하이퍼레저 패브릭과 소토 블록체인의 기능 탐색 방법

블록체인 기술의 세계는 빠르게 진화하고 있으며, 다양한 조직의 다각적인 요구를 충족하기 위해 여러 플랫폼과 프레임워크가 등장하고 있습니다. 하이퍼레저 패브릭과 소토 블록체인의 심층 분석을 통해 우리는 이 두 가지 주요 블록체인 플랫폼의 기본 개념, 아키텍처 및 기능을 탐색할 것입니다. 글로벌 엔터프라이즈 블록체인 플랫폼으로서 하이퍼레저의 시작부터 하이퍼레저 소토의 모듈식 설계 및 보안 스마트 계약 기능에 이르기까지, 이 Cryptopolitan 가이드는 블록체인 기술 세계에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다.

하이퍼레저 소개

하이퍼레저는 2015년 12월 리눅스 재단(The Linux Foundation)에 의해 설립된 글로벌 엔터프라이즈 블록체인 플랫폼입니다. 초기 30명의 참가자로 시작하여 현재는 120명 이상의 회원으로 성장했습니다. 하이퍼레저는 다양한 조직을 위해 오픈 소스 블록체인 네트워크와 플랫폼을 생성하고 유지하는 것을 목표로 하며, 블록체인 도구와 네트워크 개발을 위한 필요한 인프라와 프로토콜을 제공합니다. 하이퍼레저 그린하우스(Hyperledger Greenhouse)를 통해 프레임워크와 블록체인 기술을 지원하는 도구를 제공하는 일련의 원칙, 규칙 및 방법을 제공함으로써 상용 블록체인 이니셔티브를 촉진합니다.

금융, 은행, 사물인터넷(IoT), 공급망 관리, 제조 및 생산, 기술 등 다양한 분야의 선도적인 조직들을 포괄하는 하이퍼레저는 주목할 만한 회원 기반을 보유하고 있습니다. 보쉬(Bosch), 다임러(Daimler), IBM, 삼성, 마이크로소프트, 히타치(Hitachi), 아메리칸 익스프레스, JP모건, 비자(Visa)와 같은 기업들은 블록체인 기술의 미래를 형성하는 데 적극적으로 참여하고 있습니다. 또한 Blockforce와 ConsenSys와 같은 여러 블록체인 기반 기업들도 하이퍼레저 프로젝트에 기여하고 있습니다.

하이퍼레저 생태계에서는 다양한 서브 프로젝트가 운영되어 컴퓨터 네트워크 전반의 시스템 및 서비스 효율성과 품질을 향상시킵니다. 이러한 서브 프로젝트에는 하이퍼레저 패브릭(Hyperledger Fabric), 하이퍼레저 인디(Hyperledger Indy), 하이퍼레저 칼리퍼(Hyperledger Caliper), 하이퍼레저 버로우(Hyperledger Burrow), Sawtooth, Composer, Cello 등이 포함됩니다. 이러한 프로젝트들의 미묘한 차이와 특징을 이해하는 것은, 특히 암호화폐 분야에 새로 입문한 사람들에게는 어려울 수 있습니다.

하이퍼레저 패브릭: 모듈형 애플리케이션과 안전한 블록체인 솔루션의 힘

하이퍼레저 재단(Hyperledger Corporation)의 오픈소스 프로젝트인 하이퍼레저 패브릭(Hyperledger Fabric)은 모듈형 애플리케이션 구축과 블록체인 기술 혁신을 위한 견고한 기반을 제공합니다. 블록체인 플랫폼으로서, 하이퍼레저 패브릭은 플러그 앤 플레이(Plug-and-Play) 컴포넌트를 활용하여 사기업이 블록체인 기반 제품과 애플리케이션을 구축할 수 있도록 지원합니다. 하이퍼레저 플랫폼 내에서 원장(Ledger), 표준, 프로토콜, 스마트 컨트랙트는 조화를 이루며 효율적이고 안전한 블록체인 솔루션을 가능하게 합니다.

하이퍼레저 패브릭의 주요 장점 중 하나는 데이터 분리를 용이하게 하고 거래 속도를 가속화할 수 있다는 점입니다. 프라이빗 플랫폼으로서 접근 권한 원칙에 따라 운영되며, 오직 권한이 있는 사용자만 네트워크에 연결할 수 있도록 보장합니다. 내부 직원만 접근할 수 있도록 제한함으로써 기업은 무단 접근으로부터 인프라를 강화하고 독점적인 네트워크 시스템을 구축할 수 있습니다.

