이더리움 블록체인상의 페어링 연산 구현 및 응용

박윤수,전성윤,이문규 한국차세대컴퓨팅학회 2022 한국차세대컴퓨팅학회 논문지 Vol.18 No.4

Ethereum is a public blockchain that allows all users to verify data stored in the blockchain, so it is essentially difficult to utilize sensitive data on Ethereum. To resolve this issue, we can consider implementing protocols that ensure confidentiality of data on Ethereum smart contracts. The representative protocols that achieve this goal include zkSNARKs and functional encryption. Since most of these protocols use pairing as a major cryptographic operation, pairing must be implemented to provide Ethereum with confidentiality. In this paper, we implemented pairing functions in the Solidity language to provide pairing-based confidentiality protocols as smart contracts, verified whether the pairing functions work correctly and compared the proposed pairing functions with the existing method for pairing computation on Ethereum. In addition, using the pairing functions, we implemented the BLS signature scheme as smart contracts and executed them on Ethereum, confirming that the implemented pairing functions can be effectively applied to practical applications. 이더리움은 모든 사용자가 블록체인에 저장된 데이터를 확인할 수 있는 공개형 블록체인이기 때문에 이더리움 상에서 개인 정보 등의 민감한 데이터를 활용하는 것은 근본적으로 어렵다. 이를 해결하기 위해서 데이터의 기밀성을 보장하는 프로토콜을 이더리움의 스마트 컨트랙트로 구현하는 것을 고려할 수 있고, 대표적인 기밀성 보장 프로토콜로 zkSNARKs와 함수암호가 있다. 대부분의 기밀성 보장 프로토콜들은 페어링을 주요한 암호 연산으로 사용하기 때문에 이더리움 상에서 기밀성 보장 프로토콜을 구현하기 위해서는 반드시 페어링이 먼저 구현되어야 한다. 본 논문에서는 페어링 기반의 기밀성 보장 프로토콜들을 스마트 컨트랙트로 구현하기 위해 페어링 함수를 Solidity 언어로 구현하였고, 페어링 함수의 구현 적합성을 평가함으로써 페어링 함수가 정상적으로 동작함을 확인하였으며, 기존의 이더리움 상에서 페어링을 수행하는 방법과 본 논문의 페어링 함수를 비교하였다. 또한, 페어링 함수를 이용해 페어링 기반의 암호 프로토콜인 BLS 서명을 스마트 컨트랙트로 구현하고 이더리움 상에서 실행함으로써 본 논문에서 구현한 페어링 함수가 실제 응용에 적용될 수 있음을 확인하였다.

그래프 데이터베이스 기반 이더리움 자금세탁 탐지 전략 제안

이수한,김수아,김형중 한국정보통신설비학회 2019 한국정보통신설비학회 학술대회 Vol.2019 No.08

Due to the anonymity of cyrptocurrencies, a new method of money laundering that hides the source of illegal funds has emerged by utilizing cyrptocurrencies. In addition, there are cases such as exchange hacks or ICO frauds in which cryptocurrencies themselves are dirty money. These illegal actions are criticized as problems of cryptocurrencies, and these problems must be tackled for the sake of development and commercialization of cryptocurrencies. Although Ethereum is a public blockchain that is completely open anyone, it does not provide the necessary tools such as query language or client tools needed, therefore requiring further methods to process and utilize data efficiently. This paper aims to explore the money laundering that is happening in Ethereum. In addition, it suggests the ways to sort Ethereum accounts suspected of being used for money laundering and the strategy to implement them using Graph Database.

