시스템이 대형화가 되어가고 네트워크 환경이 발전함에 따라 분산 환경이 점점 더 증대되어 가고 있다. 이러한 분산 환경에서 사용되는 리더 선출 알고리즘(Leader Election Algorithm)은 다양하게 제시되었고 본 논문에서는 Garcia-Molina가 제시한 Bully 알고리즘을 프로세스 알제브라 언어인 CSP로 명세하고 FDR 모델체킹 도구를 이용해 해당 요구사항을 만족하는지 검증하였다.
선거는 분산 컴퓨팅에서 기본적인 문제에 해당한다. $f{\le}{\llcorner}(n-1/2){\lrcorner}$ 일때 우리는 한 노드에 연결된 최대 f링크를 가지는 네트워크에서 n개의 노드를 고려한다. 보통 지도자를 선거로 뽑거나, 최대 인식자을 찾거나, 스패닝 츄리를 구성하는 것은 메시지 복잡도가 같은 차수를 가지기 때문에 동일 문제의 범주에 속한다. 본 논문은 스패닝 츄리를 이용하여 간헐 링크 고자이 있는 비동기 완전 네트워크에서 지도자 선거 알고리즘을 위한 복잡도의 낮은 경계가 $O(n^3)$ 임을 증명한다.
In the Grid Database, some replicas will have more requests from the clients than others. A fast consistency algorithm has been presented to satisfy the high demand nodes in a shorter period of time. But it has poor performance in multiple regions of high demand for forming the island of locally consistent replicas. Then, a leader election method is proposed, whereas it needs much additional cost for periodic leader election, information storage, and message passing, Also, false leader can be created. In this paper, we propose a tree-based algorithm for replica update propagation. Leader replicas with high demand are considered as the roots of trees which are interconnected. All the other replicas are sorted and considered as nodes of the trees. Once an update occurs at any replica, it need be transmitted to the leader replicas first. Every node that receives the update propagates it to its children in the tree. The update propagation is optimized by cost reduction for fixed propagation schedule. And it is also flexible for the dynamic model in which the demand conditions change with time.
리더는 그룹 내의 여러 프로세스 중에서 조정자 역할을 하는 특별한 프로세스이다. 분산 시스템에서 하나의 조정자를 선출하는 과정을 리더선출이라 하며 이는 결함허용 분산시스템을 구축하기 위한 매우 중요한 문제이다. 현재 정상 작동하고 있는 두 개의 모바일 ad hoc 네트워크 그룹들이 병합되면 두 개의 리더가 존재하게 된다. 이것은 안전성 속성에 위배되므로 이를 감지하고 처리할 수 있는 메커니즘이 필요하다. 본 논문에서는 모바일 ad hoc 분산 컴퓨팅 시스템에서 그룹 멤버십 탐지 기반의 리더 경쟁 프로토콜을 제안하고 이를 시제논리로 검증하고자 한다.
이동 에드 혹 네트워크(Mobile Ad hoc Network)에서는 노드들이 pear-to-pear 레벨에서 무선 채널을 통하여 대화 한다. 노드들은 지리적으로 이동이 자유로우며 무선 채널들은 영역 내에서 약하게 결합된다. 그리고 노드들이 자유롭게 이동할 수 있기 때문에 고정된 네트워크의 형태가 존재하지 않는다. 따라서 노드들간의 데이터 교관이나 노드간의 통신을 관리하기 위해서 리더 노드(Leader Node)가 필요하다. 본 논문에서는 이웃 노드간에만 대화가 허용되는 이동 에드 혹 네트워크를 위한 효율적인 리더 노드 선택 알고리즘을 소개한다. 그리고 시뮬레이션을 통한 알고리즘의 성능 평가 결과를 보인다. 본 논문에서 소개한 알고리즘은 노드들의 이동에 영향을 받지 않고 최소한의 무선 자원만을 사용하는 효율적이고 실용적인 알고리즘이다.
