• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.25-32
• /
• 2019

블록체인 기술 핵심은 이중지불에 대한 합의 문제를 해결하는 것이며 이를 위해 이용되고 있는 알고리즘인 PoW, PoS 및 DPoS에 대하여 살펴보았다. PoW인 작업증명은 스팸 전자 메일을 보내거나 서비스 거부(Denial of service, DoS) 공격을 시작하는 등 컴퓨팅 능력의 사소하거나 악의적인 사용을 막기 위해 실현 가능한 노력을 필요로 하는 합의 시스템이다. PoS인 지분증명은 작업증명(PoW) 알고리즘의 에너지 낭비뿐만 아니라 Nothing at stake 문제를 해결하기 위해 만들어졌으며, 계산능력이 아닌 화폐 보유량에 따라 각 노드의 합의 결정권이 정해진다. DPoS는 분산 네트워크를 통해 소수의 권한을 가진 사용자들이 거래 합의를 유지하는 것으로, PoS는 모든 사용자에게 합의 권한을 가지는 것과 달리 DPos는 합의 권한을 소수의 대표자에게 제공 한다는 것이다. 즉 PoS가 직접 민주주의라면 DPoS는 간접민주주의이다. 본 내용은 블록체인 합의 알고리즘에 대한 연구를 통하여 관련 분야의 지속적인 발달에 기여하고자 한다.

• International Journal of Computer Science & Network Security
• /
• 제23권6호
• /
• pp.181-192
• /
• 2023

Blockchain system brought innovation in the area of accounting, credit monitoring and trade secrets. Consensus algorithm that considered the central component of blockchain, significantly influences performance and security of blockchain system. In this paper we presented four consensus protocols specifically as Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS), Delegated Proof of Stake (DPoS) and Practical Byzantine Fault-Tolerance (PBFT), we also reviewed different security threats that affect the performance of Consensus Protocols and precisely enlist their counter measures. Further we evaluated the performance of these Consensus Protocols in tabular form based on different parameters. At the end we discussed a comprehensive comparison of Consensus protocols in terms of Throughput, Latency and Scalability. We presume that our results can be beneficial to blockchain system and token economists, practitioners and researchers.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.508-516
• /
• 2019

다양한 IoT 기기로 구성된 스마트 홈에서는 편리하고 효율적인 서비스를 제공한다. 그러나 사적인 영상과 음성과 같은 민감한 정보까지 수집 및 처리될 뿐 아니라 인터넷을 통해 공유될 수 있어서 보안이 중요하다. 이러한 스마트 홈 IoT 장치 관리를 위하여 데이터 무결성 및 안전성을 제공하기 위해 블록체인 기술을 활용하고자 한다. 본 논문에서는 기존 검증을 위한 연산을 지속적으로 수행해야 하는 PoW(작업 증명) 블록체인에서 아닌 네트워크에 축적된 지분을 통해 블록을 검증하는 PoS(지분 증명), 그 중에서 확장성 부분을 해결하고자 하는 DPoS(위임 지분 증명) 방식으로 스마트 홈 IoT 환경에 적절한 보안용 블록체인 체계를 제안한다. DPoS 체계인 EOSIO 기반으로 제안시스템을 구현하여 실현가능성을 보이고, 성능평가를 통해 트랜잭션 처리 속도 측면의 성능 향상을 보이고자 한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2019년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.197-200
• /
• 2019

가상 화폐 분야의 핵심 기술로 소개된 블록체인(Blockcahin) 기술은 4차 산업혁명에서 중심이 되는 기술로 주목받고 있다. 본 논문에서는 블록체인 시스템의 구조도와 대표적인 합의 알고리즘, 즉 증명(PoW: Proof of Work), 지분증명(PoS: Proof of Stake) 그리고 PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance)을 조사하였다. 합의 알고리즘의 특성을 분석하기 위하여, 보안성, 에너지 소비량, 거래 처리속도를 지표로 세워서 합의 알고리즘들에 대하여 전체적으로 비교 및 분석을 하였다.

