[논문 리뷰] Secure Incentivization for Decentralized Content Delivery

Prateesh Goyal, Ravi Netravali외 2명|arXiv (Cornell University)|2018. 08. 02.

Peer-to-Peer Network Technologies참고 문헌 25인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 암호화폐와 새로운 형태의 배달 증명 체인(Proof of Delivery Chain, PoDC)을 사용하여 안전하게 피어 간 비디오 콘텐츠 배포를 유도하는 탈중앙화된 시스템인 Gringotts를 제안한다. 설문 조사 결과, 51%의 사용자가 금전적 보상으로 참여할 것임을 확인했으며, PoDC가 위조 및 시빌 공격을 방지하고 블록체인을 통해 확장 가능하고 신뢰할 수 없는 결제를 가능하게 함을 보여준다.

ABSTRACT

Prior research has proposed technical solutions to use peer-to-peer (P2P) content delivery to serve Internet video, showing that it can reduce costs to content providers. Yet, such methods have not become widespread except for a few niche instances. An important challenge is incentivization: what tangible benefits does P2P content delivery offer users who bring resources to the table? In this paper, we ask whether monetary incentives can help attract peers in P2P content delivery systems. We commissioned a professional survey of people around theUnited States to answer several relevant questions. We found that 51% of the 876 respondents--substantially larger than our expectations--answered "yes" to whether they would participate for suitable financial incentives. Encouraged by the results of the survey, we propose Gringotts, a system to structure incentives and securely incorporate P2P delivery into content delivery systems. Gringotts provides a novel Proof of Delivery mechanism that allows content providers to verify correct delivery of their files, and shows how to use cryptocurrency to pay peers while guarding against liars and Sybil attacks.

연구 동기 및 목표

• 금전적 인cent라이즈가 피어 간 콘텐츠 배포 시스템에 참여를 이끌 수 있는가를 조사하는 것.
• 위조, 시빌 공격, 협업 공격을 방지하는 안전하고 탈중앙화된 지불 메커니즘을 설계하는 것.
• 신뢰할 수 있는 제3자에 의존하지 않고도 콘텐츠 제공자가 파일이 정확히 배달되었는지 확인할 수 있도록 하는 것.
• 블록체인과 확률적 트랜잭션 배치를 활용하여 확장 가능하고 저비용 지불을 지원하는 것.
• 콘텐츠 배달 외의 다른 자원 공유 워크로드에 적용 가능한 일반화된 접근법을 제공하는 것.

제안 방법

• 파일 배달를 검증하기 위해 피어, 클라이언트, 콘텐츠 제공자 간을 암호학적으로 묶는 배달 증명 체인(Proof of Delivery Chain, PoDC) 설계.
• 블록체인을 사용해 PoDC를 방송하고 최종화함으로써 무결성과 신뢰할 수 없는 정산을 보장.
• 보안을 훼손하지 않으면서도 블록체인 트랜잭션 빈도를 줄이기 위해 확률적 지불 방식 도입.
• 중앙 집중형 지급 중개자를 제거하기 위해 암호화폐 지불 통합.
• 콘텐츠 제공자가 피어 로그를 저장하거나 신뢰하지 않아도 배달를 검증할 수 있는 경량 프로토콜 설계.
• 클라이언트와 피어 또는 콘텐츠 제공자 간의 공모 공격을 방어하기 위한 공격에 강건한 메커니즘 통합.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 금전적 인센티브가 피어 간 콘텐츠 배포 시스템에 참여를 이끌 수 있는가?
• RQ2 신뢰할 수 있는 제3자에 의존하지 않고 콘텐츠 제공자가 피어가 파일을 정확히 배달했는지 안전하게 검증할 수 있는가?
• RQ3 탈중앙화되고 인센티브 기반의 피어 간 콘텐츠 배포 시스템에서 시빌 공격과 공모를 방지할 수 있는 메커니즘은 무엇인가?
• RQ4 소규모 콘텐츠 제공자가 글로벌이고 국경을 초월한 피어 간 시스템에서 피어들에게 저렴하고 안전하게 마이크로페이먼트를 수행할 수 있는가?
• RQ5 배달 증명 메커니즘은 콘텐츠 배달 외의 다른 자원 공유 워크로드로 일반화될 수 있는가?

주요 결과

• 미국의 876명의 설문 대상자 중 51%가 금전적 보상이 주어지면 피어 간 콘텐츠 배포 시스템에 참여할 것이라고 응답했다.
• 참여자 중 70%가 참여로 얻는 수익이 월간 인터넷 요금의 50% 이하일 것이라고 예상했다.
• 27%의 사용자가 암호화폐 지불를 수용할 의향이 있었고, 40%는 낯선 기술로 인해 확실하지 않았다.
• 참여하지 않은 사용자들의 주요 우려 사항은 보안과 프라이버시(83%), 콘텐츠 책임(50%), 성능 영향(47%)이었다.
• Gringotts의 배달 증명 체인(Proof of Delivery Chain, PoDC)은 위조 및 변조가 불가능하여 피어나 콘텐츠 제공자가 조작을 시도할 수 없도록 한다.
• 시스템은 시빌 공격과 클라이언트, 피어, 콘텐츠 제공자 간의 공모 공격에 저항 가능하며, 안전하고 검증 가능한 지불을 보장한다.