Multichain KOR

Multichain 이란?

다중블록체인 구조는 거래내역을 저장하는 메인 블록체인과 블록체인 운영에 관계되는 여러 서브 블록체인으로 구성된다. 이는 다양한 데이터구조를 단순화시키며 복잡한 비즈니스모델을 체계적인 데이터베이스로 바꾸어 주는 장점을 가지고 있다.

• blockchain의 종류

• 내부 체인 연결

• 블록-검증

• Block Structure

  • Main Block Structure

  • Warrant Block Structure

  • Citizen Block Structure

  • Oracle Block Structure

Block Chain의 종류

• Main block chain: 단순 거래, 블록체인 기여도에 따른 보상 내역 등을 기록

• Citizen block chain: SymID 별 계정 정보 및 업데이트 정보 기록

• Warrant block chain: 인증 노드 선출 정보 기록

• Oracle block chain: 운영 정책 파라미터, 토큰간 환율 정보 등 기록

• Future block chain: 예약 거래 기록 (개발중)

내부 체인 연결 (Inter-connection Of Chains)

Main Block은 거래 내역이나 기록 사항이 없더라도 보안성 강화를 위해 일정 주기마다 생성되며, Sub Block은 기록할 데이터가 있는 경우 Main Block과 함께 생성된다.

Sub Block은 Main Block보다 데이터가 적어 상대적으로 조작의 위험성이 높다. 따라서 Sub Block이 생성될 때 Main Block의 정보(Number)를 블록에 기록하고, 해당 Sub Block 정보(Number, Hash)를 Main Block에 기록함으로써 임의로 Sub Block만 조작할 수 없도록 서로 연결하여 관리된다. (Main Block의 CBHash, WBHash, OBHash, CBNum, WBNum, OBNum 과 각 Sub Block의 RelatedMBNum 참고)

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여러 개의 블록들은 다수의 내부 체인으로 연결되며 DAG(Directed Acyclic Graph)를 그리며 성장해 감으로 인해 비가역성을 확보한다. Sub Block Chain은 넝쿨 식물처럼 Main Chain을 지주삼아 같이 자라는 방식이다. 따라서 특정 체인의 특정 블록을 조작 하기위해서는 메인 블록 체인의 최초블록부터 시작해서 주기적으로 변경되는 불특정 다수의 보증 노드들의 전자서명을 모두 위조해야 한다.

multichain2

또한 Main Block이 생성될 때 유효한 Sub Block의 정보(Number)를 기록함으로써 Main Block 생성 시점에 활동 중인 Sub Block의 검색이 가능하다.

모든 Sub Block은 생성시기와 적용 시기가 다를 수 있다.

아래 그림에서 Main Block M2 생성시 최종 Citizen Block은 C1이다. 즉 C1에 기록된 내용은 Main Block M2부터 반영된다는 의미이다.

아래 그림에서 Main Block M3부터 활동한 Warrant Node들은 W1에 기록되어 있다는 것을 알 수 있다. Warrant Block은 해당 Warrant Block을 적용하기 몇 블록 이전에 생성된다. (예를 들어 Main Block Number가 100에서 200까지 적용할 Warrant Block은 Main Block Number가 90일때 생성된다.) 이를 관리하기위해서 Warrant Block에는 각 Warrant Block의 적용 주기와 Warrant Node 임기가 포함되어 있다.

참고 : Main Block의 ActiveCBNum, ActiveWBNum, ActiveOBNum

multichain3

블록 검증

블록의 검증은 블록 내에 포함된 서명 값을 검증함으로써 이루어진다. 블록 내의 서명은 결합 서명 방식을 사용하며, 이는 블록 합의에 찬성한 보증 노드들이 생성한 서명을 결합하여 생성된다.

multichain4

이렇게 생성된 서명을 검증하기 위해서는 블록 합의에 찬성한 전체 보증 노드들의 신원을 확인할 수 있어야만 하며, 이는 블록을 조작하기 위해서는 결합 서명 생성에 사용된 전체 보증 노드들의 전자서명을 모두 위조해야 한다는 것을 의미한다.

multichain5

Block Structure

• Data size

Type	Size(Bytes)
uint64	8
common.Address	10
Common.Hash	32
common.PubKeyHash	20
*big.Int	가변
BKeyPub	65
BKeyPubSigned	128
Sign	64
Bloom	256
Extra	256
Payload	32000

Main Block Structure

Name	Type	Description
header	*Header	헤더
transactions	Transactions	블록 내의 트랜잭션 리스트
rewards	Rewards	블록 내의 보상 내역
validatorInfos	ValidatorInfo	블록 합의에 찬성한 보증 노드 정보 내역
signInfo	*SignInfo	블록 검증을 위한 서명 정보