하이퍼레저 패브릭은 프라이빗 거래소나 기밀 계약 등 기존 블록체인 솔루션의 일반적인 한계를 극복하기 위해 특별히 설계되었습니다. 산업용 수준의 블록체인 서비스를 제공하기 위한 유연하고 안전한 플랫폼을 제공합니다. 이 프레임워크는 네트워크 사용자 및 그들의 접근 권한에 대한 정보를 저장하기 위한 강력한 규칙을 포함하여 데이터 포인트에 대한 세분화된 제어를 보장합니다. 또한 하이퍼레저 패브릭은 허가된 멤버십(Permissioned Membership)을 지원하므로, 프라이버시와 규제 준수가 중요한 금융, 헬스케어 등 다양한 산업에 이상적인 선택입니다.

하이퍼레저 패브릭의 아키텍처

컨센서스 레이어

컨센서스(합의) 계층은 거래 순서에 대한 합의를 보장하고 블록 내 거래 데이터베이스의 정확성을 검증합니다. 통신 계층을 통해 클라이언트 및 네트워크 피어(Peer)와 통신합니다. 승인 및 컨센서스 정책을 준수하여 제안된 블록 내 거래의 정확성을 확인합니다. 또한 스마트 컨트랙트 계층과 협력하여 순서대로 정렬된 거래 데이터베이스의 정확성을 검증함으로써, 네트워크 전반의 데이터 동기화와 거래 일관성에 기여합니다.

스마트 계약 레이어

스마트 계약 레이어는 정책과 계약에 따라 거래의 유효성을 검증하여 유효한 거래만 블록에 포함시킵니다. 여기에는 사전 출시 비즈니스 로직을 위한 설치형 스마트 계약과 커밋된 트랜잭션을 통해 구현된 비즈니스 규칙을 위한 온체인 스마트 계약의 두 가지 유형이 포함됩니다. 하이퍼레저 패브릭(Hyperledger Fabric)에서는 체인코드(chaincode)라고 불리는 스마트 계약이 Go, JavaScript(Node.js), 그리고 잠재적으로 Java와 같은 언어로 개발됩니다. 체인코드는 승인 피어(endorsing peer) 프로세스와 별도의 Docker 컨테이너 내에서 안전하게 실행됩니다.

통신 레이어

통신 레이어는 공유 원장에서 노드 간 피어투피어(P2P) 메시지 전송을 가능하게 합니다. 이는 컨센서스 레이어, 클라이언트 및 네트워크 피어 간 통신을 촉진합니다. 트랜잭션은 원자적이고 순차적으로 실행되며, 시스템이 단일 노드인 것처럼 처리됩니다. 성공적인 통신은 모든 비결함(non-faulty) 노드가 제출된 트랜잭션을 수신함을 보장합니다. 하이퍼레저 패브릭에서 전송 계층 보안(TLS)은 단방향 및 양방향 인증을 지원하며 안전한 통신을 보장합니다.

데이터 스토어 추상화

데이터 스토어 추상화는 모듈이 서로 다른 데이터 스토어를 사용할 수 있도록 합니다. 하이퍼레저 패브릭에서는 프라이빗 데이터가 승인된 피어 노드의 전용 데이터베이스에 저장되며, 체인코드를 통해 접근됩니다. 비밀 데이터의 해시는 모든 채널 피어의 원장에 기록됩니다. 하이퍼레저 패브릭은 상태 데이터베이스로 LevelDB와 CouchDB를 지원합니다. LevelDB는 체인코드 데이터를 키-값 쌍으로 저장하며 피어 활동에 통합됩니다. CouchDB는 선택 사항인 외부 데이터베이스로, 체인코드 데이터가 JSON 형식으로 표현될 때 풍부한 JSON 쿼리를 가능하게 합니다. 성공적인 배포는 체인코드를 블록체인 '위'에 설치합니다.

암호화 추상화

암호화 추상화는 다른 구성 요소에 영향을 주지 않고 다양한 암호화 기술이나 모듈의 사용을 가능하게 합니다. 하이퍼레저 패브릭 버전 2.0은 네이티브 암호화폐 생성을 가능하게 하는 Fabtoken을 도입했습니다. 이더리움을 기반으로 하는 하이퍼레저 베수(Hyperledger Besu)는 무허가 플랫폼 및 이더리움 네트워크와 호환되는 오픈 소스 공개 이더리움 구현체입니다. 하이퍼레저 베수는 CPU 및 GPU 마이닝을 지원하며, GPU 마이닝 테스트에는 Ethminer가 사용됩니다. 하이퍼레저 패브릭은 비트코인 같은 암호화폐를 지원하지 않으며, 산업용 블록체인 기반 애플리케이션 및 시스템에 대한 인프라와 표준 제공에 중점을 둔다는 점에 유의해야 합니다.

