Thender token(썬더) 소개 및 백서요약-블록체인 속도의 한계의 도전하다

안녕하세요 오랜만에 백서요약으로 인사드립니다.

요즘 블록체인에서는 느린 속도를 개선하기 위한 프로젝트들이 인기가 많습니다.

지금 소개해드릴 Thender(이하 썬더) 또한 속도개선에 초점을 맞춘 블록체인 프로젝트 입니다.

1. 기존 블록체인 및 중앙화시스템의 문제점 및 썬더토큰의 필요성

• 중앙화 시스템은 현재 상용되고있는 방식입니다. 대표적으로 비자 및 마스터 카드들은 초당 수만건 이상의 거래를 승인하고 있습니다. 그러나 이방식의 문제점은 이중지불, 및 해킹으로 인하여 끊임없이 보안에 신경써야하며, 시스템 유지, 관리 및 보수에 천문학적인 비용이 필요하다는 단점이 있습니다.

• 비트코인 및 이더리움과 같은 초기 블록체인 프로토콜에서 합의(consensus)는 분산원장 시스템에서 핵심적인 요소입니다.
  그러나 일련의 합의를 거쳐 최종 확인(Confirm)까지 비트코인은 1시간 이 소요됩니다. 이더리움또한 15초의 블록생성 시간과 많은 트랜잭션을 처리하지 못하는 단점이 있음.
  물론 이더리움의 경우 향후 트랜잭션 처리 속도를 높일것이라 발표하고 이에 따른 프로젝트들을 진행하고 있습니다. 비트코인은 세그윗등을 통하여 계속 진화하고 있고요. 그러나 태생적인 한계가 있을것으로 보입니다.

• 썬더토큰은 앞에서의 중앙화 시스템 및 초기 블록체인의 문제점을 극복하고자 합니다. 이를위해 Fast Path(이하 패스트패스) 및 Slow Chain(이하 슬로우체인)을 이용합니다.
  썬더에서 사용하는 프로토콜은 Thunderella(이하 썬더렐라)라고 하며, 이는 수학적인 증명을 통해 앞서의 문제점을 극복하고자 합니다.

1. 썬더 토큰의 특징과 썬더렐라 프로토콜

-썬더 토큰이 주장하는 특징은 Compatible(호환성), Scalable(확장성), Fast(신속성), Secure(보안성)의 4가지가 있습니다.

호환성은 썬더토큰의 경우 향후 기존 이더리움 네트워크와 호환할 수 있게 하여 이더리움의 스마트 컨트랙트를 지원하고자 합니다. 또한 Dapp을 썬더에서 마이그레이트할 경우 그 성능을 대폭 높이는 것을 목표로 합니다.

확장성과 신속성은 패스트패스를 이용하므로 기존 블록체인 대비 시작 요청이 오면 바로 컨펌을 하기 때문에 어떤 블록체인보다 빠른처리가 가능하고, 패스트 패스로 인해서 보류중인 거래는 없다고 말합니다.

보안성은 기존 POS 방식의 블록체인에서는 1/2 이상의 합의를 거쳐야 하는데 썬더에서는 3/4 이상의 합의를 거쳐야 컨펌이 되기 때문에 높은 보안성을 가집니다.

-위에서 썬더토큰의 특징을 말씀드렸는데, 그렇다면 도대체 패스트패스, 슬로우체인 및 썬더렐라가 뭐길래 높은 처리속도와 안정성을 담보로하는지 궁금하실거에요. 이제부터 다루어 보겠습니다.

썬더렐라 프로토콜

우선 썬더 토큰에서는 트랜잭션 내역들을 기록하는 "리더"라는 존재가 있습니다. 뒷부분에서 리더에 대해서 다루어볼 예정이므로 그런게 있다 정도로 알고 계시면 될거 같습니다.

또한 썬더렐라 프로토콜의 모든 과정은 수학적으로 증명되어 있기에 비교적 높은 신뢰를 가진다고 볼 수 있습니다.

1. 패스트 패쓰(Fast-path)

패스트패쓰는 모든 리더가 정상적이고, 플레이어들간의 정보공유가 정상적인 상태라면, 오더가 들어올 경우 위 두가지 조건이 충족되었을 경우에 바로 처리를 하게 됩니다.

여기서 플레이어들간의 정보공유는 아래 그림 상단에 나타내었습니다.
각각의 플레이어는 A-E까지 모든 정보를 가지고 있지는 않습니다. 그러나 플레이어 1~5의 정보를 취합하면 A-E까지 모든 정보를 나타낼수 있겠죠. 이때 모든 정보의 "공유"가 이루어졌다고 판단하고 다음단계로 넘어갈수 있습니다.

