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2020년 5월 11일 (월) 17:44 판

타키온 프로토콜(Tachyon Protocol)
타키온 프로토콜(Tachyon Protocol)

타키온 프로토콜(Tachyon Protocol)은 브이시스템즈 기반의 탈중앙화된 인터넷 프로토콜이자 탈중앙화된 정보 네트워크를 구축하기 위해 개발된 암호화폐이다. 생태계 발전에 기여한 유저들에게 보상하여 타키온 네트워크의 토큰 경제를 실현하는 블록체인 매개체의 역할로 발행되었다.

개요

타키온이란 브이시스템즈 블록체인을 기반으로 한 TCP/IP를 대체할 수 있는 탈중앙화 인터넷 프로토콜이다. 이는 디파이(DeFi)라는 탈중앙화 금융 시스템 개발을 위해 블록체인 인프라가 적용되는 X-VPN이다. 이러한 블록체인 생태계를 형성 및 유지하여 유저를 위한 효율적인 거래 및 보상 매커니즘을 확립하기 위해 타키온 프로토콜이 개발되었다. 타키온 프로토콜은 분산해시테이블(DHT), 블록체인, UDP, 암호화 등의 기술을 접목시킴으로써 보안성이 높고 추적 불가능하며 빠른 속도를 지닌 차세대 TCP/IP 구축을 목표로 하고 있다.

타키온 프로토콜은 TBU, TSP, TAA, 타키온SDK로 구성되어 있다. TBU(tachyon booster UDP)는 분산해시테이블, 블록체인, UDP, 실시간 최적 경로(real-time optimal routing) 등의 기술을 도입해 네트워크의 전달 속도를 200%~1000%까지 가속화할 수 있으며, X-VPN 시범 데이터에서 90% 이상의 연결 성공률을 가진다. TSP(tachyon security protocol)은 암호화와 트래픽 은닉 체계(traffic concealing scheme)를 사용해 릴레이 노드로부터 보호하는 시큐리티 프로토콜을 사용한다. TAA(tachyon anti-analysis)는 동시 다발 라우팅 방안안(concurrent multi-routing scheme)과 다중-릴레이 포워딩 방안(multi-relay forwarding scheme)을 통해 네트워크의 안티 모니터링 기능을 확장시킨다. 마지막으로 타키온SDK는 블록체인과 결합해 쉽고 빠르게 타 프로그래밍 언어와 통합 및 활용될 수 있다.

타키온 프로토콜은 오픈 P2P 네트워크로 노드가 서비스를 제공하며 마켓을 형성한다. 각자의 노드는 각각에 맞는 역할을 갖고 있다. 먼저 클라이언트 노드는 연결을 개시하는 노드로 스마트폰, 컴퓨터, 라우터 등과 같은 소비자 레벨뿐만 아니라 iOS, 안드로이드, 윈도우, 맥, 리눅스와 같은 운영체제를 제공하는 기업 레벨을 지원한다. 제공자 노드는 컴퓨터, 라우터 등과 같은 소비자 레벨과 서버 및 윈도우, 맥, 리눅스 등의 기업 레벨 기기 등의 트래픽을 전달하는 노드이다. 마지막으로 비즈니스 노드는 대역폭을 통해 블록체인, 디앱 등의 비즈니스에 동력을 공급하는 노드이다. 비즈니스 중에는 클라이언트 노드의 컬렉션인 경우도 있다. 제공자 노드는 추가 금액을 지불하기 위한 인센티브가 없는 반면, 클라이언트 노드는 타키온 프로토콜 네트워크에 접근해야만 한다.

특징

TBU

TB(tachyon booster UDP)는 TCP/TP 프로토콜을 재구성하기 위해 분산해시테이블, 블록체인 및 UDP 기술을 사용하는 하단 통신 레이어이다. 실시간 최적화 라우팅을 적용하여 200%~1000%의 전송 가속화와 복잡한 네트워크 환경에서 90% 이상의 연결 성공률을 달성할 수 있다.

TCP/IP 개선

타키온 프로토콜은 PPoIP, 분산해시테이블, UDP 및 블록체인과 같은 검증된 기술을 사용하여 TCP/IP 프로토콜의 인터넷 레이어, 전송 레이어 및 애플리케이션 레이어를 재구성한다.

