블록체인에서 상호의존성이 존재하는 스마트 컨트랙트 트랜잭션의 선형화 방법

Abstract

블록체인은 블록이 이전 블록들에 체인처럼 연결되어 있는 기술을 말하며, 블록은 일정한 주기로 생성되며 데이터가 담겨 있다. 이러한 블록체인 기술의 특징은 대표적으로 탈중앙성(De-centralization), 익명성(Anonymity), 투명성(Transparency), 불변성(immutability)이 있다. 블록체인 기술은 2008년 사토시 나카모토가 발표한 최초의 암호화폐인 비트코인에 최초로 사용되었으며, 이후 등장한 2세대 블록체인인 이더리움, 리플 등 다양한 암호화폐의 기술 기반으로 사용되고 잇다. 현재는 암호 화폐뿐만 아니라 블록체인 특징에 발맞추어 다양한 부분에서 블록체인 기술이 사용되고 있다. 스마트 컨트랙트(Smart Contract)는 제 3의 보증 기간을 끼우지 않고 개인과 개인(p2p)간의 원하는 계약을 체결할 수 있도록 해주는 디지털 계약 기능이며, 이것은 1994년에 닉 재보(Nick Szabo)에 의해 최초로 제안된 개념이다. 스마트 컨트랙트의 등장은 암호화폐의 발행과 지불을 넘어 블록체인을 범용적인 컴퓨팅 인프라로 발전하는 것을 가능하게 하였다. 현재까지 알려진 대부분의 블록체인에서는 튜링-완전성(Turing Completeness)을 갖춘 프로그래밍 언어를 사용하며, 이를 통해 통상적인 알고리즘과 프로그램을 블록체인상에서 스마트 컨트랙트 형태로 구현할 수 있게 되었다. 기존의 블록체인에서는 스마트 컨트랙트 트랜잭션들이 서로 독립적인 것으로 간주하여 상호의존성을 가지면서 병렬적(Concurrent)으로 발생하는 트랜잭션들은 처리하지 못하고 있다. 따라서 시간적 순서에 영향을 받는 트랜잭션 및 공유자원(Shared Resource)을 접근하는 트랜잭션들을 올바르게 실행하는 것이 현실적으로 불가능한 상황이다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 트랜잭션들의 선후관계를 결정하는 선형화(Linearization) 기법과 이를 지원하는 새로운 블록체인 프레임워크를 제안하고자 한다 . 선형화 기법을 지원하는 블록체인에서는 기존의 트랜잭션 이외에 오프닝 트랜잭션, 클로징 트랜잭션, 병렬 트랜잭션을 정의한다. 트랜잭션들의 선형화를 요청하는 컨트랙트 발행자는 오프닝 트랜잭션 발행 후, 오프닝 트랜잭션에 기재된 시작 시점부터 종료 시점까지 선형화 대상 병렬 트랜잭션을 모집한다. 모집된 병렬 트랜잭션들은 선형화 알고리즘을 사용하여 트랜잭션들을 정렬하고 실행한다. 이러한 스마트 컨트랙트 선형화 기법은 기존의 블록체인에서 제공하지 못했던 트랜잭션 발행 순서가 중요한 서비스의 제공이 가능해질 것이며, 다양한 블록체인 기반 서비스를 제공하는데 기여할 것이다.