비트맵 정보 등이 예시될 수 있으며, 이는 의장 노드 자신이 제안하는 케이스 등을 사전에 방지할 수 있게 한다.
또한, 도 8은 위원회 검증이 처리되는 프로세스에서 위원회 노드로부터 의장 노드로 전파되는 부분 서명 데이터를 예시한 것으로, 의장 노드는 부분 서명 데이터 Si를 통합하여 서명 완료 데이터 S를 산출할 수 있다..
한편, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 생성되어 전파되는 신규 블록의 구성을 도시한 것으로, 신규 블록은 헤더 정보와, 거래 블록 정보 및 유효성 검증 데이터를 포함할 수 있다. 유효성 검증 데이터는 앞서 설명한 바와 같이, 다음 합의체 지정 정보와, 완료된 다중서명 정보 및 합의 과정 및 참여 자격을 증명할 수 있는 다양한 정보들이 포함될 수 있다. 또한, 헤더 정보에도 블록 데이터 자체의 유효성 검증을 위한 머클루트(MerkleRoot) 값 등이 포함될 수 있다.
이에 따라, 유효성 검증 처리부(113)는 먼저 다중서명 정보를 확인하여 합의 과정을 1차 검증하고, 이후 헤더의 머클루트 값이 정상인지 확인하여 2차 검증할 수 있으며, 거래 블록 정보를 이용하여 다신 산출한 머클루트 값과 비교하여 3차 검증함으로써, 안전한 거래 블록의 처리를 가능하게 한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 노드 단말 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 노드 단말(100)은 먼저 다음 뉴럴 합의체의 의회 및 위원회 노드 개수를 식별한다(S201).
그리고, 노드 단말(100)은 비잔틴 감내 최소 허용 노드 수에 따라 사전 설정된 합의체 정족수 미달 여부를 판단한다.
예를 들어, 합의체 정족수는 참여 노드의 수 N에 대응하여, 노드 선택 확률 P에 의해 선택될 수 있는 최대 비잔틴 수(악의적 노드의 최대 허용 개수)에 의해 결정될 수 있으며, 의회 노드는 최소 3f+1(f는 자연수)개, 위원회 노드는 최소 2f+1개 이상이어야 합의체 정족수를 만족시킬 수 있다.
만약 상기 합의체 노드 개수가 상기 비잔틴 감내 최소 허용 노드 수에 따라 사전 설정된 뉴럴 합의체 의회 및 위원회 정족수에 미달하는 경우 노드 단말(100)은, 상기 다음 블록의 유효성 검증 데이터는 상기 PoW(Proof of Work) 또는 Pos(Proof of stake) 방식으로 형성시키는 선택적 예외 처리를 수행한다(S205).
반면, 상기 합의체 노드 개수가 상기 비잔틴 감내 최소 허용 노드 수에 따라 사전 설정된 뉴럴 합의체 의회 및 위원회 정족수 이상인 경우, 상기 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록체인 네트워크의 PoW(Proof of Work) 또는 Pos(Proof of stake) 프로세스는 제한시키고, 전술한 도 5의 프로세스를 이용하여 뉴럴 합의체를 구성하고, 유효성 검증 데이터를 구성하여 신규 블록을 생성 및 전파할 수 있다(S203).
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 노드 단말 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터의 식별 또는 구축, 투표 합의 프로세스의 수행 프로세스들은, 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)의 장애 발생시의 연속성 보장을 위해, 다음 블록을 신속하게 생성하는데 이용될 수 있다.
통상적으로 이더리움 등의 작업증명이나 지분증명의 비-랜덤 합의 방식의 경우, 비정상적인 서비스 구동나 과부하에 의해, 블록생성 주기의 타임아웃이나, 중복 거래로 인해 불안정한 합의가 이루어지는 등의 문제점이 발생되고 있다. 이로 인해, 서비스 일시 중단이나 하드포크 등이 이루어지는 등, 현재의 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)는 블록 생성의 연속성 보장이 충분하지 않으며, 장애 대처에 취약하다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터의 식별 또는 구축, 투표 합의 프로세스의 수행 프로세스는, 기존의 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)의 구동에 있어서, 장애 발생시 보완적으로 수행되어 연속성을 보장하는 방식으로도 응용이 가능하다.