• 정보보호학회지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.18-25
• /
• 2018

최근 블록체인 기술을 응용한 가상화폐에 대한 관심이 높아지면서 자본금이 많지 않은 사람들도 블록체인 네트워크에 참여하기 시작했다. 가장 유명한 가상화폐인 비트코인이 채택한 PoW 방식은 고성능 하드웨어의 과열된 열풍을 불어왔고 PoS 방식은 기존 지분이 많은 참여자들이 많이 존재하여 소수의 자본금을 가진 신규 참여자들이 네트워크에 새로 참여하기 어려운 환경이다. 따라서 본 논문에서는 기존 블록체인 증명방식인 PoW, PoS 방식보다 네트워크 참여를 위한 자본금이 적고 신규로 참여하더라도 리스크가 적은 PoP(Proof-of-Probability) 방식을 소개한다. PoP 방식은 블록을 생성할 시 실제 암호화된 해쉬와 수많은 가짜 해쉬를 각 노드들이 정렬하여 진짜 해쉬를 복호화하여 찾은 노드가 블록을 생성하는 방식이다. 또한 1개의 해쉬를 복호화하여 검증받을 때 1분의 대기시간을 두어 과열된 컴퓨팅파워 경쟁을 제한한다. 지분(Stake)이 많을수록 블록을 생성할 확률은 높아지지만 이는 PoS 방식처럼 절대적이지 않다. 이 방식을 이용한다면 지분을 많이 가진 유효성 검증자(Validators)에 의한 집중화를 피하며 블록체인 네트워크에 참여하려는 진입장벽도 낮출 수 있을 것 이다.

• ETRI Journal
• /
• 제43권2호
• /
• pp.357-370
• /
• 2021

The evolution of blockchain-based systems has enabled researchers to develop nextgeneration e-voting systems. However, the classical consensus method of blockchain, that is, Proof-of-Work, as implemented in Bitcoin, has a significant impact on energy consumption and compromises the scalability, efficiency, and latency of the system. In this paper, we propose a hybrid consensus model (PSC-Bchain) composed of Proof of Credibility and Proof of Stake that work mutually to address the aforementioned problems to secure e-voting systems. Smart contracts are used to provide a trustworthy public bulletin board and a secure computing environment to ensure the accuracy of the ballot outcome. We combine a sharding mechanism with the PSC-Bchain hybrid approach to emphasize security, thus enhancing the scalability and performance of the blockchain-based e-voting system. Furthermore, we compare and discuss the execution of attacks on the classical blockchain and our proposed hybrid blockchain, and analyze the security. Our experiments yielded new observations on the overall security, performance, and scalability of blockchain-based e-voting systems.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.1343-1352
• /
• 2019

많은 수의 다양한 기기로 구성된 사물인터넷(Internet of Things, IoT)의 기기 관리를 위해서 안전하고 자동으로 강화하는 방법을 강구하고 있다. 블록체인은 자율 실행 방식의 '스마트 컨트랙트' 요소로 중재자 없이 빠르게 데이터를 교환하고 IoT 디바이스 간 프로세스를 안전하고 자동으로 관리할 수 있는 방안으로 대두되고 있다. 본 논문에서는 선행연구로서 제안한 DPoS(Distributed Proof of Stake) 체계인 EOSIO 기반 블록체인 구조를 바탕으로 블록체인 플랫폼과 상호작용 하는 사용자 응용 DApp(Decentralized Application)과 실제 IoT 기기(라즈베리파이 기반 기기, 스마트 램프)를 포함하여 전체 시스템의 프로토타입을 구현한다. 시스템의 이점을 분석하고, 시간적 측면의 오버헤드를 측정하여 본 시스템의 실현 가능성 보이고자 한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.25-32
• /
• 2019