아이덴티티 서비스

아이덴티티 서비스는 신뢰할 수 있는 루트(trusted root)를 확립하고, 아이덴티티의 등록 및 등록을 관리하며, 블록체인 인스턴스에서의 변경을 용이하게 합니다. 이는 인증, 권한 부여를 처리하며, 스마트 계약 레이어에서 트랜잭션 처리 중 엔티티를 인증하고 권한을 부여하는 데 사용됩니다. 하이퍼레저 패브릭은 사용자 ID 관리 및 네트워크 참여자 인증을 위한 개인 아이덴티티 서비스를 제공하여 허가된 네트워크(permissioned networks)를 가능하게 합니다. 접근 제어 목록(ACL)은 특정 네트워크 작업에 대한 권한 부여를 통해 권한의 계층을 추가합니다. 하이퍼레저 패브릭 CA와 같은 인증 기관(CA)은 인증서를 관리합니다.

정책 서비스

정책 서비스는 승인(endorsement), 컨센서스, 그룹 관리와 같은 시스템 정책을 관리합니다. 이는 이러한 정책을 효과적으로 시행하기 위해 다른 모듈과 협력합니다. 하이퍼레저 패브릭에서 정책은 네트워크 변경, 라우팅 및 스마트 계약에 대한 승인 또는 거부 프로세스를 지배합니다. 이는 초기 채널 설정 중에 수립되며 채널이 진화함에 따라 수정될 수 있습니다. 정책은 트랜잭션이 승인된 네트워크 노드에 의해 생성되고 확인되도록 보장함으로써 하이퍼레저 패브릭을 구분짓습니다.

API

API 모듈은 클라이언트와 애플리케이션이 블록체인과 상호 작용할 수 있도록 합니다. 하이퍼레저에는 세 가지 유형의 API로 구성됩니다. 관리자 API는 런타임 설치, 새로 고침 및 핑(pinging)과 같은 작업을 관리합니다. 공통 API는 연결된 비즈니스 네트워크에 대한 정보에 접근하고 자산, 참여자, 트랜잭션 및 이벤트 생성을 용이하게 합니다. 런타임 API는 트랜잭션 함수가 쿼리, 이벤트 발생, 레지스트리 검색, 참여자 정보 접근 및 JavaScript 객체 직렬화를 수행할 수 있게 합니다. 또한 HTTP REST 호출도 지원합니다.

상호 운용성

상호 운용성은 별도의 블록체인 인스턴스 간 통신 및 상호 작용을 가능하게 합니다. 이는 블록체인 기술의 잠재력을 최대한 활용하기 위해 포괄적인 데이터 및 트랜잭션 표준에 의존합니다. 식품 안전과 같은 산업은 향상된 제품 가시성을 위해 데이터 표준을 활용했습니다. 그러나 상호 운용성 및 통합을 달성하는 것은 여전히 블록체인 분야의 주요 과제로, 다양한 블록체인 네트워크 간 원활한 통신과 협력을 확립하기 위한 지속적인 노력이 필요합니다.

하이퍼레저 패브릭의 기능

하이퍼레저 패브릭은 다음과 같은 다양한 핵심 기능을 제공합니다.

• 높은 모듈화 및 허가된(permissioned) 아키텍처.
• 플러그인 앤 플레이 컨센서스 메커니즘.
• 유연한 구현을 위한 오픈 스마트 계약 모델.
• 트랜잭션 최종성/확인을 위한 낮은 지연 시간.
• EVM 및 Solidity 지원.
• 키 기반 및 JSON 쿼리를 통한 쿼리 가능한 데이터.
• 다중 언어 스마트 계약 지원(Go, Java, JavaScript).
• 채널 및 프라이빗 데이터 컬렉션을 통한 유연한 데이터 프라이버시.
• 조직 간 컨센서스를 위한 유연한 승인 모델.
• 롤링 업그레이드 및 비대칭 버전 지원을 포함한 원활한 운영.

하이퍼레저 소토스(Hyperledger Sawtooth)란 무엇인가?

하이퍼레저 소토스는 분산 원장 네트워크 및 애플리케이션의 생성 및 운영을 용이하게 하는 엔터프라이즈 블록체인 플랫폼입니다. 이는 엔터프라이즈 사용 사례를 위한 안전한 스마트 계약을 우선시하며, 블록체인-어-서비스(BaaS) 모델을 따릅니다.

