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블럭체인 (기술 구성 요소 (합의 알고리즘 (PoW(Proof of Work) (문제점 (51% 문제 특정 마이너가 네트워크의…

- - - - 퓨어 P2P
        
        비트코인 Core
        
        이더리움
      - 하이브리드 P2P
        
        Hyperledger Fabric
        
        멤버십 서버 보유
    - - 비구조화 오버레이
        
        모든 노드가 연결된다
        
        비트코인 Core
        
        이더리움
        
        Hyperledger Fabric
        
        validating peer / non-validating peer(슈퍼노드 개념 도입)
      - 구조화 오버레이
        
        이미 연결 노드가 지정되어 있다.
  - - - 문제점
        
        51% 문제
        
        특정 마이너가 네트워크의 과반수를 점령하는 문제
        
        파이널리티 불확실성
        
        최소 6블럭의 긴 체인이 이루어져야지만 결제가 완료되는 문제점
        
        짧은 체인에 있던 트랜잭션 정보는 계류처리되어 사라진다.
        
        성능한계
        
        합의/네트워크 확상에 대한 비용
        
        그로인한 실시간 처리에 비적합
        
        블록체인의 용량
        
        축적된 블럭 데이터
        
        노드 하드 디스크 용량 압박
        
        초기 실행 시간 증가
      - 정의
        
        먼저 작업을 끝낸 블럭의 전파로 작업 증명
      - 장점
        
        노드에 대한 참가 수 제한이 없다
      - 대표 분야
        
        비트코인
    - - 정의
        
        화폐량을 더 많이 소유하는 승인자가 우선하여 블럭 생성
        
        대량 통화 소유자는 통화 가치를 지키기 위해 시스템 신뢰성을 손실 하지 않는 다는 전제를 바탕으로 하고 있음
      - 장점
        
        화폐량에 따라 해시 계산의 난이도 하락으로 자원 소비가 작아짐
      - 단점
        
        대량 화폐 소유자의 변심?
      - 대표 분야
        
        이더리움
    - - 장점
        
        파이널리티 / 성능 문제 해결
        
        확정된 파이널리티
        
        다수결 의사결정이 선행된 후에 블록이 생성되어 분기가 발생하지 않으며, 한 번 확정된 블록에 대한 변경은 없다.
        
        신뢰성 증명
        
        프라이머리가 부정하게 되더라도 모든 참가자가 감시를 하기에 리더 교체를 신청함
        
        매우 강력한 내성을 가진 알고리즘
      - 정의
        
        미리 지정된 참가자만으로 구성하여 신뢰성을 높임
        
        컨소시엄형(비지니스 모델)에서 주로 채택
        
        Client의 요청을 프라이머리(1개)노드가 모든 노드에 순차적으로 전달하고
        전달된 노드에서 재 전파하여 일정 수 이상(2f)의 노드가 수신하면
        명령을 실행하고 블록 확정을 한 다음 - 요청에 대한 응답을 Client로 반환
      - 단점
        
        필요 노드 수를 충족하지 못하면 작동 중지
        
        네트워크의 지연이나 단절에 따른 타임아웃 발생으로 실시간 업무에는 비적합
        
        참여의 제한
        
        모든 참자가와 의사 소통을 해야하므로 노드가 증가하면 처리량이 감소한다
        
        수십 개의 노드가 한계
      - 대표 분야
        
        Hyperledger Pabric
    - - 정의
        
        과반수의 동의를 얻었다면 그 동의 내용이 나중에 변경되지 않는 점
        
        합의 형성에만 특화된 알고리즘
      - 단점
        
        시스템으로 구현하기 어렵다
        
        리더를 중심으로 합의 수행하여, 부정이 있는 경우 동기화가 되지 않음
        
        구성원이 거짓으로 신고할 경우에도 동기화 되지 않음
        
        악의적 참가자가 없다는 전제하에서만 사용되어야 함
      - 장점
        
        리더를 중심으로 통신하기에 비용이 절감된다.
  - - - 정의
        
        전자 서명과 함께 전송된 전자 데이터의 타당성을 증명하기 위한 방법
        
        암호화 된 전문
        
        비밀키(서명 생성)/공개키(서명 검증)로 위/변조를 검증
      - 흐름
        
        받는 사람에게 공개키 미리 전달
        
        보내는 사람은 비밀키를 이용하여 전자 데이터를 암호화된 전문(전자서명)을 생성
        
        전자 데이터 + 전자서명을 받는 사람에게 전송
        
        받는 사람은 공개 키로 복호화를 수행하여 원본 전자 데이터를 생성
        
        수신된 전자 데이터와 원본 전자 데이터가 동일한지 비교하여 위/변조를 판단
    - - 블록 구성
        
        블록 헤더
        
        블록 헤더 구성
        
        이전 블록 헤더의 해시값
        
        Nonce(해답값) - 블록 생성 자격 조건을 가지는 해답
        
        해시 트리의 루트(트랜잭션을 조합하여 생성한 해시 값)
        
        Nonce
        
        블록 생성자가 임의로 결정한 값
        
        블록을 생성하기 위해 지속적으로 변경한다.
        