  • 데이터 링크 레이어 : TCP/IP 모델에서 해당 레이어는 두 지점 간의 커뮤니케이션의 기반이 되는 물리적 하위 레이어 및 논리적 하위 레이어를 포함한다.
  1. 물리적 하위 레이어 : 해당 레이어는 네트워크에서 사용되는 하드웨어로 구성된다. 로컬 인프라의 일부로 해당 레이어는 로컬 인터넷 서비스 공급자로부터 제공된다.
  2. 논리적 하위 레이어 : 최신 인터넷은 이더넷을 사용하여 안정적인 랜(LAN)을 구축한다. 이더넷은 CSMA/CD와 함께 버스 토폴로지를 사용하여 모든 스테이션은 전송하기 전 매체가 유효하 상태인지 확인한다. 충돌이 발생하면 스테이션은 어느 정도 기다린 후 재전송을 한다. 전송 시도가 더 많이 실패할수록 대기시간은 길어진다. 대량의 충돌이 발생할 경우 네트워크의 정체 시간은 길어진다. 스타 토폴로지를 사용하면 중앙 허브의 오류로 인해 네트워크가 아예 작동하지 않는다. 최신 인터넷은 구조가 탄탄한 이더넷을 기반으로 구축되었으며 여기에서 타키온 프로토콜이 진입하여 의미있느 최적화를 진행하기는 어렵다.
  • 인터넷 레이어 : TCP/IP 모델에서 해당 레이어는 주로 노드를 선택하고 연결을 구성한다. 연결의 구축, 유지 및 중단과 동시에 호스트 주소/식별 및 패킷 라우팅을 목적으로 사용된다. 해당 레이어의 기본 프로토콜은 IP 프로토콜이다.
  1. 타키온 프로토콜은 PPP(point to point protocol) 개념을 사용하여 완벽한 토폴로지로 IP 네트워크 레이어에 PPPoIP를 구축하고 완벽하게 연결된 네트워크에서 엔드 투 엔드 연결을 제공한다. 동시에 블록체인 기술을 도입하여 P2P 네트워크의 대규모 협업을 가능케 한다. 중앙 서버의 제거는 데이터의 중앙화 및 요청을 최소화하고, 모든 노드가 동등하게 여기고 참여할 수 있는 세션 및 커뮤니티 거버넌스에 블록체인 기술을 사용한다. 각 노드는 다른 모든 노드와 연결되어 네트워크의 견고함과 안정성을 강화하며, 수백만 노드의 높은 안티 필터 및 검열 기능을 한다.
  2. 라우팅 주소 지정 및 노드 일치
  • P2P 네트워크의 견고함을 보장하기 위해 타키온은 트레커리스(trackerless) P2P 네트워크 라우팅을 위한 카뎀리아(Kademlia) 알고리즘을 기반으로 자체 타키온 분산해시테이블을 사용하는 것을 목표로 한다.
  • 분산해시테이블은 분산 저장소에 사용될 수 있다. IPFS 프로젝트는 분산해시테이블이 분산 데이터 저장소로 사용되는 하나의 예이다. 또한 라우팅 및 주소 지정에도 분산해시테이블을 사용할 수 있다. 노드와 K 버킷은 블록체인의 머클트리와 유사한 데이터 구조를 형성할 수 있으며, 각 노드의 K 버킷은 해싱 링의 라우팅을 담당한다. K 버킷의 조합은 전체 P2P 네트워크에 대한 라우팅 테이블을 구성한다.
  • 새로 도달한 각 노드는 V 시스템즈 노드를 통과한 후 그들의 위치를 해시하여 키아이디(key ID)를 얻게 된다.
  • 카뎀리아 메시지 STORE : 릴레이는 XOR 연산자를 사용하여 노드 아이디가 키아이디와 가장 가까운 노드를 찾고 IP는 포트 및 활성 시간을 노드의 키아이디에 저장하도록 요청한다.
  • 카뎀리아 메시지 FIND_VALUE : 클라이언트는 연결 대상을 해싱하여 키아이디를 받고 네트워크에서 키아이디 값을 찾아 아이피 주소 세트를 반환한다.
  • K 버킷 데이터 구조 :
1) NodeMap map[NodeID] -> IP: Port, rtt;
2) RouteMap map[KeyID] -> map[NodeID] -> IP: Port, Active Time
  • 검색기 저장 방법 :
1) 클라이언트 A가 미USA의 IP 목록을 검색했다고 가정하면 A는 해당 정보를 루트맵에 저장한다.
2) 클라이언트A와 가까운 클라이언트B는 A로부터 IP 정보를 빠르게 검색할 수 있다.
3) 클라이언트B는 미국의 IP 정보를 검색한 후 해당 정보를 K 버킷에 저장한다.
  • 전송 효율 평가를 위한 실시간 최적 라우팅 시스템 :
1) 데이터 유형에 따라 노드와 같은 다양한 연결 전략을 사용한다.
2) 노드 간의 전송 효율을 평가하기 위해 노드들 사이의 지연 시간, 패킷 손실 및 대역폭을 실시간 모니터링 한다.
3) 실시간 노드 크레디트 계산
최종적으로 거리(XOR), 효율, 그리고 크레딧을 우선순위로 정렬하여 사용 가능한 루트를 얻는다.
  • 전송 레이어 : TCP/IP 모델에서 해당 레이어는 전체 메시지의 프로세스 간 전달을 담당한다. 3방향 핸드셰이크, TCP의 확인 및 재전송 메커니즘은 정보의 안정적인 전달과 속도 손실 방지 및 낮은 처리 비용을 보장한다. UDP는 높은 처리량과 낮은 오버헤드를 제공한다. 타키온 프로토콜은 TCP 대신 UDP를 채택하여 전송 효율을 향상시킨다.
  • 애플리케이션 레이어 : TCP/IP 모델에서 해당 레이어는 데이터 형식을 정의하고 데이터를 해석하는 역할을 하며 전송 요구사항을 기반으로 데이터 흐름 모니터링 암호화 및 다른 모듈을 향상시킬 수 있다. 타키온 프로토콜이 전송 레이어에서 UDP 프로토콜을 사용하므로 UDP 전달 서비스의 안정성 향상을 위해 애플리케이션 레이어에 안정적인 모듈을 구축하는 것이 필요하다.
  1. 안정성, 대역폭 관리 개선, 패킷 손실 및 데이터 중복 감소를 위한 승인
  2. 패킷 손실을 최소화하기 위한 FEC(forwqrd error crrection)
  3. 처리량 효율을 극대화하기 위한 대역폭 자동 조정