이는 별도의 인프라 구축 없이도, 사전 설정된 장애 조건 발생시, 기존의 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)를 구성하는 노드 단말들 중 하나 이상이 전술한 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터를 구성하는 노드 장치(100)로서 동작하도록 설정함으로써 구현될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 11을 참조하면 본 발명의 실시 예에 따른 노드 단말(100)은, 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)를 구성하는 노드 단말일 수 있으며, 사전 설정된 다음 블록 합의 장애 조건에 해당하는 경우 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터를 구성하는 노드 장치(100)로서 동작하여, 뉴럴 합의체 기반의 유효성 검증데이터를 구성하여 다음 블록으로서 전파하는 단말로 구성될 수 있다.
이러한 단말 구성을 위해, 노드 단말(100)은 사전 설정된 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터를 구성하는 노드 장치(100)로 구동될 수 있으며, 전술한 기존 블록 체인을 전환 구동하는 것과 달리, 연속성 보장을 위한 연속성 보장 모드로 구동될 수 있다.
예를 들어, 노드 단말(100)은 전술한 바와 같이 기존 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)를 랜덤 합의체 블록 체인 네트워크로 전환 이용하는 네트워크 전환 모드와, 기존 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)의 장애 발생시 보조적으로 구동되는 연속성 보장 모드 중 어느 하나로 구동될 수 있는 것이며, 도 11은 연속성 보장 모드 구동시의 동작을 설명한다.
먼저, 노드 단말(100)은 통상의 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)상에서의 다음 블록 합의 프로세스를 수행한다(S301).
그리고, 노드 단말(100)은 다음 블록 합의 장애 조건에 해당하는지 판단한다(S303).
여기서, 상기 다음 블록 합의 장애 조건은 다양한 조건들이 사전 설정될 수 있으며, 바람직하게는 제1 시간동안 블록이 생성되지 않는 경우의 타임아웃(TIMEOUT) 조건이 이용될 수 있다. 예를 들어 상기 제1 시간은 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)의 작업증명 또는 지분증명 프로세스에서 규정된 타임아웃 시간인 제2 시간과 동일할 수 있다.
또한 작업의 신속성을 고려하여, 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)의 타임아웃보다는 빠르게 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터 구성이 먼저 처리되도록 상기 제1 시간은 상기 제2 시간보다 짧은 시간으로 설정될 수도 있다.
또한, 다음 블록 합의 장애 조건은 서비스 일시 정지 등이 예시될 수 있다. 예를 들어 하드포크 또는 일시적인 서비스 운영 문제로 인한 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)의 서비스 정지가 이루어지는 경우에, 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터 구성에 따른 보조적인 블록 생성 처리가 연속적으로 이루어지도록 설정될 수도 있다.
만약 다음 블록 합의에 대한 장애 조건에 해당하지 않는 경우에는, 통상의 작업증명 또는 지분증명 등의 방식으로 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)상의 비-랜덤 합의 기반 유효성 검증데이터가 생성된다(S304).
그리고, 다음 블록 합의에 대한 장애 조건에 해당하는 경우, 전술한 노드 단말(100)은, 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터를 구성하는 노드 장치(100)로서 구동될 수 있으며, 도 4 내지 도 5에서 설명된 랜덤 방식의 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터 구성 프로세스 및 이에 기초한 합의 프로세스를 수행한다(S305).
만약 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터 기반의 합의가 완료된 경우(S307), 노드 단말(100)은 뉴럴 합의체 증명 기반의 유효성 검증 데이터를 구성하고, 구성된 유효성 검증 데이터에 기초하여, 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)에서 구성된 이전 블록 및 다음 블록간 데이터 유효성을 검증한다(S309).
여기서, 이전 블록 및 다음 블록 간 데이터 유효성 검증을 위해, 특정 블록 높이(HEIGHT) 정보, 이전 블록 정보, 다음 블록 정보가 이용될 수 있으며, 이에 기초한 유효성 검증을 통하여, 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)에서 이용될 수 있는 비-랜덤 합의 포맷의 블록 생성이 진행될 수 있다.
이후, 노드 단말(100)은 S304 단계에서의 비-랜덤 합의 기반 유효성 검증데이터 또는 S309 단계에서 검증된 뉴럴 합의체 증명 기반의 유효성 검증 데이터에 기초한 다음 합의 블록을 생성한다(S311).
