[논문 리뷰] Wibson Protocol for Secure Data Exchange and Batch Payments

Daniel González‐Fernández, Ariel Futoransky외 3명|ArXiv.org|2020. 01. 23.

Blockchain Technology Applications and Security참고 문헌 17인용 수 4

한 줄 요약

Wibson는 개인이 개인정보를 안전하고 익명적으로 판매하면서도 통제력을 유지하고 공정한 보상을 받을 수 있도록 하는 탈중앙화된 블록체인 기반 데이터 마켓플레이스를 제안한다. 프로토콜은 스마트 계약을 활용한다 — 데이터 거래를 위한 데이터 주문 관리 및 이더리움 가스 비용을 줄이기 위해 여러 거래를 하나의 작업으로 집계하는 배치 지불(Batch Payments)을 통해 확장성과 효율성을 크게 향상시킨다.

ABSTRACT

Wibson is a blockchain-based, decentralized data marketplace that provides individuals a way to securely and anonymously sell information in a trusted environment. The combination of the Wibson token and blockchain-enabled smart contracts hopes to allow Data Sellers and Data Buyers to transact with each other directly while providing individuals the ability to maintain anonymity as desired. The Wibson marketplace will provide infrastructure and financial incentives for individuals to securely sell personal information without sacrificing personal privacy. Data Buyers receive information from willing and actively participating individuals with the benefit of knowing that the personal information should be accurate and current. We present here two different components working together to achieve an efficient decentralized marketplace. The first is a smart contract called Data Exchange, which stores references to Data Orders that different Buyers open in order to show to the market that they are interested in buying certain types of data, and provides secure mechanisms to perform the transactions. The second is used to process payments from Buyers to Sellers and intermediaries, and is called Batch Payments.

연구 동기 및 목표

• 개인 정보에 대한 소유권과 통제력을 복원함으로써 데이터 가치의 오배분 문제를 해결하기 위해.
• 중앙집중식 중개자에 의존하지 않는 탈중앙화되고 프라이버시를 보장하는 데이터 마켓플레이스를 설계하기 위해.
• 이더리움에서 빈번한 개별 거래로 인한 높은 가스 비용을 효율적인 배치 지불 메커니즘을 통해 줄이기 위해.
• 암호학적 노타리제이션과 제로지식 조건부 지불을 통해 데이터 신뢰성과 신뢰도를 확보하기 위해.
• GDPR와 같은 새로운 개인정보 보호 규정과 일치하는 동의 기반의 데이터 거래를 가능하게 하기 위해.

제안 방법

• Wibson 프로토콜은 구매자가 제출한 데이터 주문의 참조를 저장하고 관리하는 스마트 계약인 데이터 거래(Data Exchange)를 사용하여 투명한 시장 가시성을 제공한다.
• 다른 하나의 배치 지불 스마트 계약은 여러 지불을 하나의 이더리움 거래로 집계하여 가스 소비를 줄이고 확장성을 향상시킨다.
• 암호학적 锁(H(N_ID || M))과 마스터 키 공개를 활용하여 제로지식 조건부 지불 메커니즘을 통해 원자적이고 공정한 데이터 및 지불의 교환을 가능하게 한다.
• 노타리(공증인)는 지불 프로세스에 통합되어 데이터 품질을 검증하고 마스터 키가 성공적으로 해제되면 수수료를 수령한다.
• 오프체인 데이터 교환은 공개 URL을 통해 이루어지며, 데이터 응답은 서명되어 판매자로부터 직접 구매자에게 전달되어 프라이버시와 탈중앙화를 유지한다.
• 판매자, 구매자, 노타리용 탈중앙화 애플리케이션(dApps)을 구축하여 온체인 작업을 관리하고 거래를 추적함으로써 사용자 전용 제어를 보장한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 탈중앙화된 데이터 마켓플레이스는 개인이 개인정보를 수익화하면서도 프라이버시와 통제력을 유지할 수 있는가?
• RQ2 이더리움에서 스마트 계약 상호작용 빈도가 높아지는 데 따른 높은 거래 비용을 줄일 수 있는 메커니즘은 무엇인가?
• RQ3 신뢰할 수 있는 제3자에 의존하지 않고 데이터와 지불의 공정한 교환을 어떻게 달성할 수 있는가?
• RQ4 탈중앙화되고 익명적인 마켓플레이스에서 데이터 기원과 신뢰성은 어떻게 보장할 수 있는가?
• RQ5 블록체인 기반 데이터 거래 시스템에서 확장성과 효율성을 지원하는 아키텍처 패턴은 무엇인가?

주요 결과

• 배치 지불 스마트 계약은 여러 지불을 하나의 거래로 집계하여 이더리움에서의 가스 비용을 크게 줄였고, 거래 효율성을 크게 향상시켰다.
• 암호학적 锁과 마스터 키 공개를 통해 원자적이고 공정한 교환을 실현하여, 양 당사자가 의무를 이행할 때에만 데이터와 지불이 교환되도록 보장한다.
• 노타리가 지불 프로세스에 통합되어 데이터 검증을 수행하고 마스터 키가 성공적으로 해제되면 수수료를 수령함으로써 데이터 품질과 신뢰도가 향상된다.
• 공개 URL을 통한 엔드 투 엔드 오프체인 데이터 전송을 지원하여 온체인 데이터 저장을 최소화하고 사용자 프라이버시를 유지한다.
• 판매자, 구매자, 노타리용 dApps의 구현은 사용자 전용 제어와 실시간 거래 추적을 가능하게 하여 사용성과 투명성을 향상시킨다.
• 사용자 명시적 동의와 데이터 노출 최소화를 통해 개인정보 보호 규정에 부합하도록 설계되어 GDPR 및 유사 프레임워크와의 준수를 지원한다.