스월즈

스월즈(Swirlds)

스월즈(Swirlds)

스월즈랩스(Swirlds Labs)

해시그래프(hashgraph)

리몬 베어드(Leemon Baird)

맨스 하몬(Mance Harmon)

스월즈(Swirlds)는 스월즈랩스(Swirlds Labs)가 해시그래프(Hashgraph) 기술을 사용하여, 중앙화된 서버 없이 클라우드의 힘을 활용하는 완전 분산 응용 프로그램을 개발하기 위해 개발한 소프트웨어 플랫폼이다. 주요 인물은 맨스 하몬(Mance Harmon)과 리몬 베어드(Leemon Baird)이다.

개요

스월즈는 개발자가 무제한 범위와 규모의 분산 응용 프로그램을 만들 수 있게 한다. 해시 그래프 분산 컨센서스 알고리즘을 활용하여 개발자는 중앙 서버를 사용하지 않고도 항상 사용할 수 있고 신뢰할 수 있는 응용 프로그램을 작성할 수 있다. 스월즈 플랫폼을 기반으로 구축 된 애플리케이션은 공평하고 신속하며 합의를 신속하게 달성하여 사용자가 합의 순서대로 100 % 확신 할 수 있다. 즉, 스월즈는 인터넷의 신뢰 계층을 구축하기위한 플랫폼을 제공한다. 스월즈를 사용하면 개발자가 합의를 신속하게 달성할 수 있는 응용 프로그램을 구축 할 수 있기 때문에 단일 실패 지점없이 공정하고 신속하며 검증 된 효율적인 트랜잭션이 가능하다.

개발

분산 애플리케이션 플랫폼

스월즈는 서버없이 클라우드의 힘을 활용하는 완전 분산 응용 프로그램을 개발하기 위해 설계된 소프트웨어 플랫폼이다. 이제는 기존 서버 기반 플랫폼에 비해 적은 비용으로 의사 결정, 속도, 신뢰 및 안정성에 대한 공정성을 갖춘 응용 프로그램을 개발할 수 있다.

• 안정성 : 중앙 서버의 개인 정보 및 무결성을 신뢰할 필요 없이 개인 데이터 및 보안 데이터를 유지한다.
• 신뢰성 : 인터넷만큼 신뢰할 수 있는 애플리케이션을 제공한다.
• 공정성 : 거래의 실제 순서가 합의 순서인지 확인하고, 모든 거래를 포함한다.
• 속도 : 초당 더 많은 트랜잭션을 통해 합의 시간 단축이 가능하다.
• 효율성 : 서버 비용 및 유지 보수 없이 처리량이 높고 확장 가능한 애플리케이션을 구축한다.

분산된 합의 시스템의 목적은 단일 구성원이 모든 사람이 신뢰하지 않을 때 사용자 중 일부가 트랜잭션을 생성한 순서에 대해 사용자 커뮤니티가 동의하도록 허용하는 것이다. 이런 방식으로, 개인이 이미 서로를 신뢰하지 않을 때 신뢰를 생성하는 시스템이다. 요즘 기업들은 분산된 ID 디렉토리, 경매, 주식시장, 암호장치, 심지어 멀티플레이어 게임과 같은 용도로는 어떤 하나의 조직에서도 통제되지 않는 신뢰되고 분산된 애플리케이션을 필요로 한다. 블록체인 같은 초기 분산된 합의 네트워크는 피어투피어 네트워크 내에서 신뢰 창출의 과제를 해결할 수 있는 잠재력을 인정받았지만, 실제로는 이러한 초기 네트워크에는 한계가 있다. Swirld의 분산된 합의 플랫폼은 유통되고, 공정하며, 빠른 처리량을 가진 애플리케이션 개발을 가능하게 한다. 즉, 단일 플랫폼에서 이전에는 없었던 개념이다.

