중앙은행화된 암호화폐, RSCoin

[원문](https://arxiv.org/pdf/1505.06895.pdf)

2009년에 소개 된 비트코인은 리플이나 라이트코인 같은 많은 다른 암호화폐에 영감을 주었고, 이들은 금융적으로 많은 성공을 이룩했다. 이러한 성공에 힘입어 최근에는 JPMorgan, Chase, Nasdaq등 도 블록체인 기술을 도입하는 계획을 발표하기도 됐다. 나아가 암호화폐의 이러한 잠재적인 가능성은 정부 기관에도 영향을 미치기 시작했다. 유럽 중앙은행은 암호화폐가 가져올 통화정책과 가격안정성에 대해 예측하기 시작했고, 미국 연준은 빠르고, 더 안전하며 효율적인 지불 시스템에 대한 가능성을 보기도 했다.

이러한 성공에도 불구하고, 현존하는 암호화폐는 몇가지 한계에 부딪히고 있다. 그 중에 가장 심각한 것은 바로 낮은 확장성이다. 비트코인 네트워크는 초당 7개의 거래만 처리할 수 있는 반면, 페이팔은 초당 100건을, 비자는 평균 초당 2,000~7,000건을 처리하는 것과는 굉장히 대조적이다. 이러한 확장성의 부재는 거래내역을 알리고, 작업증명을 하기 위해 막대한 컴퓨팅 에너지를 써야하기 때문이다. 라이트코인의 경우 이 비용을 분배하여, 퍼마 코인은 이러한 연산의 용도를 변경하려 하고 있지만, 두 코인 모두 궁극적으로 해당 비용을 제거하지 못했다는 문제점을 안고 있다. 두번째로 현재 암호화폐가 가지고 있는 한계점은 통과 공급을 컨트롤 할 역량이 부족하다는 것이다. 이는 미시 경제학적 관점에서 봤을 때 적거나 거의 없는 정도의 유연함을 가지고 있는 것이며, 화폐 가치에 극단적인 변동성을 갖고 있다는 것을 의미하기도 한다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 제안하는 것이 바로 RSCoin이다. 이 암호화폐는 거래 원장을 유지하는 것으로 부터 통화 공급정책을 완전히 분리 시킨 프레임워크다. 이는 더 많은 확장성을 암호화폐에 부여할 수 있고, 또한 영국은행에서 재기한 문제점 중 하나인 '중앙은행이 스스로 디지털 통화를 발행하기 위해 이 기술을 활용할 수 있는가'에 대한 답변이 될 수 있다. 이는 비트코인이 널리 퍼지면서 비단 영국은행만이 가지는 ㅁ문제가 아닐 것이라고 생각한다.

RSCoin 통화 공급을 중앙에서 집중화하여 다룸으로써 전통적인 암호화폐와 근본적인 차이점을 두고 있다. 모든 통화가 특정한 중앙은행에서 발행되며, 이를 기반으로 한 RSCoin은 무엇보다도 중앙정부에 입맛에 맞는 암호화폐가 될 것이다. