• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.249-251
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• 2021

PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerant)는 PoW(Proof of Work) 대비 높은 처리 속도를 보장하며 컴퓨팅 파워의 우위로 인한 기록이 번복되지 않는 절대적 최종성을 보장하는 합의 알고리즘이다. 하지만 메시지 복잡도로 인해 참여하는 노드의 수가 증가할수록 네트워크 부하가 지수적으로 증가한다는 한계가 있다. PBFT는 블록체인 네트워크의 성능을 결정짓는 중요한 요소이지만 평가지표와 평가 기술에 관한 연구는 부족한 실정이다. 본 논문에서는 PBFT를 평가할 수 있는 정량적 지표와 개선된 방안을 쉽게 평가할 수 있도록 합의 알고리즘 변경이 편리한 PBFT 평가 프레임워크를 제안한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.271-277
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• 2022

PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerant)는 분산 네트워크 환경에서 비의도적·의도적 결함을 해결하여 합의를 달성할 수 있는 합의 알고리즘으로 높은 성능과 절대적 최종성을 보장할 수 있다. 하지만 합의 과정에서 반복적으로 발생하는 메시지 브로드캐스팅으로 인해 네트워크의 규모가 증가할수록 네트워크 부하도 커진다. PBFT 알고리즘의 특성상 소규모·프라이빗 블록체인에는 적합하지만, 대규모·퍼블릭 블록체인에 적용하기엔 한계가 있다. PBFT는 블록체인 네트워크의 성능에 영향을 끼치기 때문에 산업에서는 PBFT가 제품 및 서비스에 적합한지 테스트할 수 있어야 하며, 학계에서는 PBFT 성능 향상 연구를 위한 통일된 평가지표와 평가 기술이 필요하다. 본 논문에서는 PBFT 계열 합의 알고리즘을 평가할 수 있는 정량적 지표와 평가 프레임워크에 대해 연구한다. 또한 제안한 PBFT 평가 프레임워크를 사용하여 PBFT의 처리량, 지연시간, 내결함성을 평가한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권7호
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• pp.3351-3368
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• 2019

The Internet of Things (IoT) enables machines and devices in a global network to connect and provide applications. The Vehicular Ad-hoc NETwork (VANET) allows vehicles in the network to communicate with each other as an application of the IoT. The safety and comfort of passengers can be improved through VANET related applications. In order to be able to provide related applications, there must be a reliable VANET topology. As a result of the Byzantine agreement (BA), fault tolerance can be solved in VANET. In order to improve the reliability of the system, even if some components in the system are damaged, a protocol is needed to assist the system to perform normally. Therefore, the BA problem in VANET with multiple impairments is revisited in this research. The proposed protocol allows all normal processing elements (PEs) to reach agreement using the least amount of information exchange. Moreover, the proposed protocol can tolerate the largest number of damaged PEs in VANET.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권5호
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• pp.487-491
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• 2008

본 논문에서는 무선 센서 네트워크에서 클럭 동기화 시 악의적인 노드의 클럭 동기화 방해 공격에 대처하기 위한 비잔틴 오류 감내 클럭 동기화 기법을 제안한다. 제안 기법은 클럭 동기화를 요구하는 노드가 m개의 악의적인 노드에 대처하기 위해 부모 노드뿐만 아니라 형제 노드로부터 3m+1개의 클럭 동기화 메시지를 수신하여 클럭동기화를 진행한다. 시뮬레이터를 이용한 성능 평가를 통하여, 제안 기법은 기존 클럭 동기화 기법에 비하여 악의적인 노드의 클럭 동기화 방해 공격 시 동기 정확도 측면에서 최대 7배 향상된 성능을 보여주었다.

• 융합보안논문지
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• 제20권3호
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• pp.71-78
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• 2020

비트코인에 기반한 블록체인 기술은 익명성이 있는 스마트 계약, 저렴한 송금, 온라인 거래 등을 가능하게 하는 하부구조를 제시하고 있다. 하지만, 비트코인을 구현하는 블록체인 기술은 처리량과 지연시간 간의 트레이드오프 관계에 있는 확장가능성 제한을 갖고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 비잔틴 고장 감내 기반 블록체인 기술이 제안되었다. 이 기법은 리더를 선출하고 리더에 의해 기존 블록 내에 작업증명을 포함하지 않는 많은 마이크로 블록을 구성하여 지연시간 증가 없이 처리량을 향상시켰다. 하지만 이 기법은 리더를 선출하는 부분에서 기존 기법보다 보안성이 떨어질 수 있다. 본 논문에서는 마이크로 블록기술과 병행수행 기법을 통해 블록체인 기술의 확장가능성을 위한 기법을 제안한다. 하나의 마이크로 블록 내에는 여러 개의 거래에 대한 정보가 있다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.17-31
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• 2020