        블록을 생성하려면 특정 임계치 값(해시)내의 범위로 Nonce 값을 변경하면서(루프) 생성된 해시로 찾는다.
        
        여기서의 특정 임계치를 난이도라고 볼 수도 있다.
        
        트랜잭션(여러 개)
        
        블록 생성 및 위/변조 검증
        
        블록 생성 해시
        
        이전 블록의 해더 값 + 해시 트리의 루트 + Nonce = 해시 생성
        
        난이도에 지정된 임계값 비교
        블록 생성 해시 <> 임계값(난이도)
        
        크다
        
        Nonce 변경 -> 블록 생성 해시 재생성 -> 다시 비교
        
        작다
        
        블록 생성 성공
        
        10분 이내에 생성하면 난이도를 어렵게 조정하여 시간이 오래 걸리게 한다.
        
        블록 위/변조 검증
        
        이전에 생성된 특정 블록의 트랜잭션 정보를 수정(위/변조)할 경우 - 달라진 해시 루트 값으로 인해 변경된 블록 해시를 생성
        
        위에서 생성한 위/변조 블록 해시 값이 이전 해시 값으로 하위 블록에 전달되어야 하므로
        해당 블록의 해시값 정보도 변경되어야 해서 모든 이전 해시값 정보가 변경되면서 전달(연쇄적) 되어야 한다.
        
        이러한 위/변조 블록에 대한 해시 값 생성이 연쇄적이며, 모든 네트워크에 동시적으로 접근하여 시도되어야만 위/변조에 성공한다.
        
        이런 네트워크 동시성, 이전 블록 해시의 연쇄성을 제한된 시간내에 위/변조하기엔 사실상 불가능에 가깝다.
        
        위의 특성으로 블록체인은 참여노드 증가 + 시간이 지날 수록 위/변조에 대한 위험성이 매우 적어진다.
        ※ 블록의 신뢰와 자생적 생태계가 가능하다는 얘기가 여기서 비롯된 것 같다.
        
        문제 발견 - 트랜잭션 전성 문제
        
        모든 트랜잭션이 전자서명으로 처리되어 있지 않았음
        
        거래를 실행하는 스크립트는 전자서명에서 제외됨
        
        이 부분을 공격하여, 블록 위/변조(전자서명의 검증)는 통과하지만,
        실행시 에러 또는 잘못된 데이터가 블록 체인에 등록되게됨
        
        PoW 합의 알고리즘에 의해 다수가 되지 않은 블록은 파기가 되어 큰 문제가 되지 않았지만,
        결과적으로 허점을 남겨 암호화 강도가 저하될 가능성이 있다.
- - - - 조조/손권이 유비에게 밤 10시에 미국 치자고 전령을 보냄
        
        유비 10시에 공격하러 감
        
        그 시각 조조/손권은 클럽에서 놀고 있었음
        
        유비 혼자 개발림.....알고보니 다 배신자
        
        이거 뭐 믿을 수가 있나.......P2P의 문제점
  - - - PoW - 비잔티움 장군 문제로 접근 풀이하자면..
        
        10명의 장군이 있음.
        
        한낱 한시에 적군을 공격해야함
        
        왕이 엄청 어려운 수학 문제를 내줌.
        
        젤 빨리 푸는 놈이 공격 시간 결정권 가진다고함.
        
        서로 겁니 왕 욕하면서 풀지만 이쁨 받을라고 열내면서 문제 품.
        
        젤 먼저 푼 A장군이 공격 시간을 9시로 전파함
        
        B장군(배신자)가 받아보니 10시로 변조하고싶음.
        생각해보니 10시로 바꿔 전달해도 A장군 뺴고는 나머지는 10시에 공격하게 됨..
        에잉 그냥 9시로 전달해야되나..고민..그래도 변조해서 보냄 10시..전파
        
        C장군 A, B장군 꺼를 받아보니 9시나 10시라고하네? 뭐지... 좀 기다려 볼까..D, E, F 장군으로 9시라고 오네..
        
        B장군 배신자구나...참수
        
        이래서 아무도 배신할 수 없었다는 전설.....