알기 쉽게 쓴 V-system

 

나는 스마트 폰입니다.

 

오늘은 투표하는 날!!

 

앱(Dapp)을 타고 투표장으로 갑니다.

 

처음 도착한 곳은 인증방(인증서버)입니다. 인증방 관리자가 내 속에 있는 usim을 확인합니다. usim의 전화번호로 내가 투표할 권리가 있는지 중복 투표하러 오지는 않았는지 확인합니다. 문제가 없어서 random id를 발급받았습니다. 인증방 관리자가 내가 발급받은 random id를 운영방(운영서버)에도 전송합니다.

 

앗! 갑자기 인증방이 연기와 함께 사라졌습니다. (스마트 폰과 인증서버와의 연결 종료)

 

그리고 순식간에 내가 다른 방(운영서버)에 들어와 있네요. 그 방은 아무도 없는 작은 방입니다. 그 방에 오락기 같이 생긴 단말기가 있습니다. 그 단말기에 random id를 제출하라는 안내 문구가 있네요.

여기서는 나의 usim 속 정보, 전화번호가 필요하지 않습니다. 나의 전화번호를 알아서도 안 되고 알려고도 하지 않습니다. 내가 random id를 갖고 있는지, 그리고 그 random id가 여기 운영방에도 있는 random id 인지만 확인할 것입니다.

그 단말기에 random id를 제출하니 “ok” 표시가 뜨면서 block 상자가 나옵니다. block 상자 안에 투표용지가 있습니다.

 

이제 투표를 합니다!

아무도 없는 은밀한 곳에서 어떤 흔적도 남김없이 투표를 할 수 있기에 나의 생각대로, 편안한 마음으로 투표를 합니다. 투표를 마치고 투표용지를 block 상자에 넣고 닫으니 block이 chain에 의해 기존 blockchain에 연결됩니다. 이제야 비로소 누구도 조작할 수 없고 해킹할 수 없는 투표, 자유 비밀투표를 blockchain 기반 전자투표 시스템으로 손쉽고 편안하게 투표 할 수 있게 되었습니다.

 

 

 

 

V-system Dapp 설계 개요(안)

 

hash 처리된 선거인 명부를 받음

각 node(스마트 폰)에 인증서버(선거인명부, random id 발급유무 체크란이 있으며 내용은 비공개)와 운영서버(hash 처리하고 내용 보이지 않음)가 포함된 Dapp 배포, 설치케 함(투표개시 이전 Dapp 설치한 node 만 투표가능)

node에서 투표앱 실행 -> 해당 node 인증서버에서 투표자격이 있는지 중복 투표인지 체크 -> 문제가 없으면 전체 node 인증서버에서 체크->문제가 없으면 random id 발급하고 운영서버와 해당 node에 배포-> random id 발급을 체크하고 전체 node에 전파, 체크하게 함 -> 인증서버와 스마트 폰 간의 연결 종료 -> 자동으로 해당 스마트 폰을 운영서버에 연결 ( random id 발급을 체크하는 것과 별도로 다른 3개 이상의 node에서 당해 random id가 발급되었음을 체크하여 역전파된 체크란이 있어서 이 두 개의 체크란이 하나라도 체크되어 있으면 random id가 이미 발급된 것으로 판단. random id 발급 체크는 당해 번호만 체크 가능하도록 하고 다른 번호에 체크할 수 없도록 함)

운영서버에서 스마트 폰의 random id가 운영서버의 random id 대장에 있는지 확인-운영서버에 random id 대장이 있고 그 내에 random id별 투표유무 확인란이 있어서 한 개의 random id로 중복 투표하는 것을 방지, 또한 random id별 block 생성 확인란이 있어서 하나의 random id로 하나의 block만 생성되게 함 ->체크 후 각 node에 전파

스마트 폰과 운영서버가 연결된 상태에서 투표하기 위해 blockchain에 진입 -> 투표 ->4번 확인란에 체크

1회 투표 당 하나의 block을 생성(이전 hash, 일련번호, random id, 투표내용, 투표결과, 투표시간, 생성hash)

block 완성 전 운영서버에 있는 random id 대장에서 같은 random id로 이미 block이 생성되어 있는지 중복 여부 확인

각 node의 일련번호를 update

생성된 block을 각 node에 전파

 

 

 

 

 

 

 

 

V- system 블록체인 개발계획(안)

 

1. 블록체인의 구분

V-system에서는 위 그림에서 가장 오른쪽인 허가 블록체인을 사용한다.

허가 블록체인은 검증자 노드들과 사용자를 특정 중앙기관의 허가를 통하여 네트워크에 참여시키게 됨으로써 중앙집중식 구조를 따르게 되고 모든 작업을 컨트롤 할 수 있다.

 

2. 여러 가지 블록체인 기반기술이 있지만 공통적으로 가지는 블록체인의 기술 구성요소는 다음과 같다.

 

블록체인 기술

1. 스마트계약 : 블록체인 네트워크에서 동작하는 프로그램.

 

2. 전자서명, 해시함수: 트랜잭션(거래)을 발생시킨 사람의 정당성을 보증하거나,

거래·블록체인 변조방지, 암호화등 보안관련기능.

 

3. 합의알고리즘: P2P네트워크와 같은 분산 네트워크에서 합의 형성을 수행하기 위한 알고리즘으로 블록체인을 여러 노드에서 공유하기 위한 가장 중요한 구조이다.

 

4. p2p 네트워크: 컴퓨터끼리 같은 목적으로 연결해 네트워크를 형성하는 방식.

 

 

 

 

위의 여러 가지 항목을 개발하고 수행하기 위하여

여러 가지 블록체인 기반 기술 중 V-system에 사용할 블록체인 기반 기술로 Hyperledger Fabric을 선택하고자 한다.

 

 

3. Hyperledger Fabric 블록체인 기술의 내용과 특징.

 

	Hyperledger Fabric
개발처	Hyperledger Project
내 용	리눅스 재단이 주도하는 블록체인 기술/ P2P 분산 원장 기술기반, 성능과 신뢰성 향상을 위해 고유의 합의 알고리즘과 멤버십 관리 기능을 가짐.
블록체인분류	컨소시엄, 개인
합의알고리즘	Practical Byzantine Fault Tolerance (TBFT)
결제 완료성	있음. 갱신시 합의를 확정하기 때문에 결제완료성 있음
성능