Blockchain for the Internet of Things 2

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병현 탁
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2 Blockchain for the Internet of Things 2

3 내용 추상 소개... 5 Blockchain... 9 Blockchain은만약 IoT 응용프로그램을위한관련방법 왜현재 blockchain 솔루션되지는만약 IoT에적합? 개요및 ThingsChain의비전 어떻게 ThingsChain 문제를해결할수있습니까? 관련도메인에서작업일부프로젝트 ThingsChain: 디자인및아키텍처개요 pbft (Practical Byzantine Fault Tolerance) DAG (Directed Acyclic Graphs) 소개 Radiating Block Graphs Multi-layer blockchain WebChain 및 NestChain Cross Chain Communication ThingsChain 네트워크 Proof of Work (PoW) Proof of Stake (PoS) Delegated Proof of Stake (DPoS) Security 타원곡선암호 Multi-signature accounts Blockchain에암호화된형태로데이터를저장 개요

추상 IoT 장치는디지털화된사회에서점점더중요해지고있습니다. 2023 년까지전세계적으로 200 억개의 IoT 장치가연결될것으로추산됩니다. IoT 장치의중요성이커지면서 IoT 장치는상호운용성부족, 보안부족및중앙집중화문제로인해어려움을겪고있습니다. 블록체인은이러한문제를해결할수있는솔루션이지만현재의블록체인디자인은 IoT 애플리케이션에적합하지않습니다.

4 추상 IoT 장치는디지털화된사회에서점점더중요해지고있습니다 년까지전세계적으로 200 억개의 IoT 장치가연결될것으로추산됩니다. IoT 장치의중요성이커지면서 IoT 장치는상호운용성부족, 보안부족및중앙집중화문제로인해어려움을겪고있습니다. 블록체인은이러한문제를해결할수있는솔루션이지만현재의블록체인디자인은 IoT 애플리케이션에적합하지않습니다. 우리팀은 IoT 애플리케이션을위한새로운멀티레이어블록체인아키텍처를생성함으로써이러한상호운용성및확장성문제를해결하는솔루션을설계했습니다. ThingsChain 은현재블록체인이직면하고있는확장성및트랜잭션처리량문제를해결하는다층블록체인입니다. 프로토콜설계는블록체인에서 IoT 데이터의안전을보장하기위해교차체인통신및추가된보안프로토콜과함께다중계층아키텍처를사용합니다.

5 소개 Internet of Things (IoT) 는물리적인장치, 차량, 가전제품및이러한항목들이연결하고데이터를교환할수있게해주는센서및센서가내장된네트워크입니다. IoT 는물리적인물체가더똑똑해지고인터넷과연결되어새로운기능을제공할수있게합니다 1. 예를들어 Nest thermostats 는원격으로실내온도를모니터링하고지능형알고리즘을기반으로실내온도를자동조절할수있습니다. IoT 를사용하면온도, 압력등과같은데이터포인트를캡처하고지속적으로분석하고처리할수있는서버로릴레이하는여러센서를통해장비및장비를보다잘모니터링할수있습니다. 이를통해장비의가동시간및생산성을현저하게향상시키는임박한고장및선취조치를예측할수있습니다. 장치가서로통신하거나인터넷과통신할수있게하면 IoT 없이는불가능한많은유스케이스가가능해진다. 이것은완전히탐구되어야하는새로운기회의과다한열립니다. 5

6 2023 년까지전세계에약 200 억개의연결된 IoT 장치가있을것으로예상됩니다. 연결된 IoT 장치에는연결된자동차, 기계, 계량기, 센서, POS 터미널, 가전제품및웨어러블이포함됩니다 년에서 2023 년사이에연결된 IoT 장치는새로운사용사례와경제성으로인해연평균 19 % 증가할것으로예상됩니다 2. 연결된장치의주요성장은 Fig.1 에서볼수있듯이주로광역및단거리 IoT 에서비롯됩니다. Connected devices ( billion ) Wide-area iot short-range iot CAGR % % 15 pc/laptop/tablet % 10 mobile phones % 5 fixed phones % billion 31.6 bilion Fig 1. Number of connected IoT devices (Ericsson Mobility Report, 2017) 현재 IoT 장치의대부분은센서로생성된데이터를지속적으로기록하고모니터링및제어명령을받는중앙집중식서비스에연결됩니다. 이러한백엔드디바이스는 AWS S3, Google Cloud 등과같은온프레미스또는클라우드스토리지솔루션을호스트하는서버일수있습니다. 이는실제로분산된방식으로작동하도록설계된 IoT 디바이스에서일정수준의중앙집중화를도입합니다. IoT 장치는연결된중앙서버의확장성문제로인해제한적이므로완전히분산된방식으로작동할수없습니다. 6

