[논문 리뷰] ABC: Asynchronous Blockchain without Consensus.

Jakub Śliwiński, Roger Wattenhofer|arXiv (Cornell University)|2019. 09. 24.

Blockchain Technology Applications and Security인용 수 12

한 줄 요약

ABC는 합의가 필요 없이 작동하는 허가 없는 결정론적 블록체인 아키텍처를 소개한다. 이는 작업증명에 의존하지 않고도 최종성과 이성성에 대한 저항력을 확보한다. 합의를 블록체인 운영에서 분리함으로써 ABC는 비트코인과 같은 효율적이고 안전한 암호화폐를 가능하게 하지만, 개방형 스마트 컨트랙트 지원을 포기한다.

ABSTRACT

There is a preconception that a blockchain needs consensus. But consensus is a powerful distributed property with a remarkably high price tag. So one may wonder whether consensus is at all needed. We introduce a new blockchain architecture called ABC that functions despite not establishing consensus, and comes with an array of advantages: ABC is permissionless, deterministic, and resilient to complete asynchrony. ABC features finality and does not rely on costly proof-of-work. Without establishing consensus, ABC cannot support certain applications, in particular smart contracts that are open for interaction with unknown agents. However, our system is an advantageous solution for many important use cases, such as cryptocurrencies like Bitcoin.

연구 동기 및 목표

• 블록체인 시스템에서 합의가 필수적이라는 가정을 도전하기 위해.
• 합의 메커니즘을 요구하지 않으면서도 보안성과 최종성을 유지하는 블록체인 아키텍처를 설계하기 위해.
• 저비용으로 허가 없는 결정론적 이성성 저항성 블록체인을 가능하게 하기 위해.
• 암호화폐와 같은 용도에 대해 작업증명 및 합의 기반 블록체인의 실질적인 대안을 제공하기 위해.

제안 방법

• ABC는 블록체인의 데이터 구조와 합의를 분리하여, 노드 간의 합의 없이도 블록을 추가할 수 있도록 한다.
• 블록 생성에 결정론적이고 리더 없는 접근 방식을 사용하여 노드 간 일관된 상태 전이를 보장한다.
• 암호학적 기여도와 가장 긴 체인 중 유효한 증명을 가진 체인을 우선시하는 체인 선택 규칙을 통해 최종성을 달성한다.
• 시간에 의존하는 가정이 아닌 암호학적 보장을 통해 이성성에 대한 저항성을 확보한다.
• 모든 참가자가 사전 승인 없이도 블록 기여가 가능한 허가 없는 참가자 입국 메커니즘을 사용한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 합의 없이도 최종성과 보안성을 확보할 수 있는가?
• RQ2 작업증명 없이도 완전한 이성성 환경에서 작동하는 허가 없는 블록체인이 구현 가능한가?
• RQ3 블록체인 설계에서 합의를 제거할 경우의 교환 조건은 무엇인가?
• RQ4 합의 없는 블록체인 아키텍처가 지원할 수 있는 응용 분야는 무엇인가?

주요 결과

• ABC는 합의나 작업증명에 의존하지 않고 암호학적 기여도와 체인 선택 규칙을 통해 최종성과 결정론성을 달성한다.
• 시스템은 완전한 이성성에 저항하며, 메시지 지연이 유한하지 않더라도 일관성을 유지한다.
• ABC는 허가 없는 참가를 지원하여 신뢰할 수 있는 검증자가 필요 없이도 개방된 참여를 가능하게 한다.
• 합의가 없기 때문에 미지의 에이전트와의 상호작용이 필요한 스마트 컨트랙트에는 아키텍처가 부적합하다.