스마트 우회 스킴

네트워크 환경에는 네트워크 연결 실패에 영향을 미치는 많은 요소들이 있다. 이를 위해 타키온 프로토콜은 현재 네트워크 환경을 식별하여 사용 가능한 프로토콜을 선택하고 이로써 복잡한 네트워크 환경에서 90% 이상의 연결 성공률을 가능케 한다. 실제로 프로토콜은 연결 직전/후에 항상 실패하며 방화벽이 원격 IP를 차단하고 다른 프로토콜과의 연결 실패를 초래할 수 있음을 확인했다. 프로토콜을 분류함을 통해서 연결에 있어 프로토콜의 방해를 방지할 수 있다. 연결 성공 레코드로 프로토콜 우선순위를 지정하면 대역폭 낭비를 줄일 수 있으며, 오버헤드 및 핸드 셰이크 별로 정렬하면 대역폭의 활용률과 연결성이 향상된다.

보안 프로토콜

타키온 보안 프로토콜(tachyon security protocol, TSP)는 타키온 프로토콜의 보안 요소이다. 타키온 봉나 프로토콜은 비대칭 엔드 투 엔드 암호화 체계와 프로토콜 시뮬레이션을 제공한다. 전자는 주로 네트워크 스니핑 및 중간 공격을 막기 위해 사용되며 후자는 공격 예방, 방화벽 우회 및 필터링에 중요한 역할을 한다.

엔트 투 엔드 암호화

지점 간 네트워킹에는 다음의 두 가지 주요한 위협이 있다.

  • 스니핑(sniffing) : 공격자는 네트워크를 분석하고 데이터를 가로챌 수 있다. P2P 네트워크가 두 지점이 서로 모르고 안전하지 않은 채널에서 암호화 키를 생성하기 위해서는 타키온 보안 프로토콜이 필요하므로 디피-헬만, 타원곡선 디지털서명 알고리즘 및 임시 키를 구현하여 순방향 보안을 실현한다. AES를 사용하여 암호화 된 연결은 공격자가 연결을 가로채더라도 콘텐츠를 읽을 수 없도록 한다. 해시 알고리즘(HMAC, SHA-2, Keccak) 좋바을 사용하여 데이터 무결성을 보장하므로 공격자에 의해 통신이 변경되려고 하면 해당 메시지는 무시된다. 공개 암호화 키를 사용하여 전송에 랜덤 데이터를 추가하고 전송되는 콘텐츠의 프레임 바이트와 같은 정보 부분을 암호화함으로써 제3자가 통계적 특징 정보를 얻는 것을 방지한다. 각 연결에서 특정 길이의 데이터를 전송한 후 키를 여러 번 재사용하지 않도록 키가 자동으로 재협상된다.
  • 중간자 공격(man in the middle attack, MITM) : 공격자는 상대방으로 위장하여 상대와의 커뮤니케이션을 변경한다. 커뮤니케이션 전에 디피-헬만을 통해 두 당사자의 신원을 파악할 수 있다. 이론적으로 프라이빗 키가 손상되지 않는 한 중간에서 공격하는 사람을 막을 수 있다.