정리하자면 각각의 리더가 정상적이고 3/4가 합의하고 모든 정보가 기록이 아닌 "공유" 되었을때 Fast-path(2단계)를 통한 빠른처리가 이루어 집니다.

1. 슬로우 체인 (Slow-Chain)

먼저 슬로우체인은 썬더가 정상적이지 않은 상태, 즉 리더중 한명이 문제가 있을때 수행됩니다. 즉 이중지불 혹은 해킹등으로 인하여 리더가 제대로 기능을 하지 못할때는 기존의 블록체인 POW 방식을 이용하게 됩니다.

리더의 문제점이 발견이 되면 "Grace Period" 를 수행하게 되며 이때 각 플레이어들은 자신들이 가지고 잇는 모든 정보를 일일이 공유하게 됩니다.

아래 그림처럼 Leader 3, 4에 문제점이 발생하고 이를 발견하게 된다면 Leader 2는 Grace Period에 돌입하게 되고 Player 1과 Player 2는 정보 비교를 통해 Player 1이 가진 A, B, C 는 올바른 정보라고 판단하게 됩니다.

그 이후 D~N 까지의 정보를 확인하고 "Cool Down" 과정을 거치면서 문제가 있는 리더의 내용을 체인내에 기록을 합니다. 이과정이 필요한 이유는 모든 플레이어들이 슬로우 체인 이전 내용을 인정해야하기 때문이고 이로인해 블록체인의 신뢰성을 확보할수 있습니다.

이후 문제가 있는 리더는 퇴출당하게 되며 새로운 리더를 선출하면서 Fast Path로 돌아오게 되며 문제의 해결은 완료 되어 정상적으로 운영됩니다.

요약하면 문제가 생긴 Leader 가 출현하면, 전수조사를 통해 블록체인의 오류를 수정하고 문제가 발생된 Leader의 퇴출 및 새로운 Leader 선출 후 정상화(Fast-Path) 된다.

이상으로 썬더렐라 프로토콜에 대해서 설명 드렸습니다. 워낙 내용이 방대하고 논문 형식으로 서술되어 있어서 잘설명 드렸는지 모르겠습니다. 다음으로 위원회에 대해서 설명드리겠습니다.

1. Leader (리더) 및 위원회

-리더의 역할은 거래의 서명 및 서명된 트랜젝션을 위원회에 전송하는 역할을 합니다.
즉, 사용자에 의해서 최초거래가 발생되면, 리더는 트랜젝션에 서명하여 이를 위원회에 제공하게 됩니다.

-위원회는 리더로부터 받은 서명된 트렌잭션을 "확인"하고 위원회중 3/4의 동의가 되면 이를 확정합니다.

• 이때 플레이어는 공증된 거래의 가장 긴 체인사슬을 직접 출력할 수 있습니다.

"리더는 빠른거래를 중개해주는 역할을 하게 되며, 위원회는 최종적으로 거래를 확정하는 역할을 합니다."

리더의 선출은 투표를 하여 선출하는 것이 아닌 활동하고 있는 사용자를 대상으로 랜덤으로 선출하게 됩니다.

위원회 선정의 경우 아직 구체적인 방법은 나오지 않았으나, 2가지 타입으로 가정하고 있습니다.

1. 모든 Player가 위원회
2. 초기 Miner이 위원회

로 가정하고 있으며 어느것을 선정할지는 나와있지 않습니다.
즉, 추후 언제든지 바뀔수 있습니다.

-Team 및 파트너 기업

썬더 토큰 개발팀은 코넬, MIT, 카네기멜론 등 유명 대학의 출신이며 코넬대학교 컴퓨터 과학 부교수로 2명이 있습닏. 이외에도 일레인의 경우 블록체인에 관한 학술연구 논문을 저술하였으며, 크리스는 성공적인 창업자로 알려져 있습니다.

이상입니다.

더많은 내용들이 백서에 있지만, 제가 요약해서 설명드리기 보다 직접 공부하시는 것을 추천 드립니다. 사실 너무 어렵습니다 ㅠㅠ

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감사합니다.

썬더토큰 홈페이지 : https://www.thundertoken.com/

썬더토큰 백서 : https://eprint.iacr.org/2017/913.pdf

암호화폐 정보방 : https://open.kakao.com/o/gwhND3H