예를 들어, 노드 단말(100)은 뉴럴 합의체 증명 기반 유효성 검증 데이터를 포함하는 다음 블록을 생성하되, 상기 S309단계에 따라 검증된 비-랜덤 합의 포맷의 다음 블록을 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 노드 단말(100)은 현재 최신 Block height 가 100 인 경우 110 height 의 Block 부터 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)상의 합의가 재시작되도록 하는 다음 블록을 생성할 수 있는 것이다.
그리고, 노드 단말(100)은 생성된 블록을 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)의 다음 블록으로서 전파한다(S313).
이와 같은 노드 단말(100)의 프로세스 처리에 따라, 이더리움, 비트코인 등의 작업증명 또는 지분증명 방식의 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크(200)의 장애 발생시 보조적으로 구동되는 뉴럴 합의체 증명 기반 블록 생성 프로세스가 수행되어, 서비스의 연속성을 충분히 보장할 수 있게 된다.
한편, 여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다. 하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 그러한 실시 예들이 제어부에 의해 구현될 수 있다.
또한, 이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU), 그래픽 프로세싱 유닛(Graphics Processing Unit; GPU), ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 주문형 집적 회로(Application Specific Integrated Circuits; ASICS), 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다.
그리고, 상술한 본 발명의 일실시예에 따른 방법들은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 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 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

Claims (28)

  1. 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크에 접속되는 노드 장치의 동작 방법에 있어서,
    상기 블록 체인 네트워크를 통해 전파된 신규 블록 데이터를 획득하는 단계; 및
    사전 설정된 조건에 따라 상기 신규 블록 데이터에 대응하는 뉴럴 합의체 증명 기반의 블록 생성 프로세스를 수행하는 단계를 포함하고,
    뉴럴 합의체 증명 기반의 블록 생성 프로세스는,
    상기 신규 블록 데이터로부터 유효성 검증 데이터를 추출하는 단계;
    상기 유효성 검증 데이터의 검증 처리에 따라, 랜덤 합의체 증명 프로세스 기반으로 생성된 다음 블록의 뉴럴 합의체 지정 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 다음 블록의 뉴럴 합의체 지정 정보에 기초하여, 합의체 노드 기능부를 선택적으로 구동시켜, 다음 블록의 유효성 검증 데이터를 생성하는 단계를 포함하는
    노드 장치의 동작 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유효성 검증 데이터는,
    상기 랜덤 합의체 증명 프로세스에 대응하는 합의 과정 검증 데이터를 포함하는
    노드 장치의 동작 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 합의 과정 검증 데이터는,
    거래 데이터에 대한 합의를 처리하는 의회 노드의 멤버 검증 정보 및 상기 의회 노드의 부분 서명들을 결합하여 형성된 다중 서명 데이터를 포함하는
    노드 장치의 동작 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다음 블록의 뉴럴 합의체 지정 정보는, 다음 블록에 대응하는 뉴럴 합의체의 참가 자격을 검증하기 위한 논스(nounce) 정보를 포함하는
    노드 장치의 동작 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크는 PoW(Proof of Work) 또는 Pos(Proof of stake) 방식의 블록 체인 네트워크인
    노드 장치의 동작 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 다음 블록의 뉴럴 합의체 지정 정보로부터 식별되는 합의체 노드 개수를 식별하는 단계; 및
    상기 합의체 노드 개수가 상기 비잔틴 감내 최소 허용 노드 수에 따라 사전 설정된 뉴럴 합의체 의회 및 위원회 정족수에 미달하는 경우, 상기 다음 블록의 유효성 검증 데이터는 상기 PoW(Proof of Work) 또는 Pos(Proof of stake) 방식으로 형성시키는 선택적 예외 처리 단계를 더 포함하는
    노드 장치의 동작 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 합의체 노드 개수가 상기 비잔틴 감내 최소 허용 노드 수에 따라 사전 설정된 뉴럴 합의체 의회 및 위원회 정족수 이상인 경우, 상기 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록체인 네트워크의 PoW(Proof of Work) 또는 Pos(Proof of stake) 프로세스는 제한시키는 단계를 더 포함하는
    노드 장치의 동작 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 생성된 유효성 검증 데이터 및 상기 신규 블록을 결합한 상기 다음 블록을 구성하여, 상기 블록 체인 네트워크를 통해 전파시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 전파시키는 단계는,
    상기 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록체인 네트워크의 블록 전파 프로세스를 이용하여 상기 다음 블록을 전파시키는 단계를 포함하는
    노드 장치의 동작 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 뉴럴 합의체 증명 기반의 블록 생성 프로세스는, 상기 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크의 다음 블록 합의 장애 조건 발생시에만 수행되는
    노드 장치의 동작 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 다음 블록 합의 장애 조건은 제1 시간동안 블록이 생성되지 않는 경우의 타임아웃(TIMEOUT) 조건을 포함하고,
    상기 제1 시간은 상기 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크에서 규정된 타임아웃 시간인 제2 시간과 동일하거나 짧은 것을 특징으로 하는
    노드 장치의 동작 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크와의 연속성 보장을 위해, 상기 신규 블록 정보, 상기 유효성 검증데이터 및 이전 블록 정보를 이용하여, 상기 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크에서 이용될 수 있는 비-랜덤 합의 포맷의 상기 다음 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 다음 블록 상기 블록 체인 네트워크를 통해 전파시키는 단계를 더 포함하는
    노드 장치의 동작 방법.
