KEEP!T Today

안녕하세요! KEEP!T 입니다.

비트코인을 이해하기 좋은 아티클을 마저 번역해보자 합니다.
지난번 번역본: 비트코인의 학술적 유래(1)

비잔티움 장애 허용 (Byzantine fault tolerance)

중앙 감독기관이 존재하지 않는 인터넷 화폐의 요건은 훨씬 까다롭고 엄격할 것입니다. 중앙 감독기관이 없기 때문에 분산원장은 필연적으로 포크 (forks)를 가집니다. 이것은 어떤 노드들은 A 블록을 가장 최신의 것으로 생각하는 반면, 다른 노드들은 B블록이라 주장할 수 있다는 것을 뜻합니다. 이러한 포크의 발생은 원장의 기능을 방해하려는 해킹 시도일 수도 있고, 혹은 단순한 네트워크 지연으로 인하여 각자의 노드들이 상대의 블록을 인식하지 못한 상태에서 여러 블록들이 거의 같은 순간에 생성될 때 나타나는 문제일 수도 있습니다. 연결된 타임스탬핑(linked timestamping) 하나 만으로는 포크 문제를 해결할 수 없다는 것을 1998년 Mike Just 사례에서 알 수 있습니다.

장애 허용 분산 컴퓨팅(Fault-tolerant distributed computing)이라고 불리는 연구 분야는 타임스탬핑과는 별도로 이러한 문제를 해결하기 위하여 노력해왔습니다. 이러한 문제는 상태 복제(state replication) 등을 비롯해 다양한 명칭으로 불리고 있습니다. 문제에 대한 솔루션은 일련의 노드들이 동일한 내용의 상태 전이(state transitions)를 동일한 순번으로 적용하도록 하는 것이었습니다. 이에 따르면, 정확한 순서는 중요하지 않고 다만 모든 노드들이 일관성 있게 유지하는 것이 요점입니다. 디지털 화폐의 경우, 복사를 해야 하는 것은 잔고의 상태(set of balances)일 것이고, 거래 내역은 곧 상태 전이(state transitions)를 뜻하게 될 것입니다. 1989년에 Turing Award를 수상했던 Leslie Lamport가 제안한 여러 초창기 솔루션들은 1) 커뮤니티 채널들을 신뢰할 수 없고, 2) 소수의 노드들이 “현실적인” 장애 (오프라인 상태로 바뀐다든지 혹은 리부팅 후 기한이 지난 메시지를 보내는 등)을 보일 때 상태 복제(State Replication)를 문제의 해결방안으로 고려했습니다. 하지만 거래 내역이 증가하면서 여러 문제점이 생기며 효율도 떨어졌습니다.

이에 따른 일련의 연구들은 네트워크 대부분을 신뢰할 수 있는 상태 (메시지 전달 지연이 허용 범위 내에서 이루어질 때)에 관한 것이었는데, 이때 프로토콜로부터의 모든 편차를 처리하기 위해서는 “장애”이라는 개념이 확장될 수밖에 없었습니다. 이러한 비잔틴 장애 (Byzantine faults)는 악의적으로 행해지는 교묘한 속임수뿐만 아니라 자연적으로 일어나는 오류들도 포함합니다. Lampor는 1982년 Robert Shostak와 Marshall Pease와 공동 저술한 논문에서 이러한 문제들을 처음 연구하였습니다. 그로부터 훨씬 뒤인 1999년, Miguel Castro와 Barbara Liskov가 저술한 중요한 논문이 등장하는데 이 논문에서는 비잔틴 오류(Byzantine faults)와 신뢰할 수 없는 네트워크 문제(an unreliable network)를 모두 해결할 수 있는 PBFT(practical Byzantine fault tolerance)를 소개하였습니다. 연결된 타임스탬핑과 비교해봤을 때 장애-허용 리터러쳐(fault-tolerance literature)는 거대한 수백의 변수와 Paxos, PBFT, 그리고 다른 세미널 프로토콜들의 최적화를 제공한다는 점이 다릅니다.

나카모토는 자신의 오리지널 백서에서 이러한 리터러쳐를 인용하지 않았고, 관련 언어도 사용하지 않았습니다. 그는 네트워크 연결을 임의로 할 수 있는 노드를 비롯하여 자신의 프로토콜을 합의 메커니즘이라 명명하는 것, 그리고 두 가지 유형의 문제들을 모두 해킹의 종류(the form of attackers)로 고려했다는 점 등 몇 가지 개념만을 사용했을 뿐입니다. 이것은 나카모토가 연결된 타임 스탬핑 (그리고 추후에 다룰 Proof of Work도)을 적극적으로 이용한 것과는 대조적이었습니다. 비잔티움 장군의 문제 (BFT를 사용해야만 해결할 수 있는 사고실험)와 비트코인의 관계에 대해 물었을 때, 그는 작업증명(Proof-of-work) 체인이 이러한 문제를 해결할 수 있다고 주장하였습니다.

그 후 몇 년 동안 다른 학술가들은 나카모토의 합의 방식을 분산 시스템의 관점에서 연구하기 시작했습니다. 그리고 이 연구는 아직도 진행 중입니다. 몇몇 연구들은 비트코인의 특징들이 다소 취약하다고 주장하는 반면, 어떤 연구들은 BFT 관점이 비트코인의 일관성 있는 특징들을 공정하게 평가하지 못한다고 주장합니다. 또 다른 연구 방식으로는 이미 연구가 충분히 이루어진 특징들의 변형(variants)을 정의하고 비트코인이 이러한 조건들을 충족하는지 증명하는 것에 초점을 두었습니다. 최근, 이러한 정의들은 더욱 표준적이고 일관적인 개념을 위하여 더욱더 다듬어졌습니다. 이렇게 다듬어진 개념들은 메시지 전달(message delivery)에 대해서 보다 현실적인 가정을 전제합니다. 하지만 이러한 작업들은 프로토콜-준수(protocol-compliant) 문제나 일부 참여자의 (정직하지 않은) 행동 등, “정직성”에 대한 가정을 바탕으로 해야 합니다. 반면 나카모토는 정직성을 유지하면 인센티브가 주어지기 때문에 정직성이 반드시 맹목적으로 전제될 필요는 없다고 주장하였습니다. 나카모토의 인센티브 기반의 합의 방식에 대해 더욱 깊이 연구한 자료에 따르면, 그의 인센티브 방식이 과거의 장애-허용 시스템과 깔끔하게 맞아 떨어지지는 않는다고 합니다.

원문: [Queue]Bitcoin's Academic Pedigree

이상 오늘의 스낵과 같은 뉴스를 마칩니다.

즐거운 주말 보내시길!

DK

이저작물은크리에이티브커먼즈저작자표시-비영리-변경금지4.0 국제라이선스에따라이용할수있습니다.