이더리움 블록체인기술을 적용한 전자투표시스템 사례연구

박연아,김종현,김인규 한국엔터프라이즈아키텍처학회 2018 정보기술아키텍처연구 Vol.15 No.2

The blockchain technology is a core technology for forming trust, and transforms the traditional voting system into an online voting system for the purpose of increasing the efficiency as a means of realistizing democracy. In this study, Ethereum blockchain platform is applied to form its own voting network to test the feasibility of using blockchain technology for the voting application. The blockchain platform using Ethereum is proved to provide the data transparency, fairness, and security, which is a problem of the traditional on-line voting. The smart contract language in Ethereum is written in the solidity and Dapp is distributed for the voters. As a tool for CLI(Command Line Interface) to Ethereum Network, The Geth Client is installed and utilized by the proper authentication process. A smart contract is used to prevent forgery and corruption in the voting process. In addition, distributed ledger system prevents a single point of attack and double voting risk. 블록체인기술은 신뢰 기반기술로써 투표 및 개표 데이터에 대한 불신을 원천적으로 제거할 수 있는 혁신적인 기술이다. 본 연구에서는 이더리움 블록체인 플랫폼을 채택하고, Genesis file을 활용하여 자체적인 투표 테스트넷을 구성하였다. 유권자 등록 서비스, 투표 진행 서비스 등을 이더리움의 스마트 컨트랙트 언어인 solidity로 작성하여 Dapp으로 배포하였다. 이더리움 네트워크에 접근하기 위한 CLI(Command Line Interface)로서 모든 노드는 Geth Client를 설치하여 인증을 통해 참여하도록 하였다. 선거 4대 원칙인 보통·평등·직접·비밀 원칙을 소프트웨어적으로 보장하는 블록체인기술 기반 전자투표 시스템이 활용될 수 있음을 증명하였다. 투표 진행에 있어 스마트 컨트랙트를 이용하여 투표권을 부여하고, 이중투표를 방지하면서, 블록체인 기반의 효율적인 투표시스템 구축이 가능함을 검증하였다.

스마트 컨트랙트에 관한 민사법적 쟁점- DAO 사건을 중심으로

신지혜 한국민사법학회 2022 民事法學 Vol.99 No.-

The concept of Smart Contract, created by Nick Szabo, is a technical method enabling the automatic execution of the parties’ consensus. Smart contract is also used as a term that means Dapps, the decentralized applications implemented on the blockchain such as Ethereum. There are differences between the concepts and scopes between the Smart Contract of Nick Szabo and that of Ethereum, but both mean automated execution, and are the same in that they do not necessarily mean a contract of legal sense. It is estimated that legal disputes such as default could be avoided when a Smart Contract process the automatic execution in legal relations. However, even if the contract is executed automatically through Smart Contract, the legal issues, such as the debtor's insolvency or the inconsistency of intention, could not be completely avoided. Moreover, in the case of Smart Contract implemented on the blockchain, such as Ethereum, greater disputes may occur due to the legal uncertainty caused by the blockchain itself. This article, especially focusing on the Ethereum-based DAO (Decentralized Autonomous Organization) case, tried to discover and highlight these problems. Smart Contract is likely to be actively used in the trading world. In using Smart Contract, the regulations by the existing legal system should not be abandoned. Even in automated execution through Smart Contract, a device should be prepared to enable the basic legal principles, such as the protection of the weak and the respect of private autonomy. To this end, an accurate technical understanding of Smart Contracts and Blockchain should be preceded. 닉 사보(Nick Szabo)에 의해 창안된 스마트 컨트랙트(Smart Contract) 개념은 당사자들의 합의를 자동화된 절차에 의하여 이행되도록 하는 기술적 방법을 의미한다. 한편 최근에는 이더리움(Ethereum) 등 블록체인 위에서 구현되는 DApps(Decentralized Applications)를 의미하는 용어로도 사용된다. 양자 사이에 개념과 범위에서는 차이가 있으나, 양자 모두 자동화된 집행을 의미하는 것으로, 반드시 법적인 의미의 계약을 뜻하는 것은 아니라는 점에서는 동일하다. 스마트 컨트랙트를 통하여 계약 등 법률관계에서 발생하는 이행절차를 자동적으로 처리할 경우, 채무불이행 등 법적 분쟁을 회피할 수 있다고 평가된다. 그러나 계약 등의 이행이 스마트 컨트랙트를 통하여 자동적으로 이루어지더라도 채무자의 무자력이나 의사표시 하자 등 법적 쟁점들이 완전히 회피되는 것은 아니다. 더욱이 이더리움 등 블록체인 위에 구현된 스마트 컨트랙트의 경우에는 블록체인 자체에서 기인하는 법적 불확실성 때문에 오히려 더 큰 분쟁이 발생할 여지가 있다. 이 글에서는 특히 이더리움 기반의 DAO(Decentralized Autonomous Organization) 사건의 경위를 소개하고 분석함으로써, 이러한 문제점들을 발굴하고 부각하고자 하였다. 스마트 컨트랙트는 거래계에서 활발히 이용될 가능성이 높다. 이때 기존의 법체계를 통한 통제를 포기하여서는 안 된다. 스마트 컨트랙트를 통한 자동화된 이행시에도 약자의 보호나 사적자치의 존중 등 사법의 기본원리와 법질서가 관철될 수 있도록 장치를 마련해야 할 것이며, 이를 위하여는 스마트 컨트랙트나 블록체인에 관한 정확한 기술적 이해가 선행되어야 할 것이다.