  12. 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크에 접속되는 노드 장치에 있어서,
    상기 노드 장치는, 상기 블록 체인 네트워크를 통해 전파된 신규 블록 데이터를 획득하면, 사전 설정된 조건에 따라 상기 신규 블록 데이터에 대응하는 뉴럴 합의체 증명 기반의 블록 생성 프로세스를 수행하며,
    상기 노드 장치는,
    상기 블록 체인 네트워크를 통해 전파된 신규 블록 데이터를 획득하여, 상기 신규 블록 데이터로부터 유효성 검증 데이터를 추출하고, 상기 유효성 검증 데이터의 검증 처리에 따라, 랜덤 합의체 증명 프로세스 기반으로 생성된 다음 블록의 뉴럴 합의체 지정 정보를 획득하는 유효성 검증 처리부; 및
    상기 다음 블록의 뉴럴 합의체 지정 정보에 기초하여 선택적으로 구동되어 다음 블록의 유효성 검증 데이터를 생성하는 합의체 노드 기능부를 포함하는
    노드 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 유효성 검증 데이터는,
    상기 랜덤 합의체 증명 프로세스에 대응하는 합의 과정 검증 데이터를 포함하는
    노드 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 합의 과정 검증 데이터는,
    거래 데이터에 대한 합의를 처리하는 의회 노드의 멤버 검증 정보 및 상기 의회 노드의 부분 서명들을 결합하여 형성된 다중 서명 데이터를 포함하는
    노드 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 다음 블록의 뉴럴 합의체 지정 정보는, 다음 블록에 대응하는 뉴럴 합의체의 참가 자격을 검증하기 위한 논스(nounce) 정보를 포함하는
    노드 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크는 PoW(Proof of Work) 또는 Pos(Proof of stake) 방식의 블록 체인 네트워크인
    노드 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 다음 블록의 뉴럴 합의체 지정 정보로부터 식별되는 합의체 노드 개수를 식별하고,
    상기 합의체 노드 기능부는, 상기 합의체 노드 개수가 상기 비잔틴 감내 최소 허용 노드 수에 따라 사전 설정된 뉴럴 합의체 의회 및 위원회 정족수에 미달하는 경우, 상기 다음 블록의 유효성 검증 데이터는 상기 PoW(Proof of Work) 또는 Pos(Proof of stake) 방식으로 형성시키는 선택적 예외 처리를 수행하는
    노드 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 합의체 노드 기능부는,
    상기 합의체 노드 개수가 상기 비잔틴 감내 최소 허용 노드 수에 따라 사전 설정된 뉴럴 합의체 의회 및 위원회 정족수 이상인 경우, 상기 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록체인 네트워크의 PoW(Proof of Work) 또는 Pos(Proof of stake) 프로세스는 제한시키는
    노드 장치.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 생성된 유효성 검증 데이터 및 상기 신규 블록을 결합한 상기 다음 블록을 구성하여, 상기 블록 체인 네트워크를 통해 전파시키는 블록 체인 서비스부를 더 포함하고,
    상기 블록 체인 서비스부는,
    상기 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록체인 네트워크의 블록 전파 프로세스를 이용하여 상기 다음 블록을 전파시키는
    노드 장치.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 뉴럴 합의체 증명 기반의 블록 생성 프로세스는, 상기 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크의 다음 블록 합의 장애 조건 발생시에만 수행되는
    노드 장치의 동작 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 다음 블록 합의 장애 조건은 제1 시간동안 블록이 생성되지 않는 경우의 타임아웃(TIMEOUT) 조건을 포함하고,
    상기 제1 시간은 상기 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크에서 규정된 타임아웃 시간인 제2 시간과 동일하거나 짧은 것을 특징으로 하는
    노드 장치의 동작 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 생성된 유효성 검증 데이터 및 상기 신규 블록을 결합한 상기 다음 블록을 구성하여, 상기 블록 체인 네트워크를 통해 전파시키는 블록 체인 서비스부를 더 포함하고,
    상기 블록 체인 서비스부는,
    상기 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크와의 연속성 보장을 위해, 상기 신규 블록 정보, 상기 유효성 검증데이터 및 이전 블록 정보를 이용하여, 상기 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크에서 이용될 수 있는 비-랜덤 합의 포맷의 상기 다음 블록을 생성하는
    노드 장치의 동작 방법.
