[논문 리뷰] AStERISK: Auction-based Shared Economy ResolutIon System for blocKchain

Alberto Sonnino, Michał Król외 2명|arXiv (Cornell University)|2019. 01. 23.

Blockchain Technology Applications and Security참고 문헌 28인용 수 12

한 줄 요약

AStERISK는 블록체인 기반의 경매 시스템으로, 분산된 공유 경제 생태계를 위한 것으로, 탈중앙화된 익명 자격 증명과 제로지식 증명을 사용하여 입찰가 및 입찰자 신원의 기밀성을 보장하는 밀봉입찰 경매를 가능하게 한다. 이 시스템은 Filecoin과 같은 시스템에서 최적의 가격 발견과 작업자-고객 할당을 자동화하며, 신뢰할 수 있는 제3자에 의존하지 않으면서 스마트 컨트랙트를 통해 보안성과 공정성을 확보한다.

ABSTRACT

Recent developments in blockchains and edge computing allows to deploy decentralized shared economy with utility tokens, where altcoins secure and reward useful work. However, the majority of the systems being developed, does not provide mechanisms to pair workers and clients, or rely on manual and insecure resolution. AStERISK bridges this gap allowing to perform sealed-bid auctions on blockchains, automatically determine the most optimal price for services, and assign clients to the most suitable workers. AStERISK allows workers to specify a minimal price for their work, and hide submitted bids as well the identity of the bidders without relying on any centralized party at any point. We provide a smart contract implementation of AStERISK and show how to deploy it within the Filecoin network, and perform an initial benchmark on Chainspace.

연구 동기 및 목표

• 분산된 공유 경제 플랫폼에서 가격 설정과 작업자 할당을 위한 자동화되고 안전한 메커니즘이 부족한 문제를 해결하기 위해.
• 블록체인에서 입찰가와 입찰자 신원이 기밀 유지되는 밀봉입찰 경매를 가능하게 하기 위해.
• 중앙집중화된 기관에 의존하지 않고, 탈중앙화된 임계값 기반 자격 증명 시스템을 사용하여 자격 증명 발급을 대체하기 위해.
• Filecoin과 같은 기존의 블록체인 기반 공유 경제 시스템과 원활하게 통합하기 위해.
• 제로지식 증명과 스마트 컨트랙트를 활용하여 입찰 결과의 공정성과 검증 가능성을 보장하기 위해.

제안 방법

• 작업자들이 최소 수락 가격을 포함한 밀봉입찰을 제출하며, 신원 대신 익명 자격 증명에 연결된 암호화된 형태로 제출한다.
• 탈중앙화된 기관 집단이 부분 자격 증명을 발급하며, 사용자가 로컬에서 이들을 조합하여 전체 익명 자격 증명을 생성하지만 신원을 드러내지 않는다.
• 시스템은 입찰의 유효성을 입찰가 값이나 신원을 폭 드러내지 않은 채로 검증하기 위해 제로지식 증명의 지식을 사용한다.
• 블록체인 상의 스마트 컨트랙트가 입찰의 수명 주기(기각, 평가, 최종 정산)를 관리한다.
• 최종 입찰 결과는 구속력이 있으며 블록체인에 기록되어, 유효한 작업 증명을 제출한 작업자들이 보상을 청구할 수 있도록 한다.
• 시스템은 Filecoin 네트워크와 Chainspace에 구현 및 벤치마킹되어 실현 가능성과 성능을 입증하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 밀봉입찰 경매를 블록체인에서 안전하게 구현하면서도 입찰가 및 입찰자 신원 기밀성을 유지할 수 있는가?
• RQ2 탈중앙화된 자격 증명 시스템이 익명 입찰에서 중앙집중화된 기관을 대체할 수 있으며, 보안성을 해치지 않는가?
• RQ3 신뢰할 수 없는 환경에서 스마트 컨트랙트가 최적의 가격 기반으로 고객을 작업자에게 자동으로 할당할 수 있는가?
• RQ4 Filecoin과 Chainspace와 같은 실제 블록체인 플랫폼에 이러한 시스템을 구현할 경우 성능 및 확장성의 상충 관계는 어떠한가?
• RQ5 자격 증명 기관 간의 공모를 방지하면서도 기밀성과 정확성을 유지할 수 있는가?

주요 결과

• AStERISK는 탈중앙화된 익명 자격 증명과 제로지식 증명을 사용하여 블록체인에서 기밀 보장, 자동화된 밀봉입찰 경매를 성공적으로 구현하였다.
• 임계값을 초과하지 않는 한, 일부 자격 증명 기관이 유출되더라도 입찰가나 신원 정보 泄露를 방지할 수 있다.
• Filecoin 네트워크에 스마트 컨트랙트가 구현되어 실제 공유 경제 플랫폼과의 호환성을 입증하였다.
• Chainspace에서의 벤치마킹 결과, 소규모 경매에 대해 실현 가능한 성능을 보였지만, 모든 입찰가를 블록체인에 저장하는 것은 확장성에 제약을 가한다.
• 구속력 있는 블록체인 정산과 검증 가능한 증명을 통해 부정확한 할당 및 보상 미지급 위험을 완화하였다.
• AStERISK는 기반 블록체인의 확장성 한계를 그대로 물려받으며, 대규모 구현을 위해서는 상태 채널이 필요할 수 있다.