하이퍼레저 소토스는 모듈식 설계를 통해 자체적으로 고유한 특성을 갖추며, 조직과 컨소시엄이 특정 도메인에 맞게 정책을 수립할 수 있게 합니다. 애플리케이션은 고유한 비즈니스 요구 사항과 일치하는 트랜잭션, 권한 부여 및 컨센서스 알고리즘을 선택할 수 있어, 핵심 및 애플리케이션 기능이 동일한 플랫폼에 존재하여 보안과 성능에 영향을 미칠 수 있는 기존 블록체인 시스템에 비해 유연성이 향상됩니다.

오픈 소스 엔터프라이즈 블록체인-어-서비스 플랫폼으로서, 하이퍼레저 소토스는 기본 핵심 시스템 설계에 대한 심층적인 지식 없이도 사용자 정의된 스마트 계약의 실행을 가능하게 합니다. 이는 PBFT 및 PoET을 포함한 다양한 컨센서스 알고리즘을 지원하며, 엔터프라이즈 사용에 최적화된 사용자 친화적인 설계를 제공합니다. 또한 소토스는 중앙 집중식 서비스가 민감한 정보를 노출할 수 있는 가능성을 제거하여 기밀성을 보장하는 별도의 권한 부여를 보장합니다.

모듈식 플랫폼으로서, 하이퍼레저 소토스는 분산 원장의 개발, 배포 및 운영을 가능하게 합니다. 이는 신뢰할 수 있는 실행 환경(TEEs)을 활용하여 공정하고 효율적인 컨센서스를 달성하는 혁신적인 '경과 시간 증명'(PoET) 컨센서스 알고리즘을 통합합니다. 플러그인 가능한 컨센서스 알고리즘과 허가된 및 무허가 네트워크 지원을 통해, 소토트는 트랜잭션과 스마트 계약 실행을 네트워크 노드에 기록하는 분산 원장을 제공합니다. 트랜잭션은 병렬로 처리되어 성능이 향상됩니다.

스마트 계약 배포 및 실행을 간소화하기 위해 소토스는 소토스 레이크(Sawtooth Lake) 스마트 계약 엔진을 제공합니다. 이 플랫폼은 원장과 원활하게 상호 작용하고 트랜잭션을 제출하기 위한 RESTful API를 제공합니다. 하이퍼레저 소토스는 확장성을 자랑하며, 수천 개의 노드를 지원하는 네트워크와 초당 수백만 개의 트랜잭션 처리를 지원할 수 있습니다.

하이퍼레저 소토스는 분산 원장을 구축하고 배포하기 위한 유연하고 강력한 플랫폼입니다. 이는 공급망 관리, 디지털 자산 추적 및 투표 시스템과 같은 다양한 애플리케이션에 적합합니다. 핵심 원장 시스템을 애플리케이션별 환경과 분리함으로써, 소토트는 시스템 보안을 유지하면서 애플리케이션 개발을 단순화합니다. 이 접근 방식은 개발자가 자신의 애플리케이션에 특화된 비즈니스 규칙을 정의할 수 있게 하여, 핵심 블록체인 네트워크 외부에서도 선호하는 프로그래밍 언어로 쉽게 호스팅, 관리 및 사용할 수 있게 합니다.

하이퍼레저 소토스 아키텍처

하이퍼레저 소토(Hyperledger Sawtooth)의 아키텍처 구성 요소 및 기능을 자세히 살펴보겠습니다:

하이퍼레저 소토스 아키텍처 다이어그램 (출처: sawtooth.hyperledger.org/docs/1.2/architecture/) 

클라이언트

하이퍼레저 소토스는 비동기식 클라이언트/서버 패턴을 따릅니다. 클라이언트는 서버에 요청을 보내며, 서버는 0개 이상의 응답으로 답합니다. 클라이언트는 응답을 기다리지 않고 여러 요청을 보낼 수 있으며, 서버는 새 요청을 기다리지 않고 여러 응답을 보낼 수 있습니다.

REST API

하이퍼레저 소토스는 클라이언트가 공통 JSON/HTTP 표준을 사용하여 검증자(validator)와 상호 작용할 수 있는 실용적인 RESTish API를 제공합니다. REST API는 언어 중립적인 인터페이스를 통해 트랜잭션 제출 및 블록 읽기를 위한 별도 프로세스 역할을 합니다. 이는 OpenAPI 사양을 사용하여 광범위하게 문서화되어 기계와 인간 모두에게 명확성과 접근성을 보장합니다. REST API는 품질 개선을 위해 '찾을 수 없음(Not Found)'에 대한 404 및 '서비스 사용 불가(Service Unavailable)'에 대한 503과 같은 공통 HTTP 상태 코드를 지원합니다. 이는 JSON 엔벨로프를 사용하여 메타데이터를 클라이언트에게 보내며, 코드, 제목 및 메시지 속성을 사용하여 오류 처리를 제공합니다. 요청 형식을 지정하기 위해 쿼리 매개변수가 지원되며, 엔드포인트는 소토스 원장의 블록, 트랜잭션 및 메타데이터를 포함한 리소스에 대한 참조를 제공합니다.