  23. 블록 체인 네트워크 플랫폼 시스템에 있어서,
    비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크; 및
    사전 설정된 조건에 따라 상기 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크로부터 전파된 블록 데이터를 이용하여, 랜덤 합의체 증명 기반의 뉴럴 합의체 유효성 검증 데이터가 결합된 신규 블록을 생성하는 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터를 포함하고,
    상기 신규 블록은 상기 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크를 통해 전파되는
    블록 체인 네트워크 플랫폼 시스템.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터는 상기 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크를 통해 전파된 상기 신규 블록 데이터를 획득하고, 상기 신규 블록 데이터로부터 상기 유효성 검증 데이터를 추출하며, 상기 유효성 검증 데이터의 검증 처리에 따라, 랜덤 합의체 증명 프로세스 기반으로 생성된 다음 블록의 뉴럴 합의체 지정 정보를 획득하고, 상기 다음 블록의 뉴럴 합의체 지정 정보에 기초하여, 합의체 노드 기능부를 선택적으로 구동시켜, 다음 블록의 유효성 검증 데이터를 생성하며, 상기 생성된 유효성 검증 데이터 및 상기 신규 블록을 결합한 상기 다음 블록을 구성하여, 상기 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록 체인 네트워크를 통해 전파시키는 하나 이상의 노드 장치로 구성되는
    블록 체인 네트워크 플랫폼 시스템.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 유효성 검증 데이터는,
    상기 랜덤 합의체 증명 프로세스에 대응하는 합의 과정 검증 데이터를 포함하며,
    상기 합의 과정 검증 데이터는,
    거래 데이터에 대한 합의를 처리하는 의회 노드의 멤버 검증 정보 및 상기 의회 노드의 부분 서명들을 결합하여 형성된 다중 서명 데이터를 포함하는
    블록 체인 네트워크 플랫폼 시스템.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터는, 다음 블록의 뉴럴 합의체 지정 정보로부터 식별되는 합의체 노드 개수를 식별하고, 상기 합의체 노드 개수가 상기 비잔틴 감내 최소 허용 노드 수에 따라 사전 설정된 뉴럴 합의체 의회 및 위원회 정족수에 미달하는 경우, 상기 다음 블록의 유효성 검증 데이터는 상기 PoW(Proof of Work) 또는 Pos(Proof of stake) 방식으로 형성시키는 선택적 예외 처리를 수행하는
    블록 체인 네트워크 플랫폼 시스템.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 뉴럴 합의체 증명 모듈 클러스터는, 상기 합의체 노드 개수가 상기 비잔틴 감내 최소 허용 노드 수에 따라 사전 설정된 뉴럴 합의체 의회 및 위원회 정족수 이상인 경우, 상기 비-랜덤 합의체 증명 기반 블록체인 네트워크의 PoW(Proof of Work) 또는 Pos(Proof of stake) 프로세스는 제한시키는
    블록 체인 네트워크 플랫폼 시스템.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 뉴럴 합의체 증명 기반의 블록 생성 프로세스는, 상기 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크의 다음 블록 합의 장애 조건 발생시에만 수행며,
    상기 다음 블록 합의 장애 조건은 제1 시간동안 블록이 생성되지 않는 경우의 타임아웃(TIMEOUT) 조건을 포함하고,
    상기 제1 시간은 상기 비-랜덤 합의체 블록 체인 네트워크에서 규정된 타임아웃 시간인 제2 시간과 동일하거나 짧은 것을 특징으로하는
    노드 장치의 동작 방법.
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