Earticle

초록

영어

Blockchain systems face a contradictory situation in which they cannot satisfy all three characteristics: scalability, decentralization, and security. Of the three characteristics, problems with scalability affect the performance of blockchain systems most directly. Existing methods to solve the scalability problem are not free from the problem of decentralization because they use the method of organizing committees to select block producers. To solve the problem, this paper proposes Proof-of-Lottery(PoL), a block producing algorithm that improves scalability without centralized procedures such as committees. The PoL selects the block constructor through a draw like a lottery based on the stakes of the node. This solves the problem of wasting computing power of traditional blockchain technology and ensures scalability. To evaluate the performance of the proposed block producing algorithm, the time-complexity of the algorithm was expressed and compared with the existing block producing algorithms. The evaluation results confirmed that the suggested algorithm is either faster than other algorithms except DPoS, or at a similar speed.

한국어

블록체인 시스템은 확장성(scalability), 탈중앙화(decentralization), 보안(security)이라는 3가지 특성 모두를 만족시킬 수는 없는 모순적인 상황을 맞닥뜨리게 된다. 이러한 3가지 특성 중 확장성에 관련한 문제는 블록체인 시 스템의 성능에 가장 직접적으로 영향을 미친다. 확장성 문제를 해결하기 위한 기존의 방식들은 위원회(committee) 를 구성하여 블록생성자를 선정한다. 이는 탈중앙화 특성을 헤치는 요소로 작용할 우려가 있다. 본 논문에서는 이러 한 문제를 해결하고자 위원회 등의 중앙화 된 절차 없이 확장성을 개선하는 PoS 기반 블록 생성 알고리즘, Proof-of-Lottery(PoL)를 제안한다. PoL은 노드의 지분에 기반하여 복권추첨과 유사한 방식으로 추첨을 통해 블 록생성자를 선정한다. 이를 통해 기존 블록체인 기술이 가진 연산능력 낭비 문제를 해결하고 확장성을 확보한다. 제 안한 블록생성자 선정 방법의 성능을 평가하기 위하여 알고리즘의 시간복잡도를 표현하고 기존의 블록생성 알고리 즘들과 비교를 수행하였다. 평가 결과, DPoS를 제외한 나머지의 알고리즘보다 빠르거나 비슷한 수준의 속도로 블 록생성자를 선정할 수 있음을 확인하였다.

목차

요약
Abstract
1. 서론
2. 관련연구
2.1 Proof-of-Work
2.2 Proof-of-Stake
2.3 알고랜드 Algorand
2.4 우로보로스 Ouroboros
2.5 텐더민트
3. 제안 내용
3.1 티켓팅 절차
3.2 드로잉 절차
3.3 한계점
4. 성능 검증
4.1 제안 알고리즘의 성능
4.2 기존 알고리즘과의 성능 비교 및 평가
5. 결론
참고문헌
Acknowledgement

키워드

저자

• 이성빈 [ Sung-bin Lee | 아주대학교 인터넷&보안 연구실 ]
• 김기형 [ Ki-Hyung Kim | 아주대학교 인터넷&보안 연구실 ] 교신저자

참고문헌

발행기관

간행물

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• 간행물명

  한국차세대컴퓨팅학회 논문지 [THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF NEXT GENERATION COMPUTING]

• 간기

  격월간

• pISSN

  1975-681X

• 수록기간

  2005~2026

• 등재여부

  KCI 등재

• 십진분류

  KDC 566 DDC 004