선출 프로토콜은 프로세스들의 그룹 통신, 데이터베이스의 원자성 완료와 복제된 데이터의 관리 등의 조정자(coordinator)가 이용 될 수 있는 많은 실질적인 문제를 해결하는데 하나의 기본적인 구성 요소로 이용 될 수 있다. 이 문제는 여러 연구단체에서 포괄적으로 연구 되어왔던 바, 이렇게 주된 연구 관심 영역이 된 하나의 이유는 많은 분산 프로토콜들이 하나의 선출 프로토콜을 필요로 하기 때문이다. 그러나 이러한 유용성에도 불구하고, 우리가 알기에는 이동 분산 컴퓨팅 환경에서 이러한 문제를 다룬 연구는 아직 없었다. 이동 분산 시스템은 기존의 분산 시스템 보다 훨씬 더 실패(failure)의 가능성이 높다. 그러한 환경에서 다수의 움직이는 노드들(nodes)로부터 선출의 문제를 해결하는 것은 움직이는 노드의 많은 실패(failure)에도 불구하고 하나의 모바일 노드가 우선순위에 의하여 리더로 선출 될 수 있도록 하는 것이다. 본 논문에서는 이동 분산 컴퓨팅 시스템에서 선출 문제에 대한 하나의 해결 방안을 제시 한다. 이 해결 방안은 Group Membership Detection 알고리즘에 바탕을 두고 있다.
모바일 애드혹 분산 시스템에서 선출 알고리즘을 명세하고 설계하는 것은 매우 어려운 작업이다. 왜냐하면 모바일 애드혹 분산 시스템은 기존의 분산시스템보다 시스템의 실패에 취약하기 때문이다. 본 논문의 목적은 모바일 애드혹 분산 컴퓨팅 환경에 적합한 선출 알고리즘을 명세하고 하나의 설계모형을 제시하는데 있다. 이러한 목적을 위하여 본 논문에서는 하나의 선출 알고리즘을 설계하고 알고리즘의 정확성을 정형적으로 검증 하였다. 이러한 해결방안은 기존의 분산시스템에서 고전적인 알고리즘인 노드 탐지 알고리즘에 기반으로 하고 있다.
고유번호를 기준으로 리더를 선출하는 방법과 시스템의 성능을 높일 수 있도록 리더를 신출하는 방법이 사용되고 있다. 성능을 고려한 리더 선거방법에 대한 이전의 연구는 단방향 지연값을 노드의 성능을 나타내는 선호도로 하였지만 본 연구에서는 양방향 지연값을 노드의 선호도를 하였다. 후보의 수를 다양하게 하여 양방향 선호도에 단방향 선호도에 의하여 선출되는 리더의 질을 최적리더를 뽑을 확률과 상대오차를 기준으로 비교 연구하였다.
본 논문은 프로세스들이 크래시(crash)되어 죽을 수 있으나 통신망은 신뢰 할 수 있는 비동기적 분산 시스템에서 선출(election) 문제 해결의 어려움에 대하여 논한 글이다. 비동기적인 분산 시스템에서 문제들을 해결하는데 어려움의 정도는 프로세스들의 실패(failure)에도 불구하고 그것들을 해결 할 수 있느냐 하는 어려움(difficulty)에 의해 결정된다. 비동기적인 분산 시스템에서 부딪치는 문제들은 3부류의 문제들로 구분되는 바: F(고장 감내), NF(비고장 감내), NFC(비고장 감내 완전성)의 3 종류들이다. 그런 문제들 중, NFC 부류의 문제들이 해결하기 가장 어려운 문제들이다. 본 논문에서는 선출 문제도 NFC 부류에 속하는 해결하기 가장 어려운 문제임을 증명한다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제7권1호
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pp.166-183
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2013
It requires a lot of costs and manpower to manage an election. The electronic voting scheme can make the election system economic and trustful. The widespread use of smart phones causes mobile voting to be a major issue. The smart phone can be used as a mobile voting platform since it can carry out many services in addition to basic telephone service. To make mobile voting practical and trustful, we analyzed two subjects of study. Firstly, the way to make a biometric based mobile ID, which has legal binding forces. In mobile voting, user identification is accomplished on line since the voter should be able to vote wherever they go. The digital ID conducts a similar role to the need for a resident card. The user's identity is bound to the resident card legally. To bind the user's identity to the smart phone, we use USIM. Biometric recognition is also needed to authenticate the user, since the user cannot prove him or her on line face-to-face. The proposed mobile ID can be reissued by means of introducing a random secret value. Secondly, the mobile voting scheme is proposed where candidates can accept election results without doubt. The goal of an election is to select a leader among two or more candidates. Existing electronic voting schemes mainly focus on the study of ballot verification accomplished by voters. These approaches are not safe against collusion attacks where candidates and the election administration center are able to collude to fabricate election results. Therefore, a new type of voting and counting method is needed where candidates can directly take part in voting and counting stages. The biometric based multi-signature scheme is used to make the undeniable multi-signed ballot. The ballot cannot be verified without the help of all candidates. If candidates accept election results without a doubt, the fairness of the election is satisfied.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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