7 IoT 장치에의해생성된데이터의보안및개인정보보호는또다른관심영역입니다. IoT 장치에의해생성된데이터는중앙집중식서버에저장되며저장된데이터의보안및개인정보보호에거의고려되지않은경우가많습니다. 여러도메인에서문제가발생할수있습니다 : 1. 장치에서중앙서버로전송되는데이터의보안부족. 2. 서버에저장된데이터의개인정보보호부족. 익명화데이터등. 3. 중앙집중식서버에서데이터보안을보장하기위한적절한프로토콜이없습니다. 이는종종 IoT 데이터를저장하는서버가해커의허니팟역할을하는시나리오로이어집니다. IoT 장치를벡터로사용하는해킹의몇가지예가있습니다. 이것은종종만약 IoT 데이터를저장하는서버가해커허니팟역할을시나리오로연결됩니다. 자신의벡터로의 IoT 디바이스를사용하는해킹의몇가지예입니다. 1. 미라이봇넷공격 년 10 월, IoT 봇넷을사용하여서비스제공업체 Dyn 에서가장큰 DDoS 공격이시작되었습니다. 이것은 Twitter, Guardian, Netflix, Reddit 및 CNN 을포함하여인터넷의엄청난부분을차지합니다 나중에, Mirai Botnet 의변종이 2018 년금융부문을공격하는데사용되었습니다 4. IoT 봇넷은주로 MikroTik, Ubiquiti 및 GoAhead 를포함한주요공급업체제품의취약성을악용한손상된홈라우터, TV, DVR 및 IP 카메라로구성됩니다. 시만텍의최근보고서에따르면 IoT 공격의수는 2016 년약 6,000 건에서 2017 년 50,000 건으로 1 년만에 600 % 증가했습니다 5. 7

8 IoT 장치의상호운용성 또다른중요한문제는 IoT 장치간의상호운용성부족입니다. 많은수의 IoT 장치가배치되었지만기업은그로부터많은이점을얻을수없었습니다. 이러한 IoT 장치의대부분은서로다른프로토콜을사용하여통신하고네트워크의일부로서로통신하도록합니다. 멀티벤더상호운용성및보안문제는 IoT 디바이스가오늘날비즈니스를위한가치를창출하지못하게하는두가지주요장애물입니다. IoT 가창출하는가치의상당부분은오늘날누락된이질적개체의상호작용, 협력및궁극적인자치적조정에서비롯됩니다. (1) : Internet of Things - Wikipedia (2) : Ericsson Mobility Report, 2017 (3) : 5 Worst IoT Hacking Vulnerabilities (4) : Mirai Botnet (5) : 600% increase in IoT attacks (6) : Interoperability is the key for IoT 8

9 Blockchain Blockchain 기술은 2008 년 Satoshi Nakamoto 에의해처음소개되었습니다 년에는전자지불시스템 (peer to peer) 인전자현금시스템으로상정된 Bitcoin 을구현했습니다. Bitcoin 은오늘날우리가이해하고있는블록체인기술을사용한첫번째프로토콜이었습니다. 블록체인의핵심아이디어는네트워크의트랜잭션이블록에포함되어있고각블록이이전블록을참조하여체인과같은구조를만드는것입니다. 따라서블록체인은개별적으로연결된블록목록이며각블록에는많은트랜잭션이포함되어있습니다. 분산된불변의데이터저장소를제공하여네트워크사용자간에사용할수있습니다. 또한자산을생성하고모든트랜잭션을기록하는공유장부역할을합니다. 각거래를쉽게질의할수있으므로관련된모든당사자에게더큰투명성과신뢰를제공합니다 7. Ethereum 은블록체인진화의다음단계입니다 년에만들어진 Blockchain 2.0 으로간주되며트랜잭션기록이아닌임의의코드실행으로계산프로세스를완료할수있습니다. Turingcomplete 가상시스템이며공개블록체인으로실행됩니다. (7) : Introduction to blockchain technology, Hackernoon 9

10 Blockchain 운영모델 Blockchain 는노드간에요구되는신뢰도에따라다른운영모델을가질수있습니다. Blockchains 의작동에는두가지기본모드가있습니다. 무작동및권한부여입니다. 무의미한 blockchains 에서누구나노드를시작하고 blockchains 의블록을검증하여합의에기여할수있습니다. Blockchain 네트워크에가입하는데필요한권한이없습니다. 따라서누구나무의미한네트워크와상호작용을시작할수있습니다. Bitcoin 과 Ethereum 은무의미한 blockchain 의예입니다. 그러한블록체는무작위행위자가네트워크에가입하는것을막고그합의를깨기위해 Sybil 공격에저항하는합의메커니즘을필요로한다. 예를들어, Bitcoin 은 PoW 합의를사용하여노드를추가하기전에노드가암호퍼즐을해결하도록요구함으로써 Sybil 공격을방지합니다. 권한을부여받은 blockchains 는대조적으로, 폐쇄접속및네트워크의각노드의기능이그들에게할당된역할에기초생태계모니터링된다. 배우만제한된세트블록거래를확인하고이러한네트워크에서스마트계약과상호작용할수있는권리가있습니다. 예 Hyperledger 패브릭낮은계산하고비교적간단합의기구들이확장성이뛰어난하게공개키기반구조 (PKI), 등의회원서비스에의해발행, 예를들면, 신뢰및암호화 ID 를가지고있는모든노드가고려되는권한을부여받은 blockchain 이다. 10

