[논문 리뷰] An experiment in distributed Internet address management using blockchains

Stefano Angieri, Alberto García-Martínez외 4명|arXiv (Cornell University)|2018. 07. 27.

Internet Traffic Analysis and Secure E-voting인용 수 12

한 줄 요약

이 논문은 이더리움 기반의 분산형 자율조직(InBlock)을 제안하며, IPv6 주소 할당을 관리하기 위한 블록체인 기반 시스템을 제공한다. 암호화폐 수수료를 통해 주소를 과도하게 확보하거나 낭비하는 것을 방지하고 공정성을 확보한다. 이 시스템은 중앙집중적 통제 없이 신뢰할 수 없고 검열에 강한 할당 방식을 제공하며, 기존 RIR 기반 거버넌스의 국경을 초월하는 문제를 해결하는 데에 중립적인 대안을 제공하지만, 추적 가능성과 집행 능력에 상당한 희생을 감수한다.

ABSTRACT

The current system to manage the global pool of IP addresses is centralized in five transnational organizations, the Regional Internet Registries (RIRs). Each of these RIRs manage the address pool for a large number of countries. Because the RIRs are private organizations, they are subject to the legal framework of the country where they are based. This configuration results in a jurisdictional overflow from the legal framework of the countries where the RIR is based to all the countries that the RIRs are serving (the countries served by the RIRs de facto become subjects of the legal system of the country where the RIR is hosted). The situation is aggravated by the deployment of new security techniques such as the RPKI and BGPsec, that enable enforcement of allocations by the RIRs. In this paper we present InBlock, a blockchain-based distributed governance body aimed to provide de-centralized management of IP addresses. InBlock also aims to fulfil the same objectives as the current IP address allocation system, namely, uniqueness, fairness, conservation, aggregation, registration and minimized overhead. InBlock is implemented as a Decentralized Autonomous Organization, i.e., as a set of blockchain's smart contracts in Ethereum. Any entity may request an allocation of addresses to the InBlock registry by solely performing a (crypto)currency transfer to the InBlock. The fee required, along with the annual renewal fee, serves as a mechanism to deter stockpiling and other wasteful practices. As with any novel technology, there are many open questions about the usage of blockchains to build an IP address registry. For this reason, we believe that practical experimentation is required in order to have hands-on experiences about such a system. We propose to conduct an experiment on distributed address management using InBlock as a starting point to inform future directions in this area.

연구 동기 및 목표

• 현재 IP 주소 거버넌스에서 RIR의 법적 프레임워크가 전 세계적으로 영향을 미치는 국경 초월 문제를 해결한다.
• 블록체인 기술을 활용해 IP 주소 할당에 대한 중앙집중적 통제를 분산시키고 지리적 제약이 있는 기관에 대한 의존도를 줄일 수 있는지 탐색한다.
• 중심화된 집행 권한을 제거하면서도 유일성, 공정성, 자원 절약 등의 핵심 원칙을 유지하는 시스템을 설계한다.
• 실세계 조건에서 블록체인 기반 인터넷 자원 관리의 실용적 실험 프레임워크를 제공한다.
• 추적 가능성, 검열 저항성, 프라이버시 간의 상충 관계를 평가함으로써 향후 분산형 인터넷 거버넌스 모델과 블록체인 규제의 방향성을 안내한다.

제안 방법

• 이더리움 스마트 계약을 활용해 InBlock를 분산형 자율조직(DAO)으로 구현하여 IPv6 주소 레지스트리 기능을 관리한다.
• 암호화폐 이체를 요구하는 수수료 기반 메커니즘을 도입하여 주소 할당을 수행하며, 수수료가 과도한 확보와 낭비를 방지하는 인센티브 역할을 한다.
• 블록체인 합의 기반으로 중앙 기관 없이도 할당의 전 세계적 유일성과 불변성을 보장한다.
• 위임 과정에 참여하는 자율 시스템(AS) 번호의 수를 제한하여 복잡성을 줄이고 확장성을 향상시킨다.
• 허가되지 않은 접근을 허용하여 신원 확인 없이도 할당 요청이 가능하도록 설계함으로써 검열 저항성을 강화한다.
• 신뢰할 수 있는 InBlock 레지스트리 기관을 포함하는 향후 허가된 변형을 제안하여 추적 가능성을 향상시키면서도 분산화의 이점을 유지한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 InBlock와 같은 블록체인 기반 시스템이 중앙집중적 RIR을 대체하여 IPv6 주소 할당을 효과적으로 관리할 수 있는가? 이 과정에서 유일성이나 공정성은 손상되지 않는가?
• RQ2 분산형 시스템에서 수수료 기반 메커니즘이 현재 RIR의 할당 방식과 비교해 주소 과도 확보 및 오용을 방지하는 데 얼마나 효과적인가?
• RQ3 블록체인을 통한 분산화가 현재 RIR 모델에 내재된 국경 초월 문제를 어느 정도 해결하는가?
• RQ4 분산형 IP 주소 레지스트리에서 검열 저항성과 추적 가능성 간의 상충 관계는 얼마나 크며, 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 InBlock와 같은 시스템을 실용적으로 실험함으로써 분산형 인터넷 거버넌스의 진화와 향후 블록체인 규제에 어떤 영향을 미칠 수 있는가?

주요 결과

• InBlock는 이더리움 스마트 계약을 활용해 분산형이고 신뢰할 수 없는 IPv6 주소 할당 메커니즘을 성공적으로 구현함으로써 기술적 타당성을 입증했다.
• 수수료 기반 할당 모델은 과도한 확보와 낭비를 효과적으로 저지하며, 현재 IP 관리 체계의 자원 절약 목표와 부합한다.
• 시스템은 할당을 취소하거나 액세스를 차단할 수 있는 단일 기관이 없기 때문에 강력한 검열 저항성과 프라이버시를 확보한다.
• 그러나 내장된 신원 확인 기능이 없기 때문에 자원 보유자를 자발적인 공개 없이 추적할 수 없어 집행 및 책임 소재 확보에 한계가 있다.
• 현재 설계는 분산화와 정치적 간섭에 대한 저항성 확보를 위해 추적 가능성과 집행 능력을 희생시키고 있다.
• 신뢰할 수 있는 레지스트리 기관을 포함하는 제안된 허가된 변형은 일부 추적 가능성을 복원할 수 있으며, 동시에 기존 RIR 모델 대비 계층적 통제를 줄일 수 있다.