IoT 환경의 스마트 에이전트를 위한 이더리움 블록체인 기반의 협업 워크스페이스

진재환,엄현민,이명준 사단법인 인문사회과학기술융합학회 2019 예술인문사회융합멀티미디어논문지 Vol.9 No.8

In IoT environment, an intelligent agent is an autonomous entity with computing power that interacts with various things for specific purposes without human intervention. Recently, as the development of Internet technology has increased the size of resources and services that intelligent agents can utilize, an environment where intelligent agents can collaborate with each other is needed. To effectively support these changes, a method is needed to provide workspaces where intelligent agents can form various groups and collaborate on them. In this paper, we present TSpace which is an Ethereum-based group workspace for effective collaboration among intelligent agents. In TSpace, intelligent agents in IoT environment can use group service based on the Ethereum blockchain through the developed CoAP/RESTful web service. TSpace also introduces a new mechanism for managing Ethereum wallets of agents accessing group services and for creating Ethereum transactions using them. 사물인터넷 환경에서의 지능형 에이전트는 사람의 간섭 없이 다양한 사물들과 상호작용하여 특정 목적을 달성하는 계산 능력을 가진 자율적 개체이다. 최근 사물인터넷 기술의 발전으로 인하여 지능형 에이전트가 활용할 수 있는 자원이나 서비스의 규모가 커짐에 따라 지능형 에이전트들이 서로 간에 협업을 수행할 수 있는 환경이 필요하게 되었다. 이러한 변화를 효과적으로 지원하기 위해서는 지능형 에이전트들이 다양한 그룹을 형성하고 이를 바탕으로 협업을 수행할 수 있는 워크스페이스를 제공하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 지능형 에이전트들 간의 효과적인 협업 환경을 위한 이더리움 기반 그룹 워크스페이스인 TSpace를 제시한다. TSpace에서는 개발된 CoAP/RESTful 웹서비스를 이용하여 사물인터넷 환경에서의 지능형 에이전트들이 이더리움 블록체인 기반 그룹 서비스를 사용할 수 있다. 이를 위하여, TSpace는 지능형 에이전트들이 이더리움 기반 그룹 서비스를 이용할 수 있도록 이더리움 계정을 관리하고 이를 이용하여 이더리움 트랜잭션을 생성하는 새로운 기법을 소개한다.

앙상블 머신러닝 기법과 블록체인 정보를 활용한 이더리움 엉클 블록 예측 분석

김한민 한국디지털정책학회 2020 디지털융복합연구 Vol.18 No.11

The advantages of Blockchain present the necessity of Blockchain in various fields. However, there are several disadvantages to Blockchain. Among them, the uncle block problem is one of the problems that can greatly hinder the value and utilization of Blockchain. Although the value of Blockchain may be degraded by the uncle block problem, previous studies did not pay much attention to research on uncle block. Therefore, the purpose of this study attempts to predict the occurrence of uncle block in order to predict and prepare for the uncle block problem of Blockchain. This study verifies the validity of introducing new attributes and ensemble analysis techniques for accurate prediction of uncle block occurrence. As a research method, voting, bagging, and stacking ensemble analysis techniques were employed for Ethereum's uncle block where the uncle block problem actually occurs. We used Blockchain information of Ethereum and Bitcoin as analysis data. As a result of the study, we found that the best prediction result was presented when voting and stacking ensemble techniques were applied using only Ethereum Blockchain information. The result of this study contributes to more accurately predict the occurrence of uncle block and prepare for the uncle block problem of Blockchain. 블록체인의 장점들은 다양한 분야에서 블록체인의 필요성을 제시한다. 하지만 블록체인에는 몇 가지 단점들이 존재한다. 그 중 엉클블록 문제는 블록체인의 가치와 활용을 크게 저해할 수 있는 문제 중 하나다. 엉클블록 문제로 인해 블록체인의 가치가 저하 될 수 있음에도 불구하고 이전의 연구들은 엉클블록에 대한 연구에 크게 주목하지 않았다. 따라서 본 연구의 목적은 블록체인의 엉클 블록 문제를 예측하고 대비할 수 있도록 엉클블록의 발생을 예측 하고자 한다. 본 연구는 엉클 블록 발생의 정확한 예측을 위해서 새로운 변수와 앙상블 분석 기법 도입의 타당성을 검증한다. 연구 방법으로 엉클블록 문제가 실제로 발생하는 이더리움의 엉클블록을 대상으로 보팅, 배깅, 스태킹 앙상블 분석 기법을 활용하였다. 분석 데이터로는 이더리움과 비트코인 블록체인 정보를 활용하였다. 연구 결과, 이더리움 블록체인 정보만을 활용하여 보팅, 스태킹 앙상블 기법을 적용할 경우 가장 높은 예측 결과가 나타난다는 사실을 발견하였다. 본 연구의 결과는 엉클블록의 발생을 보다 정확하게 예측하여 블록체인의 엉클블록 문제에 대비할 수 있도록 기여한다.