11 Blockchain 은만약 IoT 응용프로그램을위한관련방법 이분산, 투명성, 불변의꼭필요한특성을제공하기때문에 Blockchain 기술의 IoT 디바이스와애플리케이션에적합하다. 상이한장치가동일한프로토콜 blockchain 의일원으로, 또한상호운용성의문제를다루고있다. 우리는아래에서더자세히이러한주제를탐구한다. 1. 지방분권 지방분권은중앙기관의제어에서의 IoT 장치에의해생성된데이터를해제합니다. 앞서설명한바와같이만약 IoT 장치가중앙기관에의해제어되는경우, 자신의이익을위해이데이터를사용하려고시도하는이들엔티티의위험이있습니다. 예를들면, 센서데이터를사용하여개인에게특별히타겟광고를표시한다. 중앙집중화된서버들을공격대상으로하기에또한모든데이터가저장된다. blockchain 의사용은공격으로부터더안전의 IoT 디바이스와데이터를만드는지방분권을제공합니다. 2. 투명성 그들의아주디자인으로 blockchains 공공원장을배포됩니다. 만약 IoT 디바이스데이터 blockchains 에저장되면, 사람은그것을감사하고, 저장된데이터를검증할수있다. 이것은거의중앙기관에보이지않는투명성의정도를제공합니다. 중앙기관은종종자신의트랜잭션과데이터를숨기려고및세부사항은권한이나힘을가진기관에공개됩니다. 3. 불변성 Blockchain 에저장된트랜잭션은불변이므로, blockchains 에저장된데이터는감사를위해사용될수있다. 만약 IoT 디바이스데이터를연속적 blockchains 에저장되어있는경우, 그것은쉽게특정 blockchain API 를사용하여언제든지감사할수있다. 11

12 4. 상호운용성 만약 IoT 장치와하나의중요한문제는상호운용성이다. 여러공급업체의 IoT 센서는종종같은통신프로토콜을따르지않는그들이서로이야기하기어렵다. blockchain 밑바탕층으로서사용되는경우, 그때마다의 IoT 장치는 blockchain 에서트랜잭션을절약할수있으므로하나의장치는동일한기본 blockchain 데이터트랜잭션모두저장장치와서로통신할수있다. 5. 스마트계약을체결한자동상호작용 Ethereum 같은일부 blockchains 는 스마트계약 을실행하기위한플랫폼을제공합니다. 스마트계약은프로그래머블로직또는공공 blockchains 코딩및배포할수있는계약이다. 사용자또는단체는일부가스비용을지불하여이러한스마트계약과상호작용할수있습니다. 이스마트계약따라서 blockchain 에자동계약을실행할수있습니다. 만약 IoT 장치와스마트계약을결합하여사용사례는많은새로운가능성을엽니다. 예를들어, 만약 IoT 온도센서는반송되는신선한과일을포함하는상자에부착될수있다. 여잔센서는주기적으로스마트계약의온도독서를보낼것입니다. 만큼온도가특정임계값이하로, 아무런조치가없다. 그러나즉시이임계값을초과로, 스마트계약은제품을운반하는동안합의된온도를유지하는무능력에대한수송에의한보증금을처벌. 이과정은완전히자동화하고반군인간은없다. blockchain 에배포되는스마트계약이신뢰의문제가되지않습니다, 일부당사자는이과정을변조하려고하면, 같은이 blockchain 에변함캡처됩니다보장합니다. 12

