2025년 3월 13일 발표비트코인의 가장 유명한 공격인 이기적 채굴의 발표 이후, 다양한 연구들이 블록체인 시스템의 게임 이론적 복원력을 강화하는 메커니즘을 도입했습니다. FruitChains와 같은 일부 보상 메커니즘은 이론적으로 균형점임이 증명되었습니다. 그러나 이들의 보장은 비현실적인 매개변수를 가정하며, 실제 배포 환경에서는 성능이 크게 저하됩니다. 이 연구에서 우리는 비례 분할(PRS)이라고 불리는 보상 할당 메커니즘을 도입하며, 이는 기존 최첨단 기술을 능가합니다. 충분히 큰 매개변수에 대해 PRS는 균형점이며, 최첨단 기술과 동일한 이론적 보장을 제공함을 보입니다. 또한 실용적이고 현실적으로 작은 매개변수에 대해 PRS는 다양한 지표에서 모든 기존 보상 메커니즘을 능가합니다. 우리는 PRS를 PoEM의 변형 위에 구현합니다. PoEM은 예를 들어 비트코인과 비교하여 각 당사자의 채굴 파워를 더 정확히 추정할 수 있게 하는 작업증명(PoW) 프로토콜입니다. 그런 다음 PRS를 이론적으로와 실제로 평가합니다. 이론적 측면에서, PRS와 결합된 우리의 프로토콜이 균형점이며 FruitChains와 유사하게 공정성을 보장함을 보입니다. 실제로, 우리는 PRS를 다양한 기존 보상 메커니즘과 비교하고, 채굴 파워 분포의 정확한 추정을 가정하여 다양한 잘 확립된 지표에서 이들을 능가함을 보입니다. 마지막으로, “워크셰어”라고 불리는 저작업 객체를 통해 파워 분포를 근사함으로써 이 가정을 실현하고, 근사의 정확도와 저장 오버헤드 사이의 트레이드오프를 정량화합니다.arxiv.org에서 전체 논문을 읽어보세요.
2024년 2월 9일 발표작업증명 블록체인의 포크 선택 규칙에 대한 수정을 제안합니다. 가장 무거운 체인을 선택하는 대신, 우리는 가장 많은 내재적 작업을 가진 체인을 선택합니다. 블록의 내재적 작업은 대략 그 해시 앞의 0의 개수입니다. 이 수정을 통해 필요한 확인을 안전하게 줄일 수 있어 확인 지연이 28.5% 개선되거나, 이중으로 블록 생산률을 안전하게 증가시켜 바닐라 비트코인 작업증명 포크 선택 규칙과 비교하여 처리량이 16.3% 개선됩니다. 우리의 수정은 작업증명 부등식 수준에 있으므로, 문헌에서 제안된 지연이나 처리량을 개선하는 다른 방법들과 구성할 수 있습니다. 이미 야생에 배포된 테스트넷을 가진 시스템의 프로덕션급 구현에서 측정함으로써 실험적 발견을 보고합니다. 마지막으로, 비트코인 백본 모델에서 새로운 프로토콜의 보안을 공식적으로 증명합니다.iacr.org에서 전체 논문을 읽어보세요.
2023년 3월 8일 발표나카모토 합의는 견고한 블록체인 시스템을 가능하게 하는 데 매우 영향력이 있었으며, 그 구성 요소 중 하나는 소위 가장 무거운 체인 규칙(HCR)입니다. 이 규칙 내에서 체인 팁의 가중치 계산은 난이도 임계값을 이전 총 난이도에 추가함으로써 수행됩니다. 현재 난이도 기반 가중 시스템은 내재적 블록 가중치를 고려하지 않습니다. 이 논문은 엔트로피 차이에 기반한 새로운 메커니즘인 엔트로피 최소 증명(POEM)을 제안하며, 이는 블록체인의 고아율을 크게 줄이면서 동시에 완료를 가속화하는 방식으로 내재적 블록 가중치를 통합합니다. 마지막으로, POEM은 블록체인을 커밋된 이벤트의 정적이고 시간 독립적인 시퀀스로 이해하는 데 도움이 됩니다.arxiv.org에서 전체 논문을 읽어보세요.
