컨소시엄 블록체인에서 대용량 데이터 저장을 위한 분산 저장 시스템 DBNode

Основные понятия

컨소시엄 블록체인에서 대용량 데이터를 효율적으로 저장하고 관리할 수 있는 분산 저장 시스템 DBNode를 제안한다.

Аннотация

이 연구에서는 컨소시엄 블록체인에서 대용량 데이터를 효율적으로 저장하고 관리할 수 있는 분산 저장 시스템 DBNode를 제안한다.

주요 내용은 다음과 같다:

1. 데이터 가용성과 내결함성을 높이기 위해 데이터 파편화 및 분산 저장을 위한 erasure coding 기술을 활용한다.
2. 조직 간 및 조직 내 해시 슬롯 테이블을 이용한 두 단계 해시 슬롯 메커니즘과 미러 전략을 통해 데이터 가용성을 높인다.
3. 스마트 계약을 통해 파일 접근 제어 메커니즘을 설계하여 데이터 보안과 프라이버시를 보장한다.
4. 사용자 친화적인 HLF 애플리케이션을 개발하여 사용자가 대용량 파일을 블록체인에 쉽게 저장할 수 있도록 한다.
5. IPFS 대비 DBNode 시스템의 성능 평가 실험을 통해 파일 저장 및 검색 지연 시간 측면에서 DBNode의 우수성을 입증한다.

이를 통해 컨소시엄 블록체인에서 대용량 데이터 저장의 한계를 극복하고 데이터 보안, 무결성, 가용성을 보장할 수 있다.

Статистика

블록체인 노드 실패를 n-k개까지 허용할 수 있는 (n, k) erasure 코드를 사용한다.
조직 실패를 y개까지 허용할 수 있도록 설계되었다.
단일 DBNode에 최대 100개의 링크가 저장되며, 전체 시스템에 최대 300개의 링크가 저장된다.
1000MB 파일 저장 시 단일 DBNode는 12,800바이트, 전체 시스템은 38,400바이트의 추가 저장 공간이 필요하다.

Цитаты

"이 연구에서는 컨소시엄 블록체인에서 대용량 데이터를 효율적으로 저장하고 관리할 수 있는 분산 저장 시스템 DBNode를 제안한다."
"DBNode 시스템은 IPFS 대비 파일 검색 지연 시간이 크게 향상되었다."
"DBNode 시스템은 네트워크 대역폭 변화에 효과적으로 적응할 수 있다."

Ключевые выводы из

DBNode: A Decentralized Storage System for Big Data Storage in Consortium Blockchains

by Narges Dadkh... в arxiv.org 10-01-2024

https://arxiv.org/pdf/2409.20123.pdf

Дополнительные вопросы

컨소시엄 블록체인 외에 다른 유형의 블록체인에서도 DBNode 시스템을 적용할 수 있을까?

DBNode 시스템은 컨소시엄 블록체인인 Hyperledger Fabric을 기반으로 설계되었지만, 그 구조와 원리는 다른 유형의 블록체인에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 퍼블릭 블록체인에서도 DBNode 시스템을 활용할 수 있으며, 이 경우 데이터의 접근 제어 및 프라이버시 보호를 위해 추가적인 조치가 필요할 수 있다. 퍼블릭 블록체인은 모든 사용자가 접근할 수 있는 반면, DBNode 시스템은 특정 사용자에게만 데이터 접근을 허용하는 기능을 제공하므로, 이러한 접근 제어 메커니즘을 강화하여 퍼블릭 블록체인에서도 효과적으로 사용할 수 있다. 또한, DBNode의 에러 복구 및 데이터 무결성 보장 기능은 다양한 블록체인 환경에서 유용하게 활용될 수 있으며, 이를 통해 블록체인 기술의 유연성과 확장성을 높일 수 있다.

DBNode 시스템의 확장성을 높이기 위한 방안은 무엇이 있을까?

DBNode 시스템의 확장성을 높이기 위해서는 여러 가지 접근 방식을 고려할 수 있다. 첫째, 노드의 수를 증가시켜 시스템의 분산 저장 용량을 확장할 수 있다. 더 많은 DBNode를 추가함으로써 데이터의 분산 저장이 가능해지고, 이는 데이터 접근 속도와 가용성을 향상시킬 수 있다. 둘째, 다양한 에라저 코딩 기법을 도입하여 데이터의 복원력을 높이고, 노드 간의 데이터 분산을 최적화할 수 있다. 예를 들어, (n, k) 에라저 코드를 사용하여 데이터 조각을 더 효율적으로 분배하고, 노드 실패 시 데이터 복구를 용이하게 할 수 있다. 셋째, 마스터 노드의 선택 기준을 개선하여 네트워크의 성능을 최적화할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 대역폭, 저장 용량, 응답 시간 등을 종합적으로 고려하여 마스터 노드를 동적으로 조정함으로써 시스템의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있다. 마지막으로, 클라우드 기반의 확장성을 활용하여 필요에 따라 DBNode를 유연하게 추가하거나 제거할 수 있는 구조를 설계함으로써, 시스템의 확장성을 더욱 높일 수 있다.

DBNode 시스템의 보안 및 프라이버시 보장 메커니즘을 더 강화할 수 있는 방법은 무엇일까?

DBNode 시스템의 보안 및 프라이버시 보장 메커니즘을 강화하기 위해서는 여러 가지 방법을 고려할 수 있다. 첫째, 스마트 계약을 통해 접근 제어 규칙을 더욱 세분화하고, 사용자 인증 절차를 강화할 수 있다. 예를 들어, 다단계 인증(MFA) 시스템을 도입하여 파일 접근 시 추가적인 인증 단계를 요구함으로써 보안을 강화할 수 있다. 둘째, 데이터 암호화 기술을 활용하여 저장되는 모든 데이터 조각을 암호화함으로써, 데이터가 유출되더라도 해독할 수 없도록 할 수 있다. 셋째, 블록체인 네트워크 내에서의 데이터 전송 시, 전송 경로를 암호화하여 중간자 공격을 방지할 수 있다. 넷째, DBNode 간의 통신을 안전하게 하기 위해 VPN 또는 TLS와 같은 보안 프로토콜을 적용하여 데이터 전송의 안전성을 높일 수 있다. 마지막으로, 정기적인 보안 감사 및 취약점 분석을 통해 시스템의 보안성을 지속적으로 점검하고 개선함으로써, 보안 및 프라이버시를 더욱 강화할 수 있다.