13 왜현재 blockchain 솔루션되지는만약 IoT 에적합? Blockchains 은만약 IoT 생태계에도움이되는특성을제공하지만, 그것은모든 blockchain 은만약 IoT 에적합함을의미하지않는다. 아래의 IoT 현재 blockchain 솔루션의적용몇가지잠재적인문제입니다. 1. 확장성문제 이 blockchains 에서지원트랜잭션의수는매우작으로비트코인과에테리움같은현재인기 blockchain 플랫폼은만약 IoT 거래에적합하지않습니다. 센서수천개의기업, 예를들어공장의다른데이터지점을포착에사용될수의 IoT 장치는반면에, 트랜잭션의매우높은숫자가필요하다. 원장기술을분산사용하지만만약 IoT 디바이스를위해특별히설계된몇가지전문의 IoT 솔루션이있습니다. IOTA 예를들어, 분산원장및높은트랜잭션처리속도를가능하게 DAG 를사용합니다. 그러나 IOTA 의현재디자인때문에 IOTA 재단에의해운영코디네이터노드의사용의중앙집중화어느정도소개합니다. 2. 만약 IoT 노드는등, blockchain 를저장, 경량및채광을할수없습니다 A. 만약 IoT 장치는일반적으로작은센서장치이며등작업증명마이닝처럼무거운계산을수행구비하지. B. 만약 IoT 디바이스는완전한 blockchains 를저장하고독립적으로검증하기위한공간이없습니다. 예를들어, 비트코인과에테리움체인크기는현재 100GB 이상이다. 아니만약 IoT 디바이스는많은저장용량이없습니다. C. 만약 IoT 디바이스는동료들과모든시간을연결할수없습니다. 동료에대한그들의연결은연결및가동시간에따라달라집니다. 비록, 최신 blockchains 은새로운블록을얻을수및업데이트일정연결이필요합니다. 때문에상기제한, 대부분의 blockchains 오늘의 IoT 디바이스너무헤비급이다. 13

14 개요및 ThingsChain 의비전 ThingsChain: Blockchain 4.0 ThingsChain 는 blockchain 기술을기반의 IoT 디바이스를위한차세대플랫폼입니다. 그것은확장성및낮은트랜잭션처리속도의부족과같은현재 blockchains 직면한문제에대한해결책을제공하는다층구조를사용합니다. 어떻게 ThingsChain 문제를해결할수있습니까? ThingsChain 은만약 IoT 장치데이터를저장하는다층방식을사용한다. 주요계층은 Webchain 라고하며보조층 NestChains 라고합니다. 둥지서비스체인서비스와상호작용및높은처리량을했을층이다. 만변경상태에서매 10 분 NestChain 에업데이트됩니다. WebChains 은일시적인정보를저장하는동안따라서 NestChain 은진실의최종소스로서작용한다. WebChain 잠재적으로개인 blockchain 수및보조층사이의거래를중계하기위한 NestChain 에의존하는것이다. 보조계층은서로다른의 IoT 애플리케이션의다양한요구사항에적응하는유연성과확장성을제공합니다. 따라서, 이구조의 IoT 장치에서트랜잭션처리를위해필요한높은확장성을가능하게한다. 14

15 관련도메인에서작업일부프로젝트 1. IoTA - IoTA 가얽힌라는분산원장기술을통해만약 IoT 디바이스통신을가능하게에초점을맞추고있습니다. 그것은블록과광부같은개념의못된점에서독특하다. IOTA, 각트랜잭션은이전의두거래를승인해야합니다. 이메커니즘은따라서가난한확장성및낮은트랜잭션처리속도와같은 blockchain 기술과고유의문제를방지할수있습니다. 2. Iotex 는 - IoTeX 은만약 IoT 의개인정보보호중심과확장성신경계가될것을목표로하고있다. 이비트코인과에테리움같은전통적인 blockchains 직면한확장성문제에대응하기위해 blockchain 내 blockchain 의독특한아키텍처를사용합니다. 또한 blockchain 에저장된데이터의개인정보보호에중점을많이제공이가능하도록링서명기술을사용합니다. 3. Iotchain - Iotchain 또한서로상호작용의 IoT 디바이스를가능하게중국에서 blockchain 프로젝트입니다. 그들은 IOTA 유사 DAG 기술을사용합니다. 4. HDAC - HDAC 편리세계의수많은만약 IoT 디바이스의서비스를이용할수있는신뢰성이높은 blockchain 네트워크를만드는노력하고있습니다 blockchain 프로젝트입니다. 그들은특정 M2M 등의 IoT 필드 ( 기계시스템 ) 거래및장치인증에초점을맞춥니다. 그들은한국에서기반으로현대와제휴했다. 15

16 ThingsChain: 디자인및아키텍처개요 ThingsChain 의목표는거래를실제거래와유사있는신용이없는및분산시스템을만드는것입니다. ThingsChain 는트랜잭션의체인부가정보와링크될수있도록이중컨센서스알고리즘 blockchain 다층같은네트워크를설계함으로써이를달성한다. 전술한바와같이사용자, 개발자, 노드사업자, 단체, 기업, 암호화 - 교류, 협력업체및기타 blockchains & cryptos 는 ThingsChain 의개발에참여할수있습니다. 본논문에서는네트워크의구성요소와 ThingsChain 의전체생태계에서각참가자의역할을논의할것이다. 상술한바와같이, ThingsChain blockchain 은다층구조를가질것이다. 주요층 Webchain 호출됩니다및보조층은 Nestchain 호출됩니다. 매 10 분, 실제거래나중요한정보는둥지체인에저장됩니다 16