해시 그래프

해시그래프는 비트코인이나 이더리움의 원천기술인 블록체인에 대항하는 분산원장기술을 말한다. 해시그래프의 데이터 구조 및 스월즈 합의 알고리즘은 분산형 합의에 도달할 수 있는 새로운 플랫폼이다. 분산형 합의 알고리즘의 목표는 특정 사용자에 대한 절대적인 신뢰 없이 커뮤니티에 속한 사용자들간에 발생한 거래의 순서에 대해 합의를 도출하는데 있다. 이로 인해, 본 시스템은 개별 사용자가 서로를 신뢰하지 않는 상황에서 신뢰를 구축하기 위해 존재한다. 스월즈 해시그래프 시스템은 신뢰를 구축함과 동시에 공정하고 신속하며 증명이 가능하고 비잔티움 보안 수준, 데이터의 ACID 준수, 효율성, 저렴성, 타임스탬프 형식, 서비스 거부 공격 저항성, 및 공개형 지정이 모두 가능하다.

해시그래프는 특정 사용자가 거래의 순서를 변경할 수 없기 때문에 공평하다. 주식 시장의 예를 들어, 만약 엘리스와 밥이 동시에 동일한 가격으로 남은 마지막 주식 하나를 매수한다고 가정해보자. 블록체인 시스템에서는 채굴자가 두 거래 모두 동일한 블록에 넣어 진행한다면 순서를 임의로 정할 수 있다. 또는 엘리스의 거래만 포함시키고 밥의 거래를 다음 블록에 포함시킬 수도 있다. 해시그래프에서는 이 경우 한 개인이 거래의 순서를 변경할 수 없다. 여기서 엘리스가 분산형 시스템 내 모든 사용자에게 밥의 거래보다 먼저 전파할 수 있는 최선의 방법은 인터넷 속도에 투자하는 것이며 이로 공정한 경쟁을 도모할 수 있다. 거래 처리 권한이 특정 인물에게 위임되지 않았기에 엘리스는 채굴자에게 뇌물을 주며 부당한 혜택을 꾀할 수 없다. 아울러, 해시그래프에서는 특정 사용자가 시스템에 입력되는 거래를 저지하거나 멈출 수 없으므로 공정하다. 블록체인 시스템에서는 만약 다수의 채굴자들이 특정 거래를 블록에 포함시키는 것을 거부할 경우, 한 개 또는 두 개의 채굴 기간까지 처리가 지연될 수 있다. 블록체인의 대안으로 리더형이 있는데, 여기서는 다음 지도자가 선정될 때까지 지연 시간이 굉장히 오래걸릴 수 있다. 그러나 해시그래프에서는 인터넷 연결을 차단하는 방법 외에는 사용자의 거래를 막을 수 없다.

해시그래프는 빠르다. 해시그래프의 속도에 영향을 줄 수 있는 것은 대역폭의 크기 뿐이다. 만약 각 회원이 1초 4,000건의 거래 다운로드가 가능한 대역폭을 사용한다면 그것이 해시그래프의 처리 속도다. 이 상황에서는 초당 몇 메가비트만으로도 가능하며 이는 일반 자택에 설치되는 광대역 연결 수준이다. 이 정도으로도 전세계의 비자 카드 네트워크 내 모든 거래 처리가 가능할 만큼 신속하다. 현재 비트코인의 초당 7건 거래처리률은 분명 다양한 방법으로 개선해야 할 것이다. 개선 사항으로 논의되고 있는 블록 크기의 거대화 방법은 시스템 공정성을 더욱더 훼손시킬 수 있는 단점이 있다.

해시그래프는 증명이 가능하다. 거래 발생 후 단 몇 분 안에 커뮤니티 내의 모든 사용자들은 그 거래가 어디에 기록되는지 알 수 있다. 더욱 중요한 사실은 모든 사용자들이 똑같은 정보를 공유하게 된다는 점이다. 사용자들간의 합의가 성립된 후에는 거래를 최종 처리한 후 다 잊으면 된다. 예를 들어 가장 기본적인 암호화폐 시스템에서 각 회원들은 (블록체인에서는 “풀노드”라칭함) 활성화된 지갑들의 현 잔고만 저장하고, 예전의 블록이나 거래는 기억할 필요가 없게 된다. 이 결과, 비트코인의 60GB 저장공간에 비해 해시그래프는 1GB 미만의 저장공간만으로도 사용이 가능하며 이는 일반 스마트폰에서도 구동이 가능하다.