2022년 IEEE 국제 블록체인 회의(Blockchain)에서 발표이 논문은 BlockReduce를 소개합니다. 이는 병합 채굴된 블록체인의 계층을 통해 높은 거래 처리량을 달성하는 작업증명 기반 블록체인 시스템으로, 각 블록체인은 전체 애플리케이션 상태의 파티션에서 병렬로 작동합니다. 가장 주목할 만한 점은 네트워크 내에서 사용 가능한 전체 PoW가 BlockReduce의 모든 블록체인에 적용되며, 크로스 블록체인 상태 전환이 핵심 프로토콜 내에서 원활하게 활성화된다는 것입니다. 이 논문은 블록체인의 계층과 관련 보안 모델이 주어졌을 때, BlockReduce가 프로토콜에 의해 운영되는 블록체인 수에 대해 거래 처리량에서 초선형적으로 확장됨을 보입니다. BlockReduce는 각 블록체인에 대한 정규 체인(즉, 적용될 상태 업데이트를 참조하는 블록의 체인)을 선택하기 위해 새로운 합의 규칙을 활용합니다. 비트코인과 다른 더 전통적인 시스템에서, 최장 체인 규칙(LCR)은 정규 체인이 가장 많은 작업을 가진 유효한 블록의 시퀀스(종종 최장 체인, 또는 더 정확히는 가장 무거운 체인이라고 불림)라고 규정합니다. BlockReduce는 유사한 규칙을 따르지만 계층 내 동시 블록의 존재도 고려해야 합니다.ieee.org에서 전체 논문을 읽어보세요.
2019년 IEEE 제39차 분산 컴퓨팅 시스템 국제 회의(ICDCS)에서 발표지난 5년 동안 작업증명 블록체인 채굴과 관련된 보상이 크게 증가했습니다. 결과적으로, 채굴자들은 기존 범용 하드웨어보다 훨씬 효율적으로 해시를 계산할 수 있는 주문형 집적 회로(ASIC)를 설계하고 활용하는 데 강한 인센티브를 받습니다. 현재 가격 및 가용성 제약으로 인해 대부분의 사용자가 ASIC을 구매하고 운영하기 어려워, 대부분의 인기 있는 암호화폐에서 총 사용자 기반에 비해 채굴자 수가 상대적으로 적습니다. 이 연구에서 우리는 기존 범용 프로세서(x86 IC와 같은 GPP)가 이미 최적화된 ASIC인 작업증명 함수를 구성함으로써 ASIC 개발 문제를 뒤집는 것을 목표로 합니다. 이렇게 함으로써, 잠재적 채굴자가 참여하고자 하는 작업증명 시스템에 대한 ASIC을 이미 소유하고 있거나 상대적으로 쉽게 경쟁력 있는 가격으로 얻을 수 있도록 보장할 것입니다. 이를 달성하기 위해 우리는 HashCore를 제시합니다. 이는 런타임에 의사 무작위로 생성되는 “위젯”으로 구성된 작업증명 함수로, 각 위젯은 그러한 GPP의 계산 자원에 스트레스를 주도록 설계된 범용 프로세서 명령어 시퀀스를 실행합니다. 위젯은 GPP가 최적화된 워크로드, 예를 들어 x86 IC용 SPEC CPU 2017 벤치마크 스위트를 모델로 하며, 이를 우리가 역 벤치마킹이라고 부르는 기법입니다. 위젯이 어떻게 구현되든 관계없이 HashCore가 충돌 저항성을 가진다는 증명을 제공합니다. GPP 설계자/개발자들이 본질적으로 SPEC CPU 2017과 같은 벤치마크를 위한 ASIC을 만든다는 것을 관찰합니다. 그러한 벤치마크를 기반으로 HashCore를 모델링함으로써, GPP에서 가장 효율적으로 실행될 수 있는 작업증명 함수를 만들어, 더 접근 가능하고 경쟁적이며 균형 잡힌 채굴 시장을 만듭니다.ieee.org에서 전체 논문을 읽어보세요.
2018년 10월 31일 발표이 논문은 BlockReduce를 소개합니다. 이는 병합 채굴된 블록체인의 계층을 통해 높은 거래 처리량을 달성하는 작업증명(PoW) 기반 블록체인 시스템으로, 각 블록체인은 전체 애플리케이션 상태의 파티션에서 병렬로 작동합니다. 가장 주목할 만한 점은 네트워크 내에서 사용 가능한 전체 PoW가 BlockReduce의 모든 블록체인에 적용되며, 크로스 블록체인 상태 전환이 핵심 프로토콜 내에서 원활하게 활성화된다는 것입니다. 이 논문은 블록체인의 계층과 관련 보안 모델이 주어졌을 때, 프로토콜이 프로토콜에 의해 운영되는 블록체인 수에 대해 거래 처리량에서 초선형적으로 확장됨을 보입니다.arxiv.org에서 전체 논문을 읽어보세요.