17 pbft (Practical Byzantine Fault Tolerance) pbft 는비잔틴결함을허용하도록설계되었습니다복제알고리즘이다. 비잔틴결함허용의목적은또는그러한계약이시스템의올바른작동을위해필요한곳에, 그들사이의합의에도달시스템의다른구성요소를방지증상이없는시스템구성요소의장애로부터보호할수있을것입니다. pbft 알고리즘은대기시간서브밀리증가초당수천개의요청을처리하는고성능비잔틴상태머신복제를제공한다 8. DAG (Directed Acyclic Graphs). 앞서설명한바와같이, blockchains 효과적으로구조같은연결리스트를가지고있다. blockchain 의블록리스트와같은다른후하나를추가해야합니다. 이구조의주요 blockchains 채택억제성및초당트랜잭션의낮은숫자의문제로이끈다. 비트코인과에테리움은모두이러한문제로고통. Blockchain 이고유한신체장애는분산데이터베이스를유지하는다른방법의탐구하게되었다. 방향성비순환그래프 (DAG) 는그러한하나의대안이다. 방향성비순환그래프는그래프의구현이며, 네트워크가 blockchain 의가장어려운몇가지제한을회피하기위해그것을사용할수있습니다. Fig 2. The Tangle in DAG: Each node represents a new transaction 9. 17

18 IOTA 은 DAG 를사용하여대부분의이야기에대한암호화폐입니다. DAG 를사용하면완전히분산된합의를유지하기위해광부및거래수수료의필요성을제거했습니다. 비트코인에서광부는 blockchain 의역사에기록할수있는기회를수학퍼즐을해결에서경쟁합니다. IOTA 에, 그러나, 모든사람이광부입니다 ; 모두가발행하고거래를확인하는모두에게책임이있다 10. 소개 Radiating Block Graphs 발산블록그래프 DAG 에유사하다. DAG 없이지시사이클유한관한그래프이다. 그것은또다른하나개의정점에서지시된각에지로, 유한한많은정점과가장자리로구성되어있습니다 11. DAG 를작동시키는핵심구조는복잡하게얽힌입니다. 엉킴트랜잭션보유유향그래프의특별한종류이다. 각트랜잭션은그래프의정점으로표현된다. 새로운트랜잭션이복잡하게얽힌에가입하면그래프에두개의새로운가장자리를추가, 승인이전의두트랜잭션을선택합니다 12. 발산블록그래프는여러노드와그들사이의직접연결과유사한개념에서작동합니다. DAG Radiating Blocks Graph Fig 3. Illustration of DAG and Radiating Blocks Graph 18

19 Multi-layer blockchain ThingsChain 는다층 blockchain 구조를가지고제안한다. 메인층 WebChain 호출되고제 2 층은 NestChain 이라한다. 이구조는저장용량, 초당처리보다거래확인서를높이고더많은보안을제공할것입니다. 2 층구조는또한노드가저장하는데필요한 blockchain 의크기를감소시킬것이다. 오직최종트랜잭션은 NestChain 인이차체인에저장된다. 일시적인트랜잭션은 WebChain 에저장되는트랜잭션들의세트가완료되면, blockchain 상태에해당트랜잭션의순효과는 NestChain 업데이트한다. 전원을해싱의농도와광부의공격전혀문제가없기때문에발산블록같은 DAG 의사용은시스템이더안전합니다. 엉킴을조인각각의새로운트랜잭션이다른두이전거래를승인하기때문에, 시스템의트랜잭션을확인하는데필요하지광부가없습니다. (8) : Byzantine Fault Tolerance, Wikipedia (9) : IoTA Whitepaper (10) : Introduction to DAG and cryptocurrencies (11) : Directed Acyclic Graphs - Wikipedia (12) : The Tangle - An Illustrated Introduction 19

20 WebChain 및 NestChain WebChain WebChain 은발산블록도표를사용 ThingsChain 의주요층이다. 현재 blockchain 기술에비해발산블록그래프의새로운개념은트랜잭션속도를증가시킬것이다. 그것은 IOT 산업의큰개선간주됩니다. WebChain 는합의메커니즘으로지분모델의위임증거를사용합니다. 노드는블록검증될사람에대한투표를하실수있습니다. 각노드가투표의양이네트워크에걸었한토큰의수에따라달라집니다. NestChain 이블록은슈퍼노드에의해제어되는아주새로운기술아이디어이다. Webchain 에서, 블록의수는높고그어떤특정순서를따라서필요한스토리지를따르지않는및중복데이터는엄청난수있습니다. 따라서 Nestchain 의주요목적은 10 분간격으로중요하고, 필요한데이터를필터링하고 WebChain 에저장하는것이다. 이기술을통해사용자데이터를보다안전하게될것입니다, 트랜잭션비율이증가할것이며, 51 % 의공격은피할수있습니다. NestChain 진실컨센서스기구증명서를사용한다. 그것은단지실제거래또는확인정보개의 supernode 에의해확인과 NestChain 에저장되어있는합의입니다. 서로다른목적을위해다른 NestChain 가있을수있습니다. 이러한서비스 Nestchains 로호출할것이다. 다른분야에대한별도의 NestChains 가있을수있습니다. 한예는정부이다. 민간의 ID 는 NestChains 에저장될수있지만, 정부는주요층 WebChain 에추가됩니다민간있는 ID 를제어할수있습니다. 정부기관에의해검증들만 ID 는 WebChain 메인층에저장될수있다. 유사서비스 NestChains 은의료, 부동산또는금융사용경우에배포할수있지만검증데이터는주요레이어에업데이트할수있다. 20

