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문제 정의
- 본 논문에서는, 블록체인을 위의 4가지 대표적 특징을 통해 살펴보고, 기존 중앙집중형 시스템에서 중앙기관이 배제된 블록체인의 P2P 시스템 구조를 살펴본다. 그리고 블록체인의 대표적인 합의 알고리즘인 작업 증명(PoW: Proof of Work), 지분증명(PoS: Proof of Stake) 그리고 PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance)를 소개하며 기존 합의 알고리즘의 단점을 보완하기 위해 제안된 변형된 합의 알고리즘, 두 가지의 합의 알고리즘을 혼합한 알고리즘까지 알아보았다.
- 블록체인 네트워크 악성노드의 공격 감내 정도(fault tolerance rate)를 살펴보려한다. PoS와 DPoS의 경우 지분의 보유 수준에 따라 합의 결과에 영향을 끼치므로 과반인 ≤ 51%의 공격 감내성을 갖으며, PBFT의 경우는 전체 노드(n) 중 허용 가능한 문제 노드(f)일 경우, n = 3f + 1일 때 정상적으로 동작하는 프로토콜이므로 ≤ 33%의 공격 감내성을 갖는다.
- 이에 본 논분은 중앙기관이 배제된 블록체인의 P2P 시스템을 알아보았다. 그리고 대표적인 합의 알고리즘인 작업증명(PoW), 지분 증명(PoS), PBFT의 특징과 함께 비교해보았다.
가설 설정
- 합의는 악의적인 노드와 불안전한 프로세스를 가정한 분산 컴퓨팅에서의 비잔틴 장군(Byzantine Generals) 문제[3]의 변형이라고 볼 수 있다. 비잔틴 장군 문제는 적군의 도시를 공격하려는 비잔틴 제국군의 부대가 지리적으로 떨어진 상태에서 각 부대의 장군들이 전령을 통해 교신하며 공격 계획을 세우는 상황을 가정한다. 장군들 중에 전령을 통해 세운 계획과는 관계없이 마음대로 행동하는 배신자가 있을 수 있는데, 이러한 상황에서 합의된 계획을 도출하기 위해 충실한 장군들이 얼마나 있어야 하며, 어떻게 합의를 도출해야 하는지에 대한 문제가 비잔틴 장군 문제이다.
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