동시성 제어 기능을 개선한 블록체인 기반의 중고 거래 플랫폼 설계 및 구현

Abstract

Despite a slump in consumer confidence because of the outbreak of Covid-19, the online second-hand market has continued to develop thanks to those in their 30s and 40s, particularly females. Behind the growth of the online second-hand market, however, is the high probability of fraudulent damage due to the anonymity of sellers. To solve this problem, " escrow " was introduced in which the purchase payment is kept by a trusted third-party institution and deposited into the seller’s account when the transaction is completed. However, there were cases where fees were incurred in the transaction process and their money was intercepted by attackers luring users to phishing sites. In this paper, we designed and implemented a platform that utilizes the features of blockchain technology without trusted third-party institutions to ensure secure transactions between users.

MVCC is a method which controls concurrency in databases that allow concurrent access to its data. In the MVCC model, users accessing the data read a snapshot of the database at the point of access which cannot be viewed by others until the transaction is completed. At the end of the transaction, it generates a new version of the data, rather than overwriting the existing data, and records the changes against the previous version. There are multiple versions of this data, and the user reads the last version of the data. Because of this characteristic, two transactions with the same dependency on one key read the same version, and if modified, later committed transaction reads the value from the previous version, resulting in a read conflict.

In this paper, we studied two improvements to MVCC read conflict problems that can occur when the number of transaction requests per second increases in hyperledger fabric. The first is a method of collecting system metrics in real time to flexibly adjust the block size as transactions grow, and as a result of applying them, we have found that the transaction success rate was improved at least 1% to up to 3%. The second is a technique for changing the design of the keys, in which changes to specific data are made to create new keys so that modifications to existing keys do not occur. As a result of applying them, we have found that MVCC read conflict did not occur. |온라인 중고거래 시장은 코로나19의 발생 이후 소비 심리가 침체된 중에도 3040 세대를 중심으로 하여 발전하고 있다. 특히, 전 세대에 걸쳐 여성 사용자 중심으로 발전하고 있다. 하지만 이런 온라인 중고거래 시장의 성장세의 이면에는 불분명한 판매자의 신원 때문에 사기 피해의 발생 확률이 높다는 문제가 존재한다. 이를 해결하기 위해 구매 대금을 제3자 신뢰 기관에서 보관 후 구매 완료 시 판매자에게 대금을 입금해주는‘안전거래’결제방식이 도입되었지만, 거래 과정에서 수수료가 발생하고, 피싱 사이트로 유도하여 금품을 가로채는 사례가 발생하기도 한다. 본 연구에서는 제3자 기관 없이 블록체인 기술의 특징을 적절히 이용하여 개인간의 안전한 온라인 중고 거래를 보장할 수 있는 플랫폼을 설계하고 구현하였다.

MVCC는 동시 접근을 허용하는 데이터베이스에서 동시성을 제어하기 위해 사용하는 방법 중 하나이다. MVCC모델에서 데이터에 접근하는 사용자는 접근한 시점에서 데이터베이스의 스냅샷을 읽고, 해당 트랜잭션이 커밋되기 전까지 다른 사용자가 볼 수 없다. 트랜잭션 이후에는 기존 데이터를 덮어 씌우는 것이 아니라, 새로운 버전의 데이터를 생성하고, 이전 버전의 데이터와 비교하여 변경된 내용을 기록한다. 이렇게 하나의 데이터에 대하여 여러 버전이 존재하게 되고 사용자는 마지막 버전의 데이터를 읽게 된다. 이러한 특성으로 인해 하나의 같은 키에 대해 종속성이 있는 두개의 트랜잭션에서 같은 버전을 읽고, 수정을 한 경우 둘 중 한 트랜잭션은 이전 버전에 대해 값을 읽은 것이 되어 read conflict가 발생한다.

본 연구에서는, 하이퍼레저 패브릭에서 초당 트랜잭션 요청수가 높아질 때 발생할 수 있는 MVCC read conflict 문제에 대해서 두 가지 개선 방안을 연구하였다. 첫 번째는 시스템 지표를 실시간으로 수집하여 트랜잭션이 늘어날 때 유동적으로 블록사이즈를 조정하는 방법이고 이를 적용한 결과 트랜잭션 성공률이 최소 1%에서 최대 3%까지 개선된 것을 확인하였다. 두 번째는 키 설계를 변경하는 기법으로, 특정 데이터에 대한 변경 사항을 새로운 키를 만들어 기존 키에 대한 수정이 일어나지 않게 하는 방법이다. 이를 적용하여 테스트한 결과 MVCC read conflict가 발생하지 않음을 확인하였다.