• 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.

• 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.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2020년도 제61차 동계학술대회논문집 28권1호
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• pp.193-194
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• 2020

블록체인의 활용이 다양해지며 블록체인을 통한 산업, 정부의 기술적용이 확산되고 있다. 특히 사물인터넷 등 빅데이터 관리를 위한 방법으로 블록체인과의 융합도 적지 않게 거론되고 있다. 사물인터넷과 같은 빅데이터를 효과적으로 관리하기 위해서는 수집 및 저장과정과 더불어 투명하고 정확한 신뢰기반의 데이터 관리가 필요하다. 현재 블록체인의 프라이빗 블록체인 플랫폼에서 가장 많이 제시되고 활용되는 합의알고리즘은 PBFT이다. PBFT의 경우 노드 증가에 따른 연산알고리즘의 과중으로 인한 속도저하가 문제가 될 수 있다. 본 논문에서는 PBFT의 합의과정에 대한 알고리즘을 수정하여 노드 증가 시에도 복잡도를 낮출 수 있는 방법을 제안하였다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 노드 개수를 변형하며 기존 PBFT알고리즘 대비 제안 알고리즘의 우수성을 증명한다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제18권6호
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• pp.741-754
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• 2022

Openstack is widely used as a representative open-source infrastructure of the service (IaaS) platform. The Openstack Identity Service is a centralized approach component based on the token including the Memcached for cache, which is the in-memory key-value store. Token validation requests are concentrated on the centralized server as the number of differently encrypted tokens increases. This paper proposes the practical Byzantine fault tolerance (PBFT) blockchain-based Openstack Identity Service, which can improve the performance efficiency and reduce security vulnerabilities through a PBFT blockchain framework-based decentralized approach. The experiment conducted by using the Apache JMeter demonstrated that latency was improved by more than 33.99% and 72.57% in the PBFT blockchain-based Openstack Identity Service, compared to the Openstack Identity Service, for 500 and 1,000 differently encrypted tokens, respectively.

• 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.

• 스마트미디어저널
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• 제12권9호
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• pp.95-102
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• 2023

개인정보의 활용 가치가 높아짐에 따라, 개인정보를 제공하는 방법에 대한 논의가 활발하나, 개인정보 활용을 위해 기관에서 필요로 하는 정보는 필요 이상의 정보가 노출되고 있다. 따라서 개인정보 보호의 문제점과 한계를 극복하기 위한 개인의 프라이버시 보호는 필수적이다. 본 연구에서는 개인정보의 중앙집중형 ID 관리(Centralized Identity Management)방법의 문제와 한계를 극복하고, 정보 소유자 스스로 자신의 개인정보를 관리하고 선택적으로 제공하는 탈중앙화 정보 관리(Decentralized Identity Information Management)모델을 제시하고, 실험을 통하여 PBFT 합의 알고리즘에서 스마트 개인정보 제공 시스템(SPIPS: Smart Personal Information Provision System)을 구현하여 개인 정보의 우수성을 보인다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.47-53
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• 2020

블록체인은 분산 네트워크에 연결된 노드 간 검증과 합의를 통하여 정보를 투명하게 관리하는 분산공유원장이다. 최근에 프라이빗 블록체인을 기반으로 허가된 기관 간 데이터 관리 사례가 증가하고 있다. 본 논문에서는 프라이빗 블록체인의 대표적 합의 알고리즘인 PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance)의 적용 사례 및 기술적 처리과정을 조사하고 PBFT 처리 시 발생하는 중복된 검증과 합의과정을 간소화 하여 효율적인 합의가 가능하도록 수정된 PBFT 알고리즘을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 권위 있는 노드를 통한 위임노드 선출과정을 거치며 후보노드 대상 효율적인 재선출 알고리즘을 고려하여 위임노드선출과정의 안전성을 높일 수 있기 때문에 전반적으로 합의과정의 네트워크 통신비용에 대한 부담을 줄이고 노드 간 최종 합의과정을 빠르게 처리할 수 있다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2021년도 추계학술발표대회
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• pp.334-336
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• 2021

허가형 블록체인 기반 데이터 공유 시스템은 분산 환경에서 신뢰 수준을 구축하고 일관된 메시지를 기록 및 공유함으로써 서비스의 상호 운용성을 가능하게 한다. 그러나 허가형 블록체인은 종종 탈중앙화, 보안 및 상호 운용성과 충돌한다. 이는 중앙 집중식 시스템으로 돌아가거나 데이터의 독점 및 남용 및 오용으로 이어질 수 있다. 따라서 CAP (Consistency, Availability, Partition tolerance)에 이론 검증에 따라 메시지 공유, 비잔틴 내결함성 및 메시지 일관성을 고려하고 적용해야 한다. 기존의 PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance) 합의 알고리즘는 노드의 증가시, 장애내성을 갖기위해 계산되어야 할 합의 처리시간이 증가하며, DPOS(Delegated Proof of Stake) 알고리즘은 보상, 리더 선출의 공정성 문제 등에 따라 허가형 블록체인에서의 적합한 방식이 연구되고 있다. 본 논문에서는 서비스의 상호 운용성과 과제에 대해 논의하고 허가된 블록체인의 합의 개선을 통한 데이터 공유 시스템을 제안한다.

• 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.