동기적 잠금 기법을 이용한 원자적 크로스 샤드 트랜잭션 처리

Abstract

최근 여러 분야에서 블록체인을 실생활에 활용하고자 하는 노력을 하고 있다. 블록체인이 실생활에서 활용되기 위해선 블록체인이 가지고 있는 확장성 문제가 해결되어야 한다. 블록체인은 분산된 환경에서 동작하기 때문에 시간당 처리할 수 있는 트랜잭션 양이 실생활에 이용되기에는 현저히 낮다. 블록체인의 확장성 문제를 해결하기 위해서 제시된 방법으로 샤딩이 있다. 샤딩은 데이터베이스에서 사용했던 것으로 전체를 여러 개의 작은 샤드로 나눠 병렬 처리하는 것을 의미한다. 블록체인에서 샤딩은 전체의 블록체인 네트워크를 샤드 체인이라는 여러 개의 블록체인으로 나눠 병렬처리를 가능하게 한다. 이런 샤딩을 블록체인에 지원하기 위해 해결해야 하는 문제가 있는데 그 중 대표적으로 크로스 샤드 트랜잭션 처리가 있다. 크로스 샤드 트랜잭션은 샤드 내부에서 처리되어야 하는 트랜잭션과 달리 샤드 외부와 같이 처리해야 한다. 또한, 원자적으로 처리되어야 한다. 원자성을 보장하기 위해 크로스 샤드 트랜잭션이 동작하는 동안 다른 트랜잭션이 상태를 변경하면 안 된다. 본 논문에서는 동기적 잠금 기법을 제시해 위의 문제를 해결하고자 한다. 이전 연구에서 제시한 크로스 샤드 트랜잭션의 처리 기법들을 살펴보고 본 논문에서는 그런 기법들의 문제점을 보완하는 방법을 제시한다. 본 논문에서는 베이스 체인과 샤드 체인 두 가지의 종류의 체인으로 나누었고 크로스 샤드는 세 가지 단계를 통해 처리한다. 크로스 샤드 트랜잭션과 연관된 샤드 체인의 상태를 잠그고 블록에 커밋되는 것이 확정 되었다면 잠금을 푸는 방식으로 진행한다. 이를 통해 크로스 샤드 트랜잭션을 원자적으로 처리할 수 있다.|Recently, various fields are making efforts to use blockchain in real life. In order for the blockchain to be used in real life, the scalability problem of the blockchain must be solved. To solve the scalability problem of the blockchain, Sharding has been proposed. Sharding, which was used in the database, means that the whole is divided into several small shards and processed in parallel. There is a problem that needs to be solved to support such sharding in the blockchain, and one of them is cross-shard transaction processing. it should be treated atomically. In this paper, we present a synchronous locking technique to solve the above problem. We examine the processing techniques of cross-shard transactions presented in the previous study and present a way to compensate for the problems of those techniques. The entire blockchain network was divided into one basechain and several shard chains, and cross-shard transactions were atomically processed using synchronous locking techniques.