[논문 리뷰] Properties of Decentralized Consensus Technology - Why not every Blockchain is a Blockchain

Christopher Ehmke, Florian Blum외 1명|arXiv (Cornell University)|2019. 01. 01.

Blockchain Technology Applications and Security참고 문헌 96인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 '탈중앙화된 합의 기술'(DCT)을 블록체인 유사 시스템을 위한 더 넓고 정확한 범주로 제안한다. 블록체인 기술은 DCT의 한 구현 방식에 불과하며, 모든 블록체인으로 표기되는 시스템이 탈중앙화, 신뢰 불필요성, 최종 합의와 같은 핵심 기준을 충족하지는 않으며, 확장성, 확인 시간, 프라이버시와 같은 용도 기반 특성에 따라 시스템을 분류하는 프레임워크를 제시한다.

ABSTRACT

Research in the field of blockchain technology and applications is increasing at a fast pace. Although the Bitcoin whitepaper by Nakamoto is already ten years old, the field can still be seen as immature and at an early stage. Current research in this area is lacking a commonly shared knowledge and consensus about terms used to describe the technology and its properties. At the same time this research is challenging fundamental aspects of the Bitcoin core concept. It has to be questioned whether all of these new approaches still adequately could be described as blockchain technology. We propose to use the term Decentralized Consensus Technology as a general category instead. Decentralized Consensus Technology consists of decentralized ledger and non-ledger technologies. Blockchain technology in turn is only one of multiple implementations of the Decentralized Ledger Technology. Furthermore, we identified three main characteristics of Decentralized Consensus Technology: decentralization, trustlessness and ability to eventually reach consensus. Depending on the use case of the specific implementation the following additional properties have to be considered: privacy, participation incentive, irreversibility and immutability, operation purpose, confirmation time, transaction costs, ability to externalize transactions and computations and scalability possibilities.

연구 동기 및 목표

• 학술적 및 산업 연구에서 '블록체인 시스템'의 정의에 대한 합의 부족을 해결하기 위해.
• 모든 시스템이 '블록체인'으로 표기되지만 핵심 기준을 충족하지 못함으로써 의미 혼동이 발생하므로 이를 주장하기 위해.
• 블록체인 유사 시스템을 위한 더 포괄적이고 정확한 총칭으로 '탈중앙화된 합의 기술'(DCT)을 제안하기 위해.
• DCT의 다양한 구현 간을 구분하는 데 핵심이 되는 핵심 및 용도 기반 특성들을 식별하기 위해.
• 기술적 및 운영적 특성에 기반해 탈중앙화 시스템을 체계적으로 분류하고 평가할 수 있는 프레임워크를 제공하기 위해.

제안 방법

• 탈중앙화된 합의 기술(DCT)을 일반 범주로 하는 새로운 분류 체계를 제안하며, 탈중앙화 레지스트리 및 비레지스트리 기술을 모두 포함한다.
• DCT의 세 가지 핵심 특성 정의: 탈중앙화, 신뢰 불필요성, 최종 합의.
• 사용 목적 기반 특성 여덟 가지 식별: 프라이버시, 참여 인centive, 불가역성, 변하지 않음, 운영 목적, 확인 시간, 거래 비용, 외부 계산 외부화 능력.
• 핵심 원칙을 유도하기 위해 비트코인 백지퍼를 기준으로 삼고, 이러한 원칙을 수정하거나 제거한 현대 시스템과 대조 분석한다.
• 비교 분석을 통해 Tangle, 해시그래프 등 신규 시스템이 기존 블록체인 설계와의 차이를 데이터 구조 및 특성 면에서 어떻게 다름을 보여준다.
• 모든 핵심 DCT 특성들을 충족하는 시스템에만 '블록체인'이라는 용어를 사용하고, 나머진 적절한 수식어를 붙여 DCT에 포함시켜야 한다고 주장한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떤 시스템이 '블록체인 시스템'으로 간주되기 위해 반드시 가져야 할 핵심 특성은 무엇인가?
• RQ2 현대의 탈중앙화 시스템 대부분에 대해 현재 '블록체인'이라는 용어의 사용이 왜 오해의 소지가 있거나 부정확한가?
• RQ3 더 넓은 범주로서 '탈중앙화된 합의 기술'(DCT)을 정의하는 데 핵심이 되는 특성은 무엇인가?
• RQ4 확인 시간, 확장성, 프라이버시와 같은 용도 기반 특성 측면에서 DCT의 다양한 구현 방식은 어떻게 상이한가?
• RQ5 원래 블록체인 모델에서 벗어나도 여전히 탈중앙화 합의에 기반하는 시스템을 정확하게 기술하기 위해 어떤 용어를 사용해야 하는가?

주요 결과

• 용어 '블록체인'은 탈중앙화, 신뢰 불필요성, 최종 합의와 같은 핵심 기준을 충족하지 못하는 시스템에도 자주 오용된다.
• 모든 블록과 체인을 사용하는 시스템이 블록체인 시스템은 아니다. Tangle이나 해시그래프처럼 다른 데이터 구조와 합의 메커니즘을 사용하는 시스템들도 존재한다.
• 모든 탈중앙화 합의에 기반하는 시스템, 레지스트리 및 비레지스트리 모두를 포함하는 더 정확하고 포괄적인 총칭으로 '탈중앙화된 합의 기술'(DCT)을 제안한다.
• 핵심 DCT 특성은 탈중앙화, 신뢰 불필요성, 최종 합의에 도달할 수 있는 능력이며, 이는 모든 구현 방식에 기초가 되는 핵심 요소이다.
• 확인 시간, 거래 비용, 확장성, 프라이버시와 같은 용도 기반 특성은 상당히 다를 수 있으며, 핵심 DCT 특성과는 별개로 평가되어야 한다.
• 기존 표준 기구들(NIST, ISO 등)이 비트코인 유사 시스템에만 집중하여 DCT 혁신의 광범위한 스펙트럼을 다루지 못하고 있음을 밝혀냈다.