[논문 리뷰] ERC-20R and ERC-721R: Reversible Transactions on Ethereum

Kaili Wang, Qinchen Wang외 1명|arXiv (Cornell University)|2022. 07. 31.

Blockchain Technology Applications and Security인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 이더리움의 ERC-20 및 ERC-721 토큰 표준을 확장한 복구 가능한 확장 표준 ERC-20R과 ERC-721R을 제안한다. 이 표준들은 분쟁 기간 동안 탈취되거나 실수로 전송된 자산을 복구할 수 있도록 탈중앙화된 거버넌스 메커니즘을 통해 거래를 뒤로 돌릴 수 있도록 한다. 이 시스템은 다단계 과정을 거쳐 판사들이 참여하는 방식으로 피해자가 도난당하거나 잘못 전송된 자산을 동결하고 복구할 수 있도록 하며, 역순서 의무 알고리즘을 통해 과도한 의무 부과나 이중 동결을 방지하는 형식적 보장을 제공한다.

ABSTRACT

Blockchains are meant to be persistent: posted transactions are immutable and cannot be changed. When a theft takes place, there are limited options for reversing the disputed transaction, and this has led to significant losses in the blockchain ecosystem. In this paper we propose reversible versions of ERC-20 and ERC-721, the most widely used token standards. With these new standards, a transaction is eligible for reversal for a short period of time after it has been posted on chain. After the dispute period has elapsed, the transaction can no longer be reversed. Within the short dispute period, a sender can request to reverse a transaction by convincing a decentralized set of judges to first freeze the disputed assets, and then later convincing them to reverse the transaction. Supporting reversibility in the context of ERC-20 and ERC-721 raises many interesting technical challenges. This paper explores these challenges and proposes a design for our ERC-20R and ERC-721R standards, the reversible versions of ERC-20 and ERC-721. We also provide a prototype implementation. Our goal is to initiate a deeper conversation about reversibility in the hope of reducing some of the losses in the blockchain ecosystem.

연구 동기 및 목표

• 블록체인 거래의 불가역성으로 인한 도난 및 사용자 실수로 인한 막대한 손실을 해결하기 위해.
• 기존 ERC-20 및 ERC-721 표준과의 호환성을 유지하면서도 뒤로 돌릴 수 있는 거래 메커니즘을 설계하기 위해.
• 동결된 자산이 과도하게 할당되거나 이중으로 동결되지 않도록 형식화된 의무 회계를 통해 보장하기 위해.
• 시간 제한이 있는 탈중앙화된 분쟁 해결 절차를 통해 도난당하거나 잘못 전송된 토큰과 NFT를 복구할 수 있도록 하기 위해.
• 악성 또는 실수로 인한 이전 전송으로 인한 경제적 손실을 방지할 수 있는 형식적 기반을 제공하기 위해.

제안 방법

• 세 단계로 구성된 복구 워크플로우: (1) 증거와 스테이크를 함께 제출하여 자산을 동결 요청, (2) 탈중앙화된 판사들이 블록체인 상에서 자산을 동결하기 위해 투표, (3) 판사들이 복구 또는 기각을 결정.
• 거래를 역순서로 처리하여 후행 주소의 과도한 의무 부과를 방지하는 새로운 의무 회계 알고리즘.
• 형식적 증명을 통해 거래 $ t:a\to b $ 에서 수신자 $ b $ 에 전달된 의무 $ \text{ob}(b,t) $ 가 $ a $ 가 이전에 지닌 의무의 총합 $ \text{obsum}(a,t) $ 를 초과하지 않음을 보장함으로써 과도할당을 방지.
• 이월 전송을 추적하기 위한 데이터 구조인 _spendings 를 사용하며, 동결 시 감소시켜 이중 동결을 방지하고, 복구 복구를 위해 _claims 에 추가함.
• ERC-20R 및 ERC-721R 컨tracts에 동결 및 복구 기능을 통합하며, 도난이 확인된 경우 NFT는 원래 소유자에게 복귀됨.
• 판사들의 결정을 조율하고 토큰 컨트랙트에 대한 동결 및 복구 조치를 시행하기 위해 거버넌스 컨트랙트를 사용함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 기존 ERC-20 및 ERC-721 토큰 표준에 안전하고 효율적으로 복구 가능한 거래를 통합할 수 있는 방법은 무엇인가?
• RQ2 여러 요청에 걸쳐 동결된 자산이 과도하게 할당되거나 이중으로 동결되지 않도록 보장하는 메커니즘은 무엇인가?
• RQ3 중앙 기관 없이도 공정하고 일관된 방식으로 복구 요청을 결정할 수 있는 탈중앙화된 판사 집단의 운영 방식은 무엇인가?
• RQ4 잘못되거나 악성으로 인한 복구 결정으로 인한 경제적 손실을 방지하기 위해 어떤 형식적 보장을 제공할 수 있는가?
• RQ5 복구 과정 중에 자금 혼합 또는 다단계 전송과 같은 복잡한 자금 분배 패턴을 어떻게 처리할 수 있는가?

주요 결과

• 의무 회계 알고리즘은 거래가 처리된 후 해당 주소로 전달된 자금에 대해 수신자가 책임을 지지 않도록 보장하여 과도할당을 방지함.
• 시스템은 형식적으로 $\text{ob}(b,t) \leq \text{obsum}(a,t) $ 를 증명함으로써 $ b $ 에 전달된 의무가 $ a $ 의 이전 의무 총합을 초과하지 않음을 보장하며, 이는 경제적 타당성을 확보함.
• 이중 동결은 동결이 적용될 때 _spendings 데이터 구조의 금액을 감소시킴으로써 방지되며, 이는 자산이 두 번 이상 동결되지 않음을 보장함.
• 알고리즘에서 역순서 처리 방식은 자산이 여러 계정 간에 분할되거나 교환되거나 세탁되더라도 정확성을 보장함.
• 시스템은 토큰(ERC-20R)과 비동일성 토큰(ERC-721R)을 모두 지원하며, 도난이 확인된 경우 NFT는 원래 소유자에게 복귀됨.
• 프로토타입 구현은 복구 과정이 수일 내로 시작되고 탈중앙화된 거버넌스를 통해 해결될 수 있음을 보여주며, 블록체인 도난 손실을 줄이는 실용적인 길을 제시함.