해시그래프의 보안 수준은 비잔티움이다. 이는 기술적인 용어로 커뮤니티가 합의를 도출하는데 어느 누구도 이를 방지할 수 없음을 뜻한다. 또한 한번 합의가 도출된 이후부터는 그 내용을 수정할 수도 없다. 각 회원은 모든 회원간의 도출된 합의 내용에 대해 확신을 갖을 수 있는 시점에 도달하게 된다. 블록체인 시스템에서는 회원간 합의에 대해 확신할 수 없으므로 (시간의 흐름에 따라 완전한 합의 도달 확률이 증가할 수 있는 있지만) 이는 비잔티움 합의가 될 수 없다. 아울러, 블록체인 시스템은 네트워크 파티션 에 자동으로 대응하지 않기 때문에 비잔티움 수준이 될 수 없다. 만약 특정 집단이 다른 회원들과 인터넷 상에서 분리되어 있는 경우 이는 여러개의 블록들을 생성해 낼 수 있으며 (“forking”이라 칭함), 이는 거래의 순서에 있어 불필요한 혼란을 초래할 수 있다. 비잔티움이라는 용어는 실제 의미보다 약한 의미로 사용되기도 하는데 해시그래프는 본래의 엄격한 수준의 정의를 적용하고 있다. 해시그래프는 모든 회원들이 도출된 합의에 대해 알고 있어야 한다는 점, 잠정 위해자들이 공모를 할 수 있다는 점, 그리고 위해자들이 인터넷 자체를 통제할 수도 있다는 점 등을 인식하고 있기 때문에 엄격한 의미에서의 비잔티움을 보장할 수 있다.

해시그래프는 ACID를 준수한다. ACID는 데이터베이스 용어로서, 해시그래프를 분산형 데이터베이스로 운용할 경우 적용된다. 커뮤니티 내 회원들은 거래가 발생한 순서에 대해 합의를 구할때 본 지침을 적용한다. 합의가 도출된 후, 각 회원이 갖고 있는 데이터베이스의 로컬 복사본에 합의된 추가 거래 내용을 입력하게 된다. 만약 모든 로컬 데이터베이스가 ACID (원자성, 일관성, 고립성, 지속성) 표준을 준수할 경우, 커뮤니티 전체가 하나의 분산형 데이터베이스를 보유하고 있다고 명명할 수 있다. 블록체인에서는 완전한 합의가 도출된 시점을 알 수 있는 방법이 없다. 여섯번 정도의 확인과정을 통해 알아내는 정도가 해시그래프와 비슷한 수준에서의 ACID 준수라고 볼 수 있을 것이다. 해시그래프는 블록체인 커뮤니티에서 언급되는 100% 효율성을 갖고 있다.

블록체인에서는 추후에 탈락되거나 커뮤니티에서 채택하지 않을 블록 때문에 시간을 허비하는 경우가 있다. 해시그래프에서는 블록이 절대 탈락되지 않는다. 해시그래프는 작업증명 절차가 필요 없기 때문에 저렴하다. 비트코인에서는 불필요한 계산과정 때문에 시간이 지연되는 경우가 있다. 앞으로 컴퓨터들의 성능이 좋아질수록 이러한 과정들은 추가가 될 것이다. 이런 것들은 일의 처리를 지연시킬 뿐 별다른 도움이 되지 않는다. 이로 인해 서로간의 경쟁에서 이기고 싶은 채굴자들은 고가의 특별 주문제작된 하드웨어를 구매해야 할 지도 모른다. 하지만 해시그래프는 블록들이 처리되는 속도가 빨라져도 영향을 받지 않기 때문에 효율적이다. 다시 말해 일처리의 속도를 줄이기 위해 컴퓨터 연산을 낭비할 필요가 없다는 의미다. 해시그래프는 타임스탬 형식이다. 모든 거래에는 합의 시간이 배정되며 이는 각 회원들이 해당 거래를 처음 수신한 시간들의 중앙값이다. 합의 도출을 위한 절차인 타임스탬프 작업은 비자티움 수준을 보장하며 또한 증명이 가능하다. 만약 참여하는 회원들의 대다수가 정직하고 신뢰할 수 있는 컴퓨터 시간을 입력 했다면 정직하고 신뢰할 수 있는 회원들이 생성한 공동의 시간표이므로 타임스탬프 내 한 개 또는 두 개 시점 사이에 존재한다고 볼 수 있고 그 결과 정확성과 신뢰성이 보장된다. 합의 타임스탬프 형식은 마감시간 내에 사건이 실제로 발생했는지에 대한 합의가 정립되며 공격에 취약하지 않기 때문에 스마트 계약 등의 환경을 개발하는데에 유용하다. 블록체인 시스템은 각 블록에 타임스탬프가 있지만 채굴을 처리한 컴퓨터 시계만 반영된다.