이더리움 트랜잭션 데이터 기반 스토리지 트라이 최적화 연구

김재훈,문수묵 한국정보과학회 2024 정보과학회논문지 Vol.51 No.2

Interest in blockchain has grown with the increased usage of Ethereum, thus the blockchain state data has exploded, making it difficult for users to participate in the network. In this paper, we propose a method of optimizing the storage trie, which accounts for a significant portion of state data, based on pas transaction data of real Ethereum. By deleting storage trie that never appeared during 1 million blocks from a massive 14 million block storage tire, we reduced the storage space by 19.6%, which is 10.8GB. Based on the research results of this paper, it is expected that we can propose a more effective storage trie optimization based on data.

이더리움 기반의 이더를 사용한 법원 경매 시스템에 관한 연구

김효종,한군희,신승수 중소기업융합학회 2021 융합정보논문지 Vol.11 No.2

블록체인 기술이 부동산 거래분야에서도 활발히 연구되고 있으며 부동산 거래는 다양한 방법이 있다. 본 논문에서는 오프라인상 법원 경매의 문제점을 해결하기 위해 이더리움의 Ether를 사용하여 경매 시스템의 인증 절차를 간소화하는 모델을 제안한다. 제안하는 모델은 이더리움의 Solidity언어로 작성하고 법원에서 매각기일 및 매물의 Meta date를 DApp 브라우저에 등록하고 입찰자는 Meta mask의 Private key를 통해 만들어진 개인의 지갑 주소에 접속한다. 그리고 입찰자는 원하는 매물을 선택, 입찰가격 금액을 입력하여 경매에 참여한다. 입찰자가 원하는 매물의 입찰가격이 가장 높은 입찰자의 기록을 이더리움 테스 트 네트워크에 스마트 계약으로 작성하고 블록을 생성한다. 마지막으로 네트워크에서 작성된 스마트 계약은 법원 경매 관리자가 블록체인 네트워크의 모든 노드에 배포하고, 블록체인 네트워크의 각 노드들은 열람 및 계약을 확인할 수 있다. 제안하는 모델의 스마트 계약과 시스템의 성능을 분석한 결과로 이더리움을 이용하는 플랫폼에서 Ether를 생성 및 사용, 그리고 참여로 인해 발생 하는 수수료가 있다. Ether의 가치 변화에 따라 매물의 가격에 영향을 끼치며 매번 스마트 계약에서 일정하지 않은 수수료가 발생한다. 하지만 향후 연구에서는 자체 토큰을 발행하여 Ether의 가치 변화에 따른 시세 변동성 문제와 수수료 문제를 해결하며 복잡한 법원경매 시스템을 세분화한다. Blockchain technology is also actively studied in the real estate transaction field, and real estate transactions have various ways. In this paper, we propose a model that simplifies the authentication procedure of auction systems using Ethereum's Ether to solve the problem of offline court auctions. The proposed model is written in Ethereum's Solidity language, the court registers the sale date and the sale date with the DApp browser, and the bidder accesses the address of the individual's wallet created through Metamask's private key. The bidder then selects the desired sale and enters the bid price amount to participate in the auction. The bidder's record of the highest bid price for the sale he wants is written on the Ethereum test network as a smart contract. and creates a block. Finally, smart contracts written on the network are distributed by the court auction manager to all nodes in the blockchain network, and each node in the blockchain network can be viewed and contract verified. As a result of analyzing the smart contracts of the proposed model and the performance of the system, there are fees incurred due to the creation and use of Ether on platforms using Ethereum, and participation. Ether's changes in value affect the price of the sale, resulting in inconsistent fees in smart contracts each time. However, in future work, we issue our own tokens to solve the market volatility problem and commission problem with the value change of Ether, and refine complex court auction systems.

