• International journal of advanced smart convergence
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• 제12권1호
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• pp.41-52
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• 2023

The purpose of this study is to review the proposed solutions to the Blockchain trilemma put forward by various research scholars and to draw conclusions by comparing the findings of each study. We found that the models so far developed either compromise scalability, decentralization, or security. The first model compromises decentralization. By partially centralizing the network, transaction processing speed can be improved, but security strength is weakened. Examples of this include Algorand and EOS. Because Algorand randomly selects the node that decides the consensus, the security of Algorand is better than EOS, wherein a designated selector decides. The second model recognizes that scalability causes a delay in speed when transactions are included in a block, reducing the system's efficiency. Compromising scalability makes it possible to increase decentralization. Representative examples include Bitcoin and Ethereum. Bitcoin is more vital than Ethereum in terms of security, but in terms of scalability, Ethereum is superior to Bitcoin. In the third model, information is stored and managed through various procedures at the expense of security. The application case is to weaken security by applying a layer 1 or 2 solution that stores and reroutes information. The expected effect of this study is to provide a new perspective on the trilemma debate and to stimulate interest in continued research into the problem.

• 산업융합연구
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• 제21권8호
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• pp.51-58
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• 2023

최근 블록체인은 트릴레마를 해결하기 위해 이상적인 분산 신뢰 네트워크를 설계하려고 노력했다. 그러나 일부 국가간 분쟁으로 에너지 분배의 불균형이 발생했고, 현재 비트코인과 같은 블록체인 네트워크가 거래와 채굴을 위해 엄청난 에너지를 소비하고 있다. 기존 연구인 데이터 볼륨 기반 신뢰 모델은 루빈 방식의 신뢰 모델보다 증가하는 블록체인 크기를 더 잘 평가했다. 본 논문에서는 성장하는 블록체인 네트워크의 존속시간, 블록체인 크기 및 거래를 위해 소모된 에너지를 고려하여 블록체인 네트워크의 지속 가능성을 평가하는 확장성 기반 에너지 모델을 제안한다. 또한 수학적 분석을 통해 제안 모델과 기존 모델에 대한 만족도와 최적의 블록체인 크기를 비교한다. 그러므로 제안된 확장성 기반 에너지 모델은 트릴레마를 해결하고 지속 가능성을 검증하는 적절한 블록체인 네트워크를 선택할 수 있는 평가 툴을 제공할 것이다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.45-53
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• 2020

블록체인은 탈중앙화된 방식으로 트랜잭션 제어가 가능하고 투명성, 보안성, 유연성과 같은 장점들로 인해 이미 제조, 금융, 은행, 물류, 의료 산업 영역으로의 도입이 검토되고 있으며, 경제적으로 큰 파급효과를 가져올 것으로 예측되고 있다. 그러나 블록체인은 확장성(Scalability), 탈중앙화(Decentralization), 보안(Security) 특성을 동시에 개선하기는 매우 어려운 3중 딜레마(Trilemma)가 존재한다. 그 중에서 블록체인의 가장 큰 한계는 확장성으로, 지속적으로 크게 증가하는 트랜잭션과 노드의 증가에 대처하기가 매우 어렵다. 블록체인을 확장 가능하게 하려면 기존의 합의 방식을 수정하거나 확장 방식에 영향을 주는 특성 및 네트워크 효율을 향상시켜 더 높은 성능을 달성할 수 있어야 한다. 따라서 본 연구에서는 허가형(Permissioned) 블록체인의 대표적인 합의 알고리즘인 PBFT의 메시지 복잡도인 O(n²)을 O(n)으로 줄이고 확장 구조에 적합한 클러스터 기반의 CBS-PBFT를 제안한다. 그리고 시뮬레이션 실험결과를 통해 타당성을 검증한다.

• 전자통신동향분석
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• 제33권6호
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• pp.139-153
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• 2018

The explosive interest in block chain, which was triggered by Bitcoin in 2009, is leading to substantial investment and the development of block chain technology. There is no dispute among experts that block chain will be the next generation of innovation. However, despite the high expectations for block chains, the related technology still has certain limitations. In addition to improving issues such as a low transaction throughput, inefficient agreement algorithms, and an inflexible governance structure, it is necessary to solve various problems for commercialization and full-scale spreading owing to the trilemma problem among the scalability, security, and decentralization. Under this situation, identification of the technology characteristics according to the generation is helpful for the development of the core technology requirements and commercialization blueprint in establishing an R&D direction. Therefore, in this article, the development of blockchain technology is divided into generations and analyzed in terms of the operational structure, consensus algorithm, governance, scalability, and security.

• 융합정보논문지
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• 제10권10호
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• pp.65-70
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• 2020

Peer-to-Peer 망에서 디지털 콘텐츠를 거래와 암호화폐를 발행할 수 있는 신뢰망인 비트코인이 출현된 후, 거래 성능을 향상시키기 위해 많은 블록체인이 개발되었다. Joseph Lubin이 이런 Transaction Per Second (TPS) 만 강조한 블록체인 망에 탈중앙화 지수라는 개념을 최근 보완하여 Decentralization TPS (DTPS)를 제안하였지만, TPS에 대한 가중치가 여전히 크고 확장 트릴레마 중 하나인 보안 이슈를 충분히 고려하지 않았다. 본 논문은 블록체인 크기, 고아 블록률과 평균 블록 크기를 고려하여 새로운 신뢰 메트릭을 제안하고, 시그모이드 함수 및 최적화 기법으로 블록체인 망의 만족도를 극대화하기 위한 최적의 블록체인 크기를 제시했다. 인기 있는 블록체인 망들과 비교하여 기존 Lubin의 신뢰 모델보다 향상된 성능을 보였으며, 비트코인 계열의 블록체인 망이 이더리움 보다 나은 최적의 데이터 볼륨과 신뢰 만족도를 제공했다.

• 산업경영시스템학회지
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• 제43권4호
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• pp.168-177
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• 2020

In recent years, importance of blockchain systems has been grown after success of bitcoin. Distributed consensus algorithm is used to achieve an agreement, which means the same information is recorded in all nodes participating in blockchain network. Various algorithms were suggested to resolve blockchain trilemma, which refers conflict between decentralization, scalability, security. An algorithm based on Byzantine Agreement among Decentralized Agents (BADA) were designed for the same manner, and it used limited committee that enables an efficient consensus among considerable number of nodes. In addition, election of committee based on Proof-of-Nonce guarantees decentralization and security. In spite of such prominence, application of BADA in actual blockchain system requires further researches about performance and essential features affecting on the performance. However, performance assessment committed in real systems takes a long time and costs a great deal of budget. Based on this motivation, we designed and implemented a simulator for measuring performance of BADA. Specifically, we defined a simulation framework including three components named simulator Command Line Interface, transaction generator, BADA nodes. Furthermore, we carried out response surface analysis for revealing latent relationship between performance measure and design parameters. By using obtained response surface models, we could find an optimal configuration of design parameters for achieving a given desirable performance level.