해시그래프는 서비스 거부 공격인 디도스(DDoS)에 대한 방어가 가능하다. 블록체인과 해시그래프 모두 서비스 거부 공격을 저항할 수 있도록 분산되어 있다. 한 명의 회원 또는 채굴자에게 데이터 패킷을 플러딩하여 인터넷 연결을 임시로 차단할 수는 있으나 커뮤니티 전체는 정상적으로 진행될 것이다. 시스템 전체를 공격하기 위해서는 상당수의 회원들을 대상으로 패킷 플러딩을 해야 하는데 이는 실행하기가 까다롭다. 한때 블록체인의 대안으로 리더 방식 또는 라운드-로빈 방식을 기반으로 한 시스템들이 출시된 적이 있었다. 이것들은 블록체인의 작업증명 비용을 줄이기 위해 출시되었으나 서비스 거부 공격에 취약하다는 단점이 있었다. 만약 공격자가 현재 리더를 공격하고 새로운 리더가 선정되자 마자 그 공격을 다음 리더에게 이동시킨다면 한 명만 공격하면서도 시스템 전체를 마비시킬 수 있다. 해시그래프는 작업증명 단계 없이도 이 문제를 피할 수 있다.

해시그래프는 공개형 시스템으로 설정이 되어 있고 작업증명의 비용을 없앴다. 허가형 시스템은 승인을 받은 회원만 참여가 가능하고 공개형 시스템은 승인절차를 요구하지 않고 누구든지 참여가 가능한 커뮤니티이다. 일반적인 블록체인은 작업증명을 사용하면 공개화로의 전환이 가능하지만 지분증명과 같은 파생 솔루션들은 허가형으로 운용되어야 안전하다. 해시그래프 시스템은 다양한 적용이 가능하도록 설계되었다. 그 중 흥미로운 점은 지분증명을 사용하는 것인데 이는 특정 암호화폐의 소유자들에게 보유하고 있는 화폐량에 비례하는 투표권한을 부여하는 구조이다. 새로운 화폐가 생성되는 과정에서 시장의 상당 지분을 통제하여 전체 시스템을 공격하기 어렵도록 가급적 많은 사람들이 사용하는 암호화폐가 좋은 암호화폐이다. 만약 다수의 화폐 소유자가 해시그래프 시스템에 참여한다면 지분증명의 도입을 통해 허위의 다중계정 집단이 전개하는 시벌 공격으로부터 보호 받을 수 있다. 이런 시스템은 공개형으로 전환해도 보안상 안전하며 작업증명의 비용을 없앨 수 있다.

참고자료

• 스월즈 공식 홈페이지 https://www.swirlds.com/
• 스월즈 트위터 https://twitter.com/Swirlds
• 스월즈 페이스북 https://www.facebook.com/swirlds/
• 스월즈 링크드인 https://www.linkedin.com/company/swirlds-inc/about/

같이 보기

• 맨스 하몬
• 리몬 베어드
• 해시그래프
• 스월즈랩스

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