프로토콜 시뮬레이션 스킴

공통 프로토콜의 기능 상태를 시뮬레이션해보면서 정보의 가로챔과 노출로부터 방어하기 위해 실제 통신 콘텐츠는 숨겨진다. HTTP/HTTPS가 WWW의 가장 일반적인 커뮤니케이션 프로토콜이지만 다음의 몇 가지 결함이 있다.

  • HTTP 커뮤니케이션은 일반 텍스트를 사용하며 연결 상대에 대한 신분을 확인하지 않는다. 이는 공격자로 하여금 메시지를 가로채기 쉬운 환경이다. 또한 HTTP는 메시지의 무결성을 체크하지 않는다.
  • TLS 1.3은 인증서가 노출되는 문제를 해결하고 더 빠른 핸드 셰이크를 가졌지만 SNI를 통해 호스트 이름이 노출되어 차단으로 이어질 수가 있다.

타키온 프로토콜은 IP 패킷을 숨기고 UDP, TCP, HTTP, HTTPS, FTP 및 SMTP 트래픽을 시뮬레이션 할 수 있다.

  • SMTP 시뮬레이션 : 사용자가 이메일을 보내는 것처럼 트래픽이 나타난다.
  • HTTPS 시뮬레이션 : 사용자가 구굴 및 비비씨 뉴스 페이지에 방문하는 것처럼 트래픽이 보여진다.
  • FTP 시뮬레이션 : 사용자가 데이터를 전송하는 것처럼 트래픽이 보여진다.

해당 시뮬레이션은 공격자가 정보를 가로챌 때 타키온 프로토콜의 특성을 찾지 못하게 하며 타키온 트래픽을 탐지하는 방화벽의 기능도 비활성화시킨다.

안티 분석

일정 수준의 탈중앙화 네트워크는 공격자가 네트워크의 통신 콘텐츠를 쉽게 모니터링 할 수 있어 단일 노드 캡쳐 공격의 위험을 증가시켰다. 해당 문제를 해결하기 위해 타키온 프로토콜은 타키온 안티-분석(Tachyon Anti-analysis, TAA)를 활용하여 정보를 분해하고 전달한다. 이는 1) '동시 다중 경로 라우팅 스킴은 정보를 여러 개의 다른 IP 패킷으로 분리한 후 다른 경로를 통해 전달하여 단일 지점 공격으로 모든 정보를 얻을 수 없도록 한다' 2) '다중 릴레이 전달 스킴은 어니언 라우팅에서 아이디어를 채택한다. 해당 정보는 여러 개의 암호화로 전달되어 동시 기여 노드가 전달된 콘텐츠 및 라우팅 경로를 알 수 없도록 한다'의 두 가지 측면을 포함한다.

동시 다중 경로 라우팅

연결 경로를 가리기 위해 여러 채널을 통해 동시에 데이터를 분배한다. 사용자가 타키온 프로토콜과 통신할 때 클라이언트는 UDP/TCP 사원수 패킷에 대한 다른 종료 IP를 할당한다. 여기서 각 사원수 패킷은 다른 경로를 통해 전송된다. 사용자가 메시지(A)를 보낸다고 가정했을 때,

  • 메시지A의 요청은 IP 패킷(A1), IP 패킷(A2), IP 패킷(A3), IP 패킷(A4) 및 IP 패킷(A5)으로 분리된다. IP 패킷의 헤드는 IP 패킷 인덱스로서의 정보(A)의 SHA-256 해시 결과를 사용하여 정보(A)의 부모 격인 트리 구조를 형성한다.
  • IP 패킷(n)은 프록시(S1), 프록시(S2), 프록시(S3), 프록시(S4), 프록시(S5)를 통해 라우팅 되고 타키온 아이디로 클라이언트에 도달한다.
  • 클라이언트가 IP 패킷을 수신한 후 IP 패킷 인덱스를 사용하여 원본 메시지(A)를 검색할 수 있다.