이더리움 기반 공공정보 소프트웨어 사업산출물관리 시스템 설계 및 구현

이은주,김진욱 한국정보처리학회 2022 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.11 No.6

Blockchain is being studied in various fields such as logistics, fintech, medical care, and the public sector. In the public informationsoftware project, some deliverables are omitted because the developed deliverables and the deliverables requested by the projectmanagement methodology do not match, and an additional process is required for payment. In this paper, we propose the deliverablesmanagement system for public information software project which is configured a distributed environment using the Ethereumblockchain and which has an automatic payment system only when all deliverables are approved. This system can keep the serviceavailable in case of system failure, provide transparency and traceability of deliverables management, and can reduce conflicts betweenthe ordering company and the contractor through automatic payment. In this system, the information of deliverables is stored inthe blockchain, and the deliverables that their file name is the hash value calculated by using the version information and the hashvalue of the previous version deliverable, are stored in the SFTP server. Experimental results show that the hash value of the deliverablesregistered by the contractor is correct, the file name of the deliverables stored in the SFTP server is the same as the hash valueregistered in the Ethereum blockchain, and the payment is made automatically to the Ethereum address of the contractor when alldeliverables are approved. 블록체인은 물류, 핀테크, 의료, 공공 등 다양한 분야에서 연구되고 있다. 공공정보 소프트웨어 사업에서 개발 산출물과 프로젝트 관리 방법론에서 요청하는 산출물이 일치하지 않아 산출물이 누락되는 경우가 발생하고 대금을 지급하기 위해 별도의 프로세스가 필요하다. 본 논문에서는이더리움 블록체인을 사용하여 분산 환경을 구성하고 모든 산출물이 승인되었을 경우 자동으로 대금이 지급되게 공공정보 소프트웨어 사업산출물관리 시스템을 제안한다. 이를 통해 시스템 장애가 발생해도 정상 서비스를 제공하고, 산출물 관리의 투명성과 추적성을 제공하며, 자동화된대금 지급으로 발주사와 수행사 간 갈등을 줄이고자 한다. 본 시스템에서 산출물의 정보는 블록체인에 저장하고, 산출물은 버전 정보와 이전산출물 파일의 해시값까지 활용하여 계산된 해시값을 파일명으로 SFTP 서버에 저장한다. 실험을 통해 수행사에서 등록한 산출물의 해시값이정확한지 확인하고, SFTP 서버에 저장된 산출물의 파일명이 이더리움 블록체인에 등록된 해시값과 같은지 확인하였으며, 모든 산출물이 승인되었을때 수행사의 이더리움 주소로 대금이 자동 송금되는 것을 확인하였다.

군집 비행 드론을 위한 고속 및 경량 블록체인 플랫폼 연구

이청준,정상민,우정훈,이재환 제어·로봇·시스템학회 2019 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.25 No.5

In this paper, we demonstrate the design process and results for a low-latency, lightweight blockchain platform that is suitablefor the exchange of information between drones flying in a swarm. This blockchain platform can provide high security for these drones,with the exchange of information, such as the position or the speed of the individual drones, occurring via blockchain transactions. Therefore, the latency of these transactions is an important determinant of the validity of the information. Hence, we propose a high-speedblockchain platform with low latency that utilizes the open-source blockchain Ethereum, which is employed in various fields. Ethereum’sexisting consensus algorithm requires complicated hash operations that may be difficult for drones to process. In addition, its blockgeneration period, which is limited to a minimum of 1 second, has an adverse effect on transaction latency. We address these two issues byanalyzing and modifying the Ethereum source code and confirm the improved performance through experiments with a smart contract.