블록체인 기술이 급속도로 발전하고 있음에 따라 금융·물류 등 다양한 분야에서 블록체인 기술을 실용화하려는 시도들이 진행되고 있으며, 데이터 무결성이 매우 중요한 공공분야 또한 마찬가지이다. 국방분야 또한 네트워크 중심 작전환경(NCOE) 하에 작전운영을 위해서는 지휘통신 네트워크의 보안성 강화 및 완전무결성 확보가 매우 중요하다. 이를 위해 블록체인 네트워크를 적용한 지휘통신네트워크 구축이 필요하나, 현재까지의 블록체인 기술은 51% 공격 등의 보안 이슈들을 해결하지 못하고 있어, 국방에 접목하기 어려운 것이 현실이다. 특히, 현재 블록체인에서 많이 사용되고 있는 Practical Byzantine fault tolerance (PBFT)알고리즘은, 악의적인 행동을 하는 노드들에게 penalty 요소가 없고, 합의를 방해하는 노드가 전체 노드의 33%이상만 차지해도 합의 실패를 만드는 문제점이 있다. 본 논문에서는 블록체인의 주요 합의 알고리즘인 PBFT의 보안성 향상을 위해, Trust 모델을 접목하여 비정상 행위에 대한 penalty 메커니즘이 적용된 Adaptive Consensus Bound PBFT (ACB-PBFT) 합의 알고리즘을 제안한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2019년도 춘계학술발표대회
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• pp.197-200
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• 2019

가상 화폐 분야의 핵심 기술로 소개된 블록체인(Blockcahin) 기술은 4차 산업혁명에서 중심이 되는 기술로 주목받고 있다. 본 논문에서는 블록체인 시스템의 구조도와 대표적인 합의 알고리즘, 즉 증명(PoW: Proof of Work), 지분증명(PoS: Proof of Stake) 그리고 PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance)을 조사하였다. 합의 알고리즘의 특성을 분석하기 위하여, 보안성, 에너지 소비량, 거래 처리속도를 지표로 세워서 합의 알고리즘들에 대하여 전체적으로 비교 및 분석을 하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.987-997
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• 2018

블록체인의 tamper-free 특성으로 많은 응용들이 개발되고 있다. MIT Media Lab 등은 기존 학력 증명의 진본 여부를 확인하는 절차의 복잡한 문제를 해결하기 위해서 블록체인 기반 디지털 졸업장 시스템을 개발하였다. 기존의 연구는 public blockchain 기반으로 원칙적으로 누구나 디지털 졸업장을 발급자가 될 수 있으나 이를 해결하기 위한 방법을 명확히 제시하고 있지 않다. 기존의 학력 증명 블록체인 시스템은 블록체인의 무결성을 활용하지만 개인정보가 다수 들어 있는 졸업장의 기밀성 문제를 해결하지 못하고 있다. 본 논문에서는 최초로 private blockchain 기반으로 HyperCerts라 명명된 디지털 졸업장 시스템을 제안한다. Private blockchain 기반이므로 신원이 확인된 신뢰할 수 있는 자만이 디지털 졸업장을 발급할 수 있으며 practical byzantine fault tolerance를 합의 알고리즘으로 이용하여 작은 컴퓨팅 파워를 필요로 하며 합의에 따른 지연이 매우 적은 장점이 있다. 디지털 졸업장은 민감한 개인정보를 포함한다. 따라서 디지털 졸업장의 privacy는 보장되어야 한다. HyperCerts는 디지털 졸업장의 hash값만 분산 원장에 저장하므로 악의적 노드의 참여로 인한 개인정보 유출 문제를 원천적으로 차단한다. 또한 디지털 졸업장은 암호화되고 OTP와 함께 제공되어 복호화 횟수 제한 등으로 디지털졸업장이 유출되었을 때 무분별한 복호화를 방지하도록 하였다.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.37-44
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• 2023

In the future society, a means to verify the identity of the information owner is required at the beginning of most services that the information owner encounters, and the emergence and gradual spread of digital identification that proves the identity of the information owner is essential. In addition, as the utilization value of personal information increases, discussions on how to provide personal information are active. Therefore, there is a need for a personal information management method necessary for building a hyper-connected society that is safe from various hacking, forgery, alteration, and theft by allowing the owner to directly manage and provide personal information management. In this study, a decentralized identity information management model that overcomes the problems and limitations of the centralized identity management method of personal information and manages and selectively provides personal information by the information owner himself and implemented a smart personal information provision system(SPIPS: Smart Personal Information Provision System) using a smartphone.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제23권6호
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• pp.181-192
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• 2023

Blockchain system brought innovation in the area of accounting, credit monitoring and trade secrets. Consensus algorithm that considered the central component of blockchain, significantly influences performance and security of blockchain system. In this paper we presented four consensus protocols specifically as Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS), Delegated Proof of Stake (DPoS) and Practical Byzantine Fault-Tolerance (PBFT), we also reviewed different security threats that affect the performance of Consensus Protocols and precisely enlist their counter measures. Further we evaluated the performance of these Consensus Protocols in tabular form based on different parameters. At the end we discussed a comprehensive comparison of Consensus protocols in terms of Throughput, Latency and Scalability. We presume that our results can be beneficial to blockchain system and token economists, practitioners and researchers.