• Header Structure in Main Block

Name	Type	Json Name	Description
ParentHash	Common.Hash	parentHash	부모 블록 헤더의 해시값
Primary	Common.Address	primary	블록 제안자의 SymID
Root	Common.Hash	stateRoot	상태 트리 루트의 해시값
SctRoot	Common.Hash	sctStateRoot	SCT 트리 루트의 해시값
TxHash	Common.Hash	transactionsRoot	트랜잭션 트리 루트의 해시값
RewardHash	Common.Hash	rewardRoot	보상 트리 루트의 해시값
ReceiptHash	Common.Hash	receiptsRoot	영수증 트리 루트의 해시값
CBHash	Common.Hash	cbHash	블록과 연결된 시티즌 블록의 해시값
WBHash	Common.Hash	wbHash	블록과 연결된 워런트 블록의 해시값
OBHash	Common.Hash	obHash	블록과 연결된 오라클 블록의 해시값
Number	*big.Int	number	블록의 높이 (블록 생성 주기와 무관하게 트랜잭션이 존재하거나, 블록 생성 주기에 맞춰 블록 생성시 마다 카운트되는 값)
CBNum	*big.Int	cbNum	블록과 연결된 시티즌 블록의 높이
WBNum	*big.Int	wbNum	블록과 연결된 워런트 블록의 높이
OBNum	*big.Int	obNum	블록과 연결된 오라클 블록의 높이
ActiveCBNum	*big.Int	activeCbNum	최종 생성된 시티즌 블록의 높이 번호
ActiveWBNum	*big.Int	activeWbNum	블록을 검증하기 위해 필요한 워런트 블록의 높이 번호
ActiveOBNum	*big.Int	activeObNum	현재 적용 중인 오라클 블록의 높이 번호
Bloom	Bloom	logsBloom	트랜잭션들의 로그들을 블룸필터로 표현
TickStamp	*big.Int	tickStamp	블록 생성 주기(BlockGenTick) 마다 카운트 되는 값
Time	*big.Int	timeStamp	타임스탬프 epoch값 (UTC)
GasLimit	uint64	gasLimit	블록당 현재 지급 가능한 최대 가스 총합
GasUsed	uint64	gasUsed	메인 블록 내에 트랜잭션에 의해 사용된 가스의 총합
Extra	[]byte	extraData	추가 정보 (optional)

• Transactions in Main Block

Name	Type	Json Name	Description
Publisher	common.Address	from	발신자 주소
AccountNonce	uint64	nonce	트랜잭션 일련번호
Price	*big.Int	gasPrice	발신자가 거래를 처리하기 위하여 지급하는 가스가격
GasLimit	uint64	gas	거래를 처리하는데 허용되는 최대 가스량
Recipient	common.Address	to	수신자 주소 (계정 또는 컨트랙트 주소)
Amount	*big.Int	value	수신자에게 보내는 코인 양
Payload	[]byte	input	임의의 메시지 or 계약에 대한 함수 호출 or 계약을 생성하는 코드
Type	uint64	type	트랜잭션 종류 ( 0: original, 1:sct, 2:deposit)
WorkNode	[]common.Address	workNodes	트랜잭션을 중개하는 워크노드의 SymID
Extra	[]byte	extraData	추가 정보 (optional)
V	*big.Int	v	ECDSA 서명 구성 요소
R	*big.Int	r	ECDSA 서명 구성 요소
S	*big.Int	s	ECDSA 서명 구성 요소

• Rewards in Main Block

Name	Type	Json Name	Description
SymId	Common.Address	symId	보상을 받을 계정의 Sym ID
Value	*big.Int	value	보상을 받을 양
Type	uint	type	보상 종류 (Reserved)
Extra	[]byte	extraData	추가 정보 (optional)

• ValidatorInfos in Main Block

Name	Type	Json Name	Description
SymId	Common.Address	symId	블록 합의에 찬성한 보증 노드의 Sym ID
Extra	[]byte	extraData	추가 정보 (optional)

• SignInfos in Main Block

Name	Type	Json Name	Description
MBNum	*big.Int	mbNum	서명 정보와 관련 된 메인 블록의 높이 번호 (블록 동기화시 사용)
Sign	[]byte	sign	결합 서명 값(블록 검증자가 생성한 서명 + 프라이머리 서명을 결합한 값)
Extra	[]byte	extraData	추가 정보 (optional)

-   검증자 서명 범위 (Header, Transactions, Rewards)
-   프라이머리 서명 범위 (Header, Transactions, Rewards, ValidatorInfos)

Warrant Block Structure

Name	Type	Description
header	*WarrantHeader	헤더
warrants	[]*Warrant	블록 내의 보증 노드 정보 리스트

