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시빌 공격 저항 네트워크
존 두서(John Douceur)는 시빌(Sybil) 공격에 관한 논문에서, BFT(비잔틴 장애 허용) 프로토콜에 참여하는 모든 노드가 해시캐시(Hashcash) 퍼즐을 풀도록 요구해야 한다고 제안했습니다. 한 노드가 N개의 신원으로 위장하려면 제한 시간 안에 N개의 퍼즐을 풀어야 합니다. 이 방식은 신원 수를 늘리는 데 계산 비용을 부과합니다. 그러나 악의적인 노드는 여전히 단일 신원을 주장하는 정직한 노드에 비해 어느 정도의 이점을 얻을 수 있습니다. 2005년에 발표된 후속 논문에서는 정직한 노드가 악의적인 노드의 행동을 모방하여 계산적으로 감당할 수 있는 만큼의 가상 신원을 주장해야 한다고 제안했습니다. 이러한 가상 신원들이 BFT 프로토콜을 실행하면서 "노드의 최대 f 비율이 결함이 있음"이라는 가정은 "결함 있는 노드가 통제하는 총 계산 능력의 비율이 최대 f"라는 가정으로 대체될 수 있습니다. 따라서 신원 확인이 더 이상 필요하지 않으며, 개방형 피어 투 피어 네트워크에서도 BFT 프로토콜을 실행할 수 있게 됩니다.
비트코인도 신원 수보다 계산 작업을 기준으로 삼습니다. 다만 가상 신원들이 BFT 투표를 하는 방식과 같지는 않습니다. 저자들은 여기에 한 가지 질문을 더합니다. 계산 비용을 들여 작업 증명을 수행할 동기는 어디에서 나올까요? 비트코인에서는 채굴 보상이 그 동기를 제공합니다. 비트코인 백서 §4·§6
스마트 계약
스마트 계약은 데이터를 안전한 원장에 기록하는 아이디어를 계산으로 확장한 것입니다. 합의 프로토콜 자체가 아니라, 네트워크가 합의한 규칙에 따라 실행되는 프로그램입니다. 사용자는 이 스마트 계약 프로그램의 함수들을 호출할 수 있으며, 프로그램에 명시된 제한 사항이 적용됩니다. 프로그램의 실행 결과는 네트워크의 검증 대상이며, 사용자가 직접 검증할지 다른 노드의 결과를 이용할지는 접속 방식에 따라 달라집니다. 또한 사용자는 다른 프로그램의 결과를 기반으로 동작하는 자신만의 프로그램을 작성할 수도 있습니다. 이더리움 같은 플랫폼에서는 프로그램이 정해진 규칙에 따라 자금을 관리하거나 토큰을 발행하도록 설계할 수 있습니다. 이더리움의 스마트 계약 설명
비트코인의 스크립트는 거래 출력의 소비 조건을 지정합니다. 이더리움은 더 넓은 범위의 프로그램을 실행할 수 있는 언어를 제공합니다. 이는 프로그래밍 기능의 차이에 관한 비교입니다. 비트코인 거래 스크립트 설명
스마트 계약이라는 개념은 1994년 닉 자보(Nick Szabo)에 의해 제안되었으며, 그는 이를 법적 계약과 유사하지만 자동으로 집행되는 것으로 보았습니다. (이 관점은 카렌 레비(Karen Levy)와 에드 펠튼(Ed Felten) 등에 의해 비판을 받기도 했습니다.) 자보는 디지털 현금 프로토콜의 확장으로 스마트 계약을 예견적으로 제시했으며, 비잔틴 합의와 디지털 서명 등을 구성 요소로 사용할 수 있음을 인식했습니다. 나라야난과 클라크는 2017년 원문에서 스마트 계약이 실제 네트워크에 적용되면서 관련 연구도 활발해졌다고 설명합니다. 예를 들어, 프로그래밍 언어 연구자들은 스마트 계약의 버그를 자동으로 발견하거나 검증 가능하게 올바른 계약을 작성할 수 있는 방법과 도구를 개발했습니다.
허가형 블록체인
이 글에서는 비트코인의 혁신 대부분을 생략하는 사설 또는 허가형 블록체인을 강조했지만, 이 분야에서 진행 중인 흥미로운 작업들을 폄하하려는 의도는 아닙니다. 허가형 블록체인은 네트워크에 참여하거나, 거래를 기록하거나, 블록을 채굴할 수 있는 사람을 제한합니다. 특히, 채굴자가 신뢰할 수 있는 참여자로 제한된다면 작업 증명(Proof of Work)을 생략하고 더 전통적인 BFT(비잔틴 장애 허용) 접근 방식을 사용할 수 있습니다. 따라서 많은 연구는 BFT의 재탄생으로, 예를 들어 "해시 트리를 사용해 합의 알고리즘을 단순화할 수 있을까?", "네트워크가 특정 방식으로만 실패할 수 있다면 어떻게 될까?"와 같은 질문을 제기합니다.
또한, 신원 확인 및 공개 키 인프라, 접근 제어, 블록체인에 저장된 데이터의 기밀성과 관련된 중요한 고려사항도 있습니다. 원문은 이러한 요구를 허가형 시스템의 설계 과제로 지적합니다. 참여자의 신원과 접근 권한을 관리해야 하는 환경은 누구나 참여할 수 있는 네트워크와 설계 조건이 다릅니다.
마지막으로, 허가형 블록체인을 높은 처리량에 맞게 확장하고 공급망 관리나 금융 기술과 같은 다양한 응용 프로그램에 맞추기 위해 조정하는 공학적 작업도 포함됩니다.