본 연구의 목적은 시장에서 ICO에 대한 올바른 투자를 위한 방안을 조사하는 것이다. 이전에는 기업들이 자금조달을 위해서는 은행에서 차입하거나, VC(벤처 캐피탈)과 엔젤 투자자로 부터 출자를 받는 방법들을 주로 사용하였지만, 현재 ICO는 새로운 형태의 자금투자 및 조달 모델로 사용되고 있다. ICO는 블록체인을 기반으로 생성된 토큰 또는 코인을 온라인상에서 공개적으로 판매하여 필요한 자금을 조달하고, 투자자에게 투자금액에 따른 토큰 또는 코인을 지급하여 시장 가치를 제공한다. 본 연구 조사에 따르면, ICO 시장의 한계요인으로 (1) 해당 기업평가의 어려움, (2) 투자의 불확실성, (3) 법적 안전장치 결여, (4) 모집 후의 기업의 안정성 확보방안이 미흡이다. 현재 국내의 경우 ICO를 법적인 테두리에서 보호하지 않아 이를 제도적으로 대응 할 수 있는 방법은 없다. 그럼에도 불구하고 존재하고 있는 ICO 시장에 대한 올바른 투자를 위한 방안을 제시하였다. ICO 투자 시, 투자자는 (1) 투자방법 및 수익성 고려, (2) 투자사기 여부를 다양한 채널로 검증 및 판단(ex. 홈페이지, 구성팀 프로필 등)하고 이를 기반으로 투자가 이루어져야 한다. 본 연구는 새롭게 등장한 ICO 시장에 대한 이해 도모와 이에 자금투자 시 검토사항에 대해 연구하여 올바른 투자자 양성에 기여하고 사기 등으로 인한 소비자 피해의 양산을 줄여 건강한 ICO 시장 형성에 기여 할 것이다. 본 연구의 한계는 아직 국내는 ICO를 법적인 테두리에서 검토되지 않고 있어 향후 정책적 변화가 발생할 때 이에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2021년도 추계학술발표대회
• /
• pp.334-336
• /
• 2021

허가형 블록체인 기반 데이터 공유 시스템은 분산 환경에서 신뢰 수준을 구축하고 일관된 메시지를 기록 및 공유함으로써 서비스의 상호 운용성을 가능하게 한다. 그러나 허가형 블록체인은 종종 탈중앙화, 보안 및 상호 운용성과 충돌한다. 이는 중앙 집중식 시스템으로 돌아가거나 데이터의 독점 및 남용 및 오용으로 이어질 수 있다. 따라서 CAP (Consistency, Availability, Partition tolerance)에 이론 검증에 따라 메시지 공유, 비잔틴 내결함성 및 메시지 일관성을 고려하고 적용해야 한다. 기존의 PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance) 합의 알고리즘는 노드의 증가시, 장애내성을 갖기위해 계산되어야 할 합의 처리시간이 증가하며, DPOS(Delegated Proof of Stake) 알고리즘은 보상, 리더 선출의 공정성 문제 등에 따라 허가형 블록체인에서의 적합한 방식이 연구되고 있다. 본 논문에서는 서비스의 상호 운용성과 과제에 대해 논의하고 허가된 블록체인의 합의 개선을 통한 데이터 공유 시스템을 제안한다.

• 산업경영시스템학회지
• /
• 제41권4호
• /
• pp.179-188
• /
• 2018

Recently, blockchain technology has been recognized as one of the most important issues for the 4th Industrial Revolution which can be represented by Artificial Intelligence and Internet of Things. Cryptocurrency, named Bitcoin, was the first successful implementation of blockchain, and it triggered the emergence of various cryptocurrencies. In addition, blockchain technology has been applied to various applications such as finance, healthcare, manufacturing, logistics as well as public services. Distributed consensus algorithm is an essential component in blockchain, and it enables all nodes belonging to blockchain network to make an agreement, which means all nodes have the same information. For example, Bitcoin uses a consensus algorithm called Proof-of-Work (PoW) that gives possession of block generation based on the computational volume committed by nodes. However, energy consumption for block generation in PoW has drastically increased due to the growth of computational performance to prove the possession of block. Although many other distributed consensus algorithms including Proof-of-Stake are suggested, they have their own advantages and limitations, and new research works should be proposed to overcome these limitations. For doing this, above all things, we need to establish an evaluation method existing distributed consensus algorithms. Based on this motivation, in this work, we suggest and analyze assessment items by classifying them as efficiency and safety perspectives for investigating existing distributed consensus algorithms. Furthermore, we suggest new assessment criteria and their implementation methods, which can be used for a baseline for improving performance of existing distributed consensus algorithms and designing new consensus algorithm in future.