• Header in Warrant Block

Name	Type	Json Name	Description
ParentHash	Common.Hash	parentHash	부모 블록 헤더의 해시값
RelatedMBNum	*big.Int	relatedMbNum	블록과 관련 된 메인 블록 높이 번호
WarrantHash	Common.Hash	warrantsRoot	보증노드정보 트리 루트의 해시값
Number	*big.Int	number	현재 블록의 높이
BeginMBNum	*big.Int	beginMbNum	블록내에 포함 된 보증 노드 정보를 이용하여 검증 할 수 있는 메인 블록 시작 번호
EndMBNum	*big.Int	endMbNum	블록내에 포함 된 보증 노드 정보를 이용하여 검증 할 수 있는 메인 블록 끝 번호
Extra	[]byte	extraData	추가 정보 (optional)

• Warrant Data in Warrant Block

Name	Type	Json Name	Description
SymId	*Common.Address	symId	보증 노드로 활동 할 노드의 Sym ID
BKeyPub	[]byte	bKeyPub	블록 검증용 공개키 값
BKeyPubSigned	[]byte	bKeyPubSigned	블록 검증용 공개키를 어카운트 키로 서명한 값
Group	*uint64	group	보증 노드 그룹 (A or B)
Elected	*big.Int	elected	해당 노드가 보증 노드로 활동 할 수 있는 메인 블록 시작 번호
Finished	*big.Int	finished	해당 노드가 보증 노드로 활동 할 수 있는 메인 블록 끝 번호
Extra	[]byte	extraData	추가 정보 (optional)

Citizen Block Structure

Name	Type	Description
header	*CitizenHeader	헤더
citizens	[]*Citizen	블록 내의 시티즌 데이터 리스트

• Header in Citizen Block

Name	Type	Json Name	Description
ParentHash	Common.Hash	parentHash	부모 블록 헤더의 해시값
Root	Common.Hash	stateRoot	시티즌 상태 트리 루트의 해시값
RelatedMBNum	*big.Int	relatedMbNum	블록과 관련 된 메인블록 높이 번호
CitizenHash	Common.Hash	citizensRoot	시티즌 정보 트리 루트의 해시값
Number	*big.Int	number	블록의 높이
Extra	[]byte	extraData	추가 정보 (optional)

• Citizen Data in Citizen Block

Name	Type	Json Name	Description
Publisher	common.Address	from	시티즌 정보를 발행한 CA의 Sym ID
Recipient	*common.Address	to	Reserved
AccountNonce	uint64	nonce	시티즌 일련번호
SymId	common.Address	symId	신규 등록 또는 업데이트할 Citizen의 Sym ID
AKeyPubH	common.PubKeyHash	aKeyPubH	20bytes, Account 공개키 hash (20bytes cut)
VFlag	*uint64	vFlag	검증 레벨
Country	*uint64	country	국가 코드
Status	*uint64	status	상태 코드 ( 0x01: Active, 0x02 :Revoked, 0x03 : Locked, 0x04 : Marked
Credit	*uint64	credit	신용도
Role	*uint64	role	역할 ( 0xf0f0 : Master CA, 0xf0f1 : CA, 0xf0f2 : Oracle, 0x1 : general, 0x02 : Dapp)
RefCode	*uint64	refCode	발급자 참조 코드
WriteTime	*big.Int	writeTime	신규 등록 또는 업데이트 요청 시간
Extra	[]byte	extraData	추가 정보 (optional)
V	*big.Int	v	ECDSA 서명 구성 요소
R	*big.Int	r	ECDSA 서명 구성 요소
S	*big.Int	s	ECDSA 서명 구성 요소

Oracle Block Structure

Name	Type	Description
header	*OracleHeader	헤더
citizens	[]*Oracle	블록 내의 오라클 데이터 리스트

• Header in Oracle Block

Name	Type	Json Name	Description
ParentHash	Common.Hash	parentHash	부모 블록 헤더의 해시값
Root	Common.Hash	stateRoot	오라클 상태 트리 루트의 해시값
RelatedMBNum	*big.Int	relatedMbNum	블록과 관련 된 메인블록 높이 번호
OracleHash	Common.Hash	citizensRoot	오라클 정보 트리 루트의 해시값
Number	*big.Int	number	블록의 높이
Extra	[]byte	extraData	추가 정보 (optional)

• Oracle Data in Oracle Block

Name	Type	Json Name	Description
Publisher	common.Address	from	오라클라이저의 Sym ID
Recipient	*common.Address	to	Reserved
AccountNonce	uint64	nonce	오라클 일련번호
Payload	[]byte	payload	오라클 파라미터 정보
Extra	[]byte	extraData	추가 정보 (optional)
V	*big.Int	v	ECDSA 서명 구성 요소
R	*big.Int	r	ECDSA 서명 구성 요소
S	*big.Int	s	ECDSA 서명 구성 요소