[논문 리뷰] Ledgerdata Refiner: A Powerful Ledger Data Query Platform for Hyperledger Fabric

Ence Zhou, Haoli Sun외 4명|arXiv (Cornell University)|2019. 12. 10.

Blockchain Technology Applications and Security참고 문헌 15인용 수 6

한 줄 요약

Ledgerdata Refiner는 Hyperledger Fabric의 제한된 데이터 접근성을 극복하기 위해 중간층 분석을 통해 블록 및 거래 데이터를 효율적이고 유연하게 검색할 수 있도록 설계된 쿼리 플랫폼입니다. 이 플랫폼은 역사적 상태 추적과 스키마 기반 쿼리 기능을 지원하여 기업용 블록체인 애플리케이션의 데이터 탐색을 크게 향상시킵니다.

ABSTRACT

Blockchain is one of the most popular distributed ledger technologies. It can solve the trust issue among enterprises. Hyperledger Fabric is a permissioned blockchain aiming at enterprise-grade business applications. However, compared to traditional distributed database solutions, one issue of blockchain based application development is the limited data access. For Fabric, the ledger data can only be retrieved by limited interfaces provided by Fabric SDKs or chaincode. In order to meet the requirements of data query and provide flexible query functions for real applications built on Fabric, this paper proposed a ledger data query platform called Ledgerdata Refiner. With ledger data analysis middleware, we provide sufficient interfaces for users to retrieve block or transaction efficiently. It is also able to track historical operations for any specific state. In addition, schemas of ledger state have been analyzed and clustered, which enable users to perform rich queries against ledger data. Finally, we validate the effectiveness of our query platform on a real application.

연구 동기 및 목표

• 기업용 애플리케이션의 효과적 데이터 검색을 제한하는 Hyperledger Fabric의 제한된 데이터 접근성 문제를 해결합니다.
• 원장 데이터 접근을 위한 기본 SDK 및 체인코드 인터페이스에 의존하는 문제를 해결합니다.
• 원장 데이터에 대한 풍부하고 융통성 있는 쿼리 작업을 가능하게 하며, 이는 역사적 상태 추적을 포함합니다.
• 원장 상태 스키마를 분석하고 군집화하여 다양한 자산 유형 간의 구조화된 고수준 쿼리 지원을 가능하게 합니다.
• 실제 응용 프로그램에서 검증된 프로덕션 준비 완료 플랫폼을 제공하여 실용적 유용성을 입증합니다.

제안 방법

• Hyperledger Fabric 원장에서 블록 및 거래 데이터를 추출하고 인덱싱하기 위한 원장 데이터 분석 중간층 레이어를 설계 및 구현합니다.
• 블록, 거래, 상태 변경 데이터의 효율적 검색을 위한 포괄적인 쿼리 인터페이스를 제공합니다.
• 다양한 자산 유형 간의 구조화된 쿼리 지원을 위해 원장 상태 데이터의 스키마 분석 및 군집화를 수행합니다.
• 특정 상태에 대한 시간에 따른 상태 변화 추적을 가능하게 하기 위해 역할 운영 추적 메커니즘을 구현합니다.
• 기존 Fabric 기반 애플리케이션에 쉽게 통합할 수 있는 독립형 서비스로 플랫폼을 통합합니다.
• 확장성과 기존 Fabric SDK 및 체인코드와의 통합을 지원하기 위해 모듈러 아키텍처를 구현합니다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Hyperledger Fabric의 SDK 및 체인코드에서 제공하는 제한된 인터페이스를 초월해 원장 데이터를 어떻게 접근할 수 있을까요?
• RQ2 허가된 블록체인 환경에서 거래 및 상태 데이터에 대해 효율적이고 융통성 있는 쿼리 기능을 구현하기 위한 기법은 무엇인가요?
• RQ3 원장 상태 스키마를 어떻게 분석하고 군집화하여 고수준의 의미 기반 쿼리를 지원할 수 있을까요?
• RQ4 중간층 플랫폼이 실제 블록체인 애플리케이션에서 데이터 탐색 및 역사적 추적 기능을 크게 향상시킬 수 있을까요?
• RQ5 기본 Fabric 데이터 접근 방식에 비해 전용 쿼리 플랫폼이 성능 및 사용성 측면에서 어떤 이점을 제공할 수 있을까요?

주요 결과

• 최적화된 쿼리 인터페이스를 통해 블록 및 거래의 효율적 검색이 가능해져, 기존 SDK 방식 대비 데이터 접근 지연 시간이 감소합니다.
• 역사적 상태 추적 기능을 통해 사용자는 특정 자산 상태가 여러 블록에 걸쳐 어떻게 변화했는지 추적할 수 있으며, 감사 및 준수 사용 사례를 지원합니다.
• 원장 상태의 스키마 군집화 기능을 통해 저수준 데이터 접근 복잡성을 추상화한 구조화된 고수준 쿼리 생성이 가능해집니다.
• 플랫폼은 실제 응용 프로그램에서 성공적으로 검증되어 기업 환경에서의 실용성과 효과성을 입증했습니다.
• 중간층 아키텍처 덕분에 핵심 블록체인 스택을 수정하지 않고도 기존 Hyperledger Fabric 배포 환경과 원활하게 통합될 수 있습니다.
• 기본 검색 기능을 초월하는 풍부한 쿼리 기능을 지원하여 원장 데이터에 대한 복잡한 분석 작업을 수행할 수 있습니다.