earticle

영어

Blockchain systems face a contradictory situation in which they cannot satisfy all three characteristics: scalability, decentralization, and security. Of the three characteristics, problems with scalability affect the performance of blockchain systems most directly. Existing methods to solve the scalability problem are not free from the problem of decentralization because they use the method of organizing committees to select block producers. To solve the problem, this paper proposes Proof-of-Lottery(PoL), a block producing algorithm that improves scalability without centralized procedures such as committees. The PoL selects the block constructor through a draw like a lottery based on the stakes of the node. This solves the problem of wasting computing power of traditional blockchain technology and ensures scalability. To evaluate the performance of the proposed block producing algorithm, the time-complexity of the algorithm was expressed and compared with the existing block producing algorithms. The evaluation results confirmed that the suggested algorithm is either faster than other algorithms except DPoS, or at a similar speed.

한국어

블록체인 시스템은 확장성(scalability), 탈중앙화(decentralization), 보안(security)이라는 3가지 특성 모두를 만족시킬 수는 없는 모순적인 상황을 맞닥뜨리게 된다. 이러한 3가지 특성 중 확장성에 관련한 문제는 블록체인 시 스템의 성능에 가장 직접적으로 영향을 미친다. 확장성 문제를 해결하기 위한 기존의 방식들은 위원회(committee) 를 구성하여 블록생성자를 선정한다. 이는 탈중앙화 특성을 헤치는 요소로 작용할 우려가 있다. 본 논문에서는 이러 한 문제를 해결하고자 위원회 등의 중앙화 된 절차 없이 확장성을 개선하는 PoS 기반 블록 생성 알고리즘, Proof-of-Lottery(PoL)를 제안한다. PoL은 노드의 지분에 기반하여 복권추첨과 유사한 방식으로 추첨을 통해 블 록생성자를 선정한다. 이를 통해 기존 블록체인 기술이 가진 연산능력 낭비 문제를 해결하고 확장성을 확보한다. 제 안한 블록생성자 선정 방법의 성능을 평가하기 위하여 알고리즘의 시간복잡도를 표현하고 기존의 블록생성 알고리 즘들과 비교를 수행하였다. 평가 결과, DPoS를 제외한 나머지의 알고리즘보다 빠르거나 비슷한 수준의 속도로 블 록생성자를 선정할 수 있음을 확인하였다.