본 연구 논문에서는 실제 프로덕션 환경에서 사용되는 대규모 분산 시스템인 CCF(Confidential Consortium Framework)의 분산 프로토콜의 정확성을 검증하기 위해 TLA+를 사용한 스마트 캐주얼 검증 방식 적용 경험을 다룹니다.
CCF는 신뢰할 수 있고 안정적인 클라우드 애플리케이션 개발을 위한 범용 오픈소스 플랫폼입니다. CCF는 중앙 집중식 컴퓨팅과 분산형 신뢰를 결합하여 신뢰할 수 없는 클라우드 인프라에 배포하고 상호 불신하는 당사자가 투명하게 관리할 수 있도록 지원합니다. CCF는 원격으로 검증 가능한 기밀성 및 코드 무결성을 위해 하드웨어 기반 TEE(Trusted Execution Environment)를 활용하고, 데이터 무결성 및 고가용성을 위해 감사 가능한 변경 불가능한 원장으로 지원되는 상태 머신 복제와 결합하여 이를 달성합니다.
CCF는 Azure 기밀 원장 서비스와 같은 서비스에서 프로덕션 환경에 사용되므로 CCF 설계 및 구현의 정확성에 대한 신뢰를 구축하는 것이 중요합니다. 분산 컨센서스 프로토콜은 올바르게 구현하기 어려우며, 미묘한 버그가 포함된 것으로 밝혀진 사례가 많습니다. 따라서 CCF의 정확성을 검증하기 위해 엄격하고 포괄적인 접근 방식이 필요합니다.
본 논문에서는 형식적 방법론의 엄격함과 자동화된 테스트의 실용성을 결합한 실용적이면서도 체계적인 검증 방식인 스마트 캐주얼 검증 방식을 소개합니다. 구체적으로는 TLA+의 형식 명세와 C++ 구현을 연동하여 검증을 수행했습니다.
스마트 캐주얼 검증 방식을 통해 CCF 설계 및 구현에서 6가지 미묘한 버그를 발견하여 프로덕션 환경에 영향을 미치기 전에 수정할 수 있었습니다. 또한, 본 논문에서는 스마트 캐주얼 검증을 복잡한 기존 코드베이스에 적용하면서 직면했던 과제와 이를 극복한 방법을 설명합니다.
본 논문에서 제시된 스마트 캐주얼 검증 방식은 CCF와 같은 복잡한 분산 시스템의 정확성을 검증하는 데 효과적인 것으로 나타났습니다. 이러한 접근 방식은 프로덕션 환경에 배포되기 전에 시스템의 잠재적인 버그를 식별하고 수정하는 데 도움이 되므로 분산 시스템 개발에 귀중한 도구가 될 수 있습니다.
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