[논문 리뷰] A blockchain-based pattern for confidential and pseudo-anonymous contract enforcement

Nicolas Six, Claudia Negri-Ribalta외 2명|arXiv (Cornell University)|2021. 01. 22.

Blockchain Technology Applications and Security참고 문헌 19인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 민감한 비즈니스 로직과 데이터를 오프체인에 저장하면서도 해시와 서명을 통해 블록체인 상의 감사 트레일을 고정시켜 법적 계약 조건의 기밀성과 의사명의 법적 이행을 가능하게 하는 블록체인 기반 패턴을 제안한다. 이 접근법은 오프체인의 법적 계약, 블록체인 상의 스마트 컨트랙트, 그리고 비즈니스 프로세스 엔진 간의 유대를 통해 데이터 기밀성, 참가자 의사명의성, 법적 이행 가능성을 확보하며, 실세계의 냉장 화물 운송 사례를 통해 검증되었다.

ABSTRACT

Blockchain has been praised for its capacity to hold data in a decentralized and tamper-proof way. It also supports the execution of code through blockchain's smart contracts, adding automation of actions to the network with high trustability. However, as smart contracts are visible by anybody on the network, the business data and logic may be at risk, thus companies could be reluctant to use such technology. This paper aims to propose a pattern that allows the execution of automatable legal contract clauses, where its execution states are stored in an on-chain smart-contract and the logic needed to enforce it wraps it off-chain. An engine completes this pattern by running a business process that corresponds to the legal contract. We then propose a pattern-based solution based on a real-life use case: transportation of refrigerated goods. We argue that this pattern guarantees companies pseudonymity and data confidentiality while ensuring that an audit trail can be reconstituted through the blockchain smart-contract to identify misbehavior or errors. This paper paves the way for a future possible implementation of the solution described, as well as its evaluation.

연구 동기 및 목표

• 데이터 기밀성과 개인정보 보호 우려로 인해 기업들이 블록체인을 법적 계약에 도입하는 데 관성하는 문제를 해결하기 위해.
• 민감한 비즈니스 로직이나 데이터를 블록체인에 노출하지 않고도 안전하고 준수 가능한 계약 조건 이행을 가능하게 하기 위해.
• 핵심 이벤트와 해시의 손상 방지 가능한 블록체인 기록을 통해 계약 이행의 법적 이행 가능성과 감사 가능성을 보장하기 위해.
• 비즈니스 프로세스 실행의 검증 가능한 추적 가능성을 유지하면서도 참가자의 의사명의성을 유지하기 위해.
• 기밀성을 유지하면서도 블록체인 기술과 법적 계약을 통합할 수 있는 재사용 가능한 아키텍처 패턴을 제공하기 위해.

제안 방법

• 민감한 데이터를 공개적으로 노출시키지 않기 위해 오프체인 스마트 법적 계약(SLC)과 블록체인 상의 스마트 컨트랙트(BSC)를 유대하는 패턴을 적용한다.
• 비즈니스 프로세스 실행은 오프체인 엔진이 관리하며, 법적 계약 로직을 이행하면서도 블록체인에는 암호화된 해시나 서명만 저장한다.
• 감사 트레일은 블록체인 상의 BSC 상태 변화와 오프체인 데이터를 결합하여 재구성되며, 계약 이행의 검증 가능한 추적 가능성을 보장한다.
• 참가자 신원을 블록체인에 직접 노출하지 않음으로써 의사명의성을 유지하며, 고량의 인스턴스나 비공개 블록체인을 통해 유추 공격 위험을 감소시키는 전략을 수립한다.
• 재인식 위험을 줄이기 위해 비공개 블록체인 또는 고량의 인스턴스를 사용한다.
• 오라클과 중재자들은 악성 행동이 데이터 무결성을 해칠 수 있으므로 신뢰할 수 있거나 정책에 의해 규제된 것으로 가정한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 민감한 비즈니스 데이터와 로직의 기밀성을 유지하면서도 블록체인 상에서 법적 계약 조건을 이행할 수 있는가?
• RQ2 블록체인 기반 계약 이행 시스템에서 참가자의 의사명의성을 어떻게 유지할 수 있는가?
• RQ3 어떻게 블록체인 및 오프체인 데이터 소스를 결합하여 검증 가능한 감사 트레일을 재구성할 수 있는가? 이는 분쟁 해결을 지원한다.
• RQ4 법적 계약, 스마트 컨트랙트, 비즈니스 프로세스를 유대하여 준수성과 신뢰성을 확보할 수 있는 아키텍처 패턴은 무엇인가?
• RQ5 오라클 조작이나 블록체인 유추 공격으로 인해 발생할 수 있는 데이터 기밀성 및 시스템 무결성 위협은 무엇이며, 이를 어떻게 완화할 수 있는가?

주요 결과

• 제안된 온/오프체인 스마트 컨트랙트 유대 패턴은 민감한 비즈니스 데이터와 로직을 공개 블록체인의 시야에서 분리함으로써 기밀성을 유지하는 데 성공했다.
• 참가자 신원을 직접 노출하지 않음으로써 의사명의성이 유지되며, 고량의 인스턴스나 비공개 블록체인을 통해 유추 공격 위험을 감소시키는 전략이 효과를 보였다.
• 블록체인 상의 해시와 서명 저장을 통해 손상 방지 가능한 감사 트레일을 확보할 수 있었으며, 오프체인 데이터를 활용해 재구성 가능하여 법적 분쟁 해결을 지원했다.
• 핵심 실행 상태를 블록체인에 고정함으로써 계약 조건의 법적 이행 가능성을 보장하면서도 오프체인 법적 로직의 표현력을 유지했다.
• 정책 실행 및 적절한 경우 비공개 블록체인 사용을 통해 악성 오라클 및 중재자의 위험을 완화했다.
• 이 패턴의 구현은 현재 진행 중이며 GitHub에 공개되어 있어 실세계 적용 가능성을 입증했다.