트랜잭션 프로세서

트랜잭션 프로세서는 트랜잭션의 비즈니스 로직을 검증하고 처리하여 상태에 포함할지 여부를 결정합니다. 이는 트랜잭션 변경 사항을 적용하고 다음 블록에 추가합니다. 검증자 노드는 트랜잭션 서명의 유효성을 보장합니다. 특정 요구 사항을 충족하기 위해 트랜잭션 프로세서에 추가 로직을 추가할 수 있습니다. 트랜잭션을 처리하기 위해 추가된 트랜잭션 핸들러에는 apply 및 helper 함수가 포함됩니다. 소프트웨어 개발 키트(SDK)에서 제공하는 프로세서 클래스는 범용 기능을 제공하며, 핸들러 클래스에는 애플리케이션별 비즈니스 로직이 포함되어 있습니다. 트랜잭션 프로세서 클래스는 검증자 및 핸들러 클래스와 연결됩니다.

컨센서스 엔진

컨센서스 API는 재설계되어 '컨센서스 엔진'이라는 별도 프로세스로 이동했습니다. 이는 언어 독립적인 컨센서스 알고리즘을 위한 인터페이스를 제공하여 소토스의 컨센서스 옵션을 확장합니다. 컨센서스 엔진은 REST API 및 트랜잭션 프로세서와 함께 별도 프로세스로서 작동합니다. 여기에는 후보 블록 생성을 위한 BlockPublisher, 컨센서스 규칙 준수 검증용 BlockVerifier, 그리고 체인 헤드가 될 다음 블록 선택을 위한 ForkResolver의 세 가지 프로세서가 포함됩니다.

검증자

하이퍼레저 소토스에서 승인된 노드는 블록과 배치(batch)를 유사하게 검증합니다. 블록 검증에는 온체인 트랜잭션 권한 확인 및 온체인 블록 검증 규칙 적용이 포함됩니다. 배치는 트랜잭션 스케줄러로 전송됩니다. 네트워크 계층은 검증자, REST API, 트랜잭션 프로세서 및 클라이언트 간 통신을 용이하게 합니다. 이는 피어 발견, 트랜잭션 처리, 블록 관리를 처리하며 컨센서스 엔진을 지원합니다. 소토스는 트랜잭션의 직렬 및 병렬 스케줄링을 모두 지원하며, 동일한 상태 주소(state addresses)를 수정하는 트랜잭션을 효율적으로 처리합니다. 검증자 프로세스는 현재 체인의 마지막 블록을 유지하고 체인 헤드 업데이트를 결정하는 체인 컨트롤러(chain controller)와, 새로운 후보 블록을 생성하고 유효한 트랜잭션을 추가하는 블록 관리자 및 발행자(block manager and publisher)로 구성됩니다.

하이퍼레저 소토스의 기능

하이퍼레저 소토스의 독특한 기능 중 일부는 다음과 같습니다.

• 애플리케이션 레벨과 핵심 시스템 간의 분리
• 소토스 권한 부여 기능을 갖춘 프라이빗 네트워크
• 고급 병렬 스케줄러를 통한 병렬 트랜잭션 실행
• 이벤트 생성 및 브로드캐스팅 지원
• Seth를 통한 이더리움 EVM 스마트 계약 호환성
• 동적 컨센서스
• 샘플 트랜잭션 패밀리

결론 

블록체인 기술의 채택이 계속 증가함에 따라 하이퍼레저 패브릭과 하이퍼레저 소토스 같은 플랫폼은 조직이 안전하고 확장 가능한 블록체인 기반 솔루션을 구축하는 데 중요한 역할을 합니다. 하이퍼레저의 협력적 접근 방식과 광범위한 회원 기반은 블록체인 도구 및 네트워크의 개발과 표준화에 기여합니다. 모듈식 아키텍처, 강력한 컨센서스 메커니즘 및 스마트 계약 지원을 통해 하이퍼레저 패브릭과 하이퍼레저 소토스는 블록체인 기술의 혜택을 활용하려는 조직을 위한 견고한 기반을 제공합니다. 블록체인 환경이 진화함에 따라 하이퍼레저는 선두에 서서 전 세계 산업의 혁신과 변혁을 주도하고 있습니다.