21 Cross Chain Communication 크로스체인통신이만약 IoT 디바이스를위해설계되었습니다특히다층네트워크에매우중요합니다. 그들은캡처하는데이터의모든시간을센서이기때문에만약 IoT 디바이스는매우높은속도로데이터를생성한다. 이것은모든초또는밀리초마다수있습니다. 또다른제 2 층에서의 IoT 장치와통신하는하나의제 2 층에서의 IoT 장치에대한요구가항상있다. 이 Nestchains 들이 WebChain 를통해다른 NestChains 으로데이터와트랜잭션을교환할수있도록설계되었습니다활성화합니다 13. 만약 IoT 디바이스는낮은계산및저장능력을가지고있기때문에, 자원을제한하지않도록그들사이의통신이경량을할것이필수적이다. 크로스체인통신은아담돌아가기에의해제안된사이드체인동격기술을사용하여달성될수있다. 다음과같이작동 : 사이드체인동전에부모체인동전을전송, 부모체인동전은사이드체인에소유의 SPV 증거에의해잠금을해제할수있습니다부모체인에대한특별출력으로전송됩니다. (13) : Enabling Blockchain Innovations with Pegged Sidechains 21

22 두개의체인을동기화하려면다음두가지대기기간이정의될필요가 : 1. 측쇄사이의전송의확정기간이측쇄에전송되기전에경화가상위체인에고정되어있어야하는기간이다. 이확인기간의목적은다음대기기간에서비스거부공격은더어려워진다충분한작업은생성할수있도록하는것입니다. 2. 사용자는대회기간동안대기해야합니다. 이것은새로전송동전은사이드체인에소요되지않을수있는기간입니다. 대회기간의목적은조직개편시이전에잠동전을전송하여이중지출을방지하는것입니다. 친체인에고정되지만, 경화자유롭게친체인추가상호작용없이측쇄내에전달될수있다. 그러나, 부모체인동전으로서의정체성을유지, 오직그것에서온같은체인에다시전송할수있습니다. 따라서, 측쇄페깅효과적으로우리는상술한방법과유사한교차 blockchain 통신을달성하는데사용될수있다. Fig 4. Communication between 2 NestChains 22

23 ThingsChain 네트워크 합의메커니즘은 blockchain 기반시스템의설계의중요한부분입니다. 그것은그들이네트워크의신뢰에기여하는역할을하는방법네트워크의노드가서로상호작용하는방법을정의합니다. 오늘 blockchains 에사용되는인기합의메커니즘중일부는작품의증명, 스테이크의증명, 그리고스테이크의위임증거입니다. NestChain 는컨센서스기구진리증명서를사용하면서 ThingsChain 네트워크에서 WebChain 경각 ( 장애인단체 ) 컨센서스기구의위임증서를사용한다. 우리는이러한합의메커니즘에대한간략한설명을제공아래. 23

24 Proof of Work (PoW) Proof of Work 합의메커니즘은새트랜잭션을확인하고 blockchain 에새로운블록을생산하는데사용됩니다. 광부는블록에포함되는트랜잭션과관련된암호화퍼즐을해결. 그들이올바른해결책을찾을수있다면, 그들은블록을 채굴 했다고하고, 이블록은다음 blockchain 의검증및포함을위한네트워크의다른노드로전송됩니다. Proof of Work 는따라서, 시빌공격 예방메커니즘역할을 blockchain 자신의블록이 blockchain 에추가할수있습니다전에암호화퍼즐을해결해야하는블록을추가하고싶은사람등. 이컨센서스메커니즘에기초 Blockchains 등비트코인, 라이트코인이다. Proof of Stake (PoS) Proof of Stake 시스템은트랜잭션을검증하고합의를달성동일한목적을가지고, 그러나과정은 Proof of Work 시스템에비해상당히다르다. Proof of Work 로, 대신, 새로운블록의창조자가자신의지분에따라결정론적방법으로선택에는수학퍼즐이없습니다. 지분은하나가지고얼마나많은동전 / 토큰입니다. 한사람이지분 10 개동전했고, 다른사람이 50 개동전을걸었예를들어, 50 개동전을걸고있는사람은다음블록검사기로선정될 5 배더가능성이있을것입니다 14. 등캐스퍼 ( 에테리움의포스프로토콜 ), TON ( 전보개방형네트워크 ) 을, 스테이크합의메커니즘증명을기반으로합니다. Delegated Proof of Stake (DPoS) Delegated Proof of Stake 이름에서알수있듯이것은 POS 합의메커니즘의변형이다. 유일한차이점은 DPOS 시스템에서사용자의투표가 증인 ( 그들은거래를검증하기위해신뢰다른사용자 ), 그리고 ( 가장많은표를수집한 ) 증인의상위계층을선택트랜잭션을검증할수있는권리를획득하는것입니다. 사용자는심지어그들이자신을대신증인투표를신뢰하는다른사용자에게자신의의결권을위임할수있습니다. 투표는각유권자의지분의크기에따라가중된다. 사용자는증인의최고층을입력할수있는큰지분을가질필요가없다. 오히려큰지분을가진사용자의투표가상대적으로작은지분증인의상위계층으로상승하고있는사용자발생할수있습니다 15. (14) : Consensus Mechanism - PoW vs PoS (15) : What is Delegated Proof of Stake 24

25 Proof of Truth ThingsChain 은정확한데이터가 NestChain 에저장되도록하는 Proof of Truth 컨센서스메커니즘을사용한다. 그것은슈퍼노드에의해확인유일한트랜잭션이나정보가 Nestchain 에저장될수있도록합의메커니즘입니다. ThingsChain 네트워크는노드의세유형으로구성 : 1. Full Node - 이노드는 WebChain 의일부입니다. Full node 는 WebChain 네트워크에참여하고다른 Full node 와연결되어있는컴퓨터입니다. Full node 방송은 NestChain 층의정확성및무결성을확인합니다. 또한네트워크에추가서비스를제공하고네트워크가제대로실행되고있는지확인할수있습니다. 이것은높은처리량거래의대부분은상태의변화가 NestChain 업데이트됩니다매 10 분번만 WebChain 자체에서처리되도록합니다. 거래는 Full nodes 로전송대표단에전달됩니다. 델리게이트다른 Full nodes( 투표자 ) 에의해선정된 Full node 다음블록에대한검증될것이다. 유권자는 TIC (ThingsChain 토큰 ) 이표를얻기위해지분 Full nodes 있습니다. 대리인에게투표하려면 Full node 무게로계산됩니다투표트랜잭션및총투표라는트랜잭션을만들어야합니다유권자의현재스테이킹균형이다. Full nodes 는컴퓨터에서실행할수있습니다그리고그들은 Thingschain 네트워크의지속가능성에중요한역할을한다. 지분 TIC 에 Full nodes 을촉진하고투표과정에참여하려면, Thingschain 는대의원과유권자의블록보상시스템을가지고있다. Thingschain 블록생성기를블록단위 TIC 일정량보상. 2. Super Node - 이노드는홈페이지 NestChain 의일부입니다. 개의 supernode 의주요목적은 ThingsChain 풍부한정보에서거래를하는것입니다. ThingsChain 에서 NestChain 층개의 supernode 에의해실행됩니다. 개의 supernode 트랜잭션을포함 NestChain 블록을승인하고 ThingsChain 네트워크를통해다른개의 supernode 및 FullNodes 에 NestChain 트랜잭션을전파합니다. 슈퍼노드예금지분은네트워크에노력을지원하기로토큰많은양의. ThingsChain 네트워크에참여개의 supernode 을장려하기위해, 네트워크는연결정보를처리하기위해사용자에의해주어진수수료를보상한다. 이것은네트워크의지분으로토큰의많은양의증착개의 supernode 에대한이자수입역할을합니다. 25

26 3. Service Node - 이노드는정부서비스등 Servicenodes 체인, 의료서비스체인, 부동산서비스체인, 특정사용케이스를위해개발된서비스 NestChains 를구성하는등의서비스 NestChains 의일부입니다. servicenodes 에서거래된모든데이터는상태만신뢰할수있는검증변화는 NestChain 에업데이트됩니다의 NestChain 업데이트할필요는없다. ThingsChain 는 FullNode 와슈퍼노드계층에서가아니라 servicenode 층에분산되어있다. ServiceNodes 이운영하는특정서비스가 NestChain 후중단된경우네트워크는서비스를제공하기위해실패합니다. 특정정부기관이플랫폼에서꺼내서경우에도모델이실제시나리오는, 그정부기관에대한데이터는공통플랫폼에서사용할수없습니다. 고급 ServiceNodes 는 Nestchain 의확인, 즉시지불시스템또는개인지불시스템과같은서비스를제공합니다. ServiceNodes 는네트워크신뢰해야합니다. 신원및권한을증명하는과정을완료한후, ServiceNodes 신뢰할수있는노드가네트워크에자신의서비스를제공시작할수있습니다. ServiceNodes 는네트워크의합의를유지하기위해 Proof of Truth 메커니즘다음과함께작동합니다. ServiceNodes 는정부, 병원, 대학, 은행및기업에의해운영될수있다. Thingschain 네트워크서비스는특정 ServiceNodes 에서제공하는그들은분산되지않습니다. 예를들어, 단지중국정부는중국어여권에확인서비스를제공할수있습니다. Thingschain 는웹체인과둥지체인이아닌별도의서비스에대한분산하도록설계되었습니다. FullNode, 대리인또는슈퍼노드가네트워크에서얻을때마다, Thingschain 는여전히다른노드에의해실행됩니다. ServiceNodes 네트워크에서얻는경우해당 ServiceNodes 제공하는서비스가일시중단됩니다. 즉, 현실세계의현실과 ThingsChain 의디자인은휴식하지, 네트워크에그것을가지고하는것입니다. 26

27 도. 5, 10 분마다에도시된바와같이, 실제거래또는중요한정보 Nestchain 에저장될것이다. 일시적인트랜잭션이 NestChain 에저장되지않습니다이유입니다. 오직필요한정보등 KYC ( 고객파악 ) 정부서비스, 의료건강기록에대한환자의정보와같은각산업의목적에따라선택됩니다 Webchain Nestchain Fig 5. Interaction of WebChain and NestChain 27

28 Security 지방분권에의한보안 정보를도용하는공격할수있는모든데이터와트랜잭션이저장되어있는중앙집중식서버가없기때문에분산네트워크는훨씬더안전합니다. 이클라이언트측의위험이있거나클라우드서비스는사용자데이터가도난원인이해킹. 지방분권과함께, ThingsChain 는향상된보안및성능을위한최신기술의일부를사용하고있습니다. 그들중몇몇은아래에언급되어있다. 타원곡선암호 ECC (Elliptic Curve Cryptography) 는 ThingsChain 공개키암호화에사용된다. ECC 는 RSA 와비교동일한보안수준을제공합니다. ECC 의몇가지장점은훨씬짧은피연산자의크기보다효율적인구현을가지고있습니다. 수년에걸쳐, 그것의 IoT 시스템과암호화폐네트워크를새로운보안및개인정보를보호하기위한사실상의표준이되었습니다 16. (16) : Elliptic Curve Cryptography, IoT Security and Cryptocurrencies 28

29 Multi-signature accounts ThingsChain 멀티서명계정을지원합니다. 다중서명계정거래에서명하기위해여러서명을필요로하는계정입니다. 사용자는특정계정운영을위해필요합니다서명자를지정할수있습니다. 이계정운영자가불량가는시나리오에대해보호이것은더나은보안을제공합니다. 정부기관에의해 blockchain 에데이터를푸시하는데사용되는계정이있는가정하자. 한사람이계정에대한접근권한이있는경우, 그위험이불량가는잠재적으로잘못된데이터를입력있다. 이러한상황은여러사람의지금의동의가해당계정을운영하는데필요한같은다중서명계정을사용하여방지할수있다. Blockchain 에암호화된형태로데이터를저장 ThingsChain 의 blockchain 의데이터는기본적으로암호화된형태로저장됩니다. 이것은단지의 IoT 디바이스에의해 blockchain 에저장된데이터를읽는공격자를방지할수있습니다. 공공 blockchain 에저장된데이터는누구나액세스할수있습니다. 따라서, 개인정보를보호하고비밀 ThingsChain 저장에게암호화된형태의모든중요한데이터를제공합니다. 29

개요 ThingsChain 확장성, 낮은트랜잭션처리량및상호운용성의현재문제를해결만약 IoT 애플리케이션을위한차세대 blockchain 기반의플랫폼을구축하기위한시도이다. 우리는필요에따라다른레이어가서로통신할수있는다층 blockchain 기반프로토콜을설계했다.

30 개요 ThingsChain 확장성, 낮은트랜잭션처리량및상호운용성의현재문제를해결만약 IoT 애플리케이션을위한차세대 blockchain 기반의플랫폼을구축하기위한시도이다. 우리는필요에따라다른레이어가서로통신할수있는다층 blockchain 기반프로토콜을설계했다. 다른층들은이설계만가장중요한트랜잭션이주사슬에업데이트되는트랜잭션을처리합니다. 우리는또한만약 IoT 데이터가안전하게 blockchain 에저장될수있도록고급보안프로토콜을사용합니다. 우리의비전은만약 IoT 디바이스는저장된데이터의보안에대한우려없이상호운용및신용이없는방식으로서로상호작용을할수있는미래를활성화하는것입니다.

Blockchain for the Internet of Things 2

WHITEPAPER Blockchain for the Internet of Things 2 함유량 개요... 4 1. 소개... 5 Blockchain... 9 Blockchain이 IoT 응용프로그램에적용되는것과관련하여중요한주제... 11 왜오늘날 blockchain 은 IoT에적합하지않는가?... 13 2. ThingsChain의비전... 14 어떻게 ThingsChain은현재의문제들을해결할수있는가?...