공격자는 하나듸 채널을 공격하여 메시지의 일부분만 얻을 수 있으며 네트워크에서의 노드가 증가함에 따라 전체 통신을 가로채는 난이도는 기하급수적으로 증가한다.

다중 릴레이 체계

P2P 네트워크에서는 노드를 신뢰할 수 없다. 퍼블릭 키를 확보하여 하나의 요청을 보내려고 한다면 공격자는 어떤 노드와 통신을 하는지와 더 나아가 트래픽 루트까지도 추측할 수 있다. 따라서 데스티네이션과 릴레이를 조회하기 위한 기존의 DNS 시스템의 사용은 타키온 프로젝트가 지향하는 방향이 아니다. 그렇다면 네트워크의 특정 노드가 손상되었다고 할 때 커뮤니케이션의 모니터링을 피할 수 있는 방법은 다음과 같다.

  1. A가 D에게 메시지를 전달하려 하면 A는 D의 퍼블릭 키로 메시지를 암호화한다.
  2. A가 암호화 된 메시지를 D에게 가는 D의 봉투에 넣은 후 C의 퍼블릭 키를 사용하여 메시지를 C의 메시지로 암호화한다.
  3. 그런 다음 A는 암호화 된 메시지를 C에게 가는 C의 봉투에 넣고 B에게 가는 메시지로 B의 퍼블릭 키를 사용하여 암호화한다.
  4. A가 암호화 된 메시지를 B에게 보내면 B는 이를 해독하고 암호화 된 봉투를 C에 가져온다.
  5. B는 암호화 된 봉투를 C에 보냅니다. C는 이를 해독하고 암호화 된 봉투를 D로 가져온다.
  6. C는 암호화 된 봉투를 D로 보내고, D는 암호를 해독하여 A에서 메시지를 가져온다.
  7. 이 경우 릴레이는 B와 C가 모두 손상되지 않는 한 D와 A가 통신을 하고 있음을 알 수 없다.

노드 B와 노드 C가 동시에 제어되지 않는 한 노드 A가 노드 D에 메시지를 보낸다는 것을 아는 것은 거의 불가능하다. 해당 체계는 네트워크에서 통신 모니터링/트래킹의 가능성을 최소화한다.

SDK

대부분의 블록체인 프로젝트는 TCP/IP 기반 네트워킹을 사용하며 비트코인과 이더리움은 데이터 브로드캐스팅에 TCP를 사용하고 있다. 타키온 프로토콜이 TCP/IP에 대한 대안을 제공하도록 하려면 암호화 프로토콜 간의 상호작용, 데이터 동기화 및 노드 상호 작용 등 몇 가지 사항만 고려하면 된다. 이는 모두 자원을 소비해야 하는 절차이다. 블록체인의 통합 비용을 절감하려면 적절한 캡슐화를 보장하고 개발 난이도를 낮춰야 한다. 타키온 프로토콜은 블록체인 네트워크가 기술 스택과 쉽게 통합할 수 있는 표준 SDK를 제공해야 한다. 블록체인이 배포된 후 해당 노드는 전송 레이어 프로토콜의 자동 프록시 및 포트 전환을 구현할 수 있으며 노드 간 데이터 전송은 타키온 프로토콜을 통해 전송될 수 있다. 절대 보안 및 개인정보보호, 빠른 속도, 노 블록 및 낮은 비용이란 장점을 가진 타키온 프로토콜은 개인정보보호, 데이터 저장소, CDN, 디파이, 인스턴스 메시지, 엣지 컴퓨팅, 게임과 같은 블록체인 기반 디앱에 이점을 제공한다. 타키온 SDK를 위한 고도의 맞춤형 모듈을 제공한다.

  • 데이터 전송 유형별로 우선순위 설정(예: 낮은 지연시간/낮은 패킷 손실/높은 대역폭의 우선순위 지정)
  • 트래픽 은닉(예: 선호 프로토콜, 시뮬레이션 요청)
  • 다중 프로토콜 우회(예: 특정 프로토콜 사용)
  • 트래픽 분산(예: 최대/최소 분산 설정)
  • 다중 릴레이(예: 1~6 릴레이 모드, 자동 모드)

타키온마켓

프로토콜 사양

노드 검증

세션 경제

세션 역학

생태계

사용 예시

탈중앙화 저장소

CDN

디파이

사물인터넷

DNS

경제 시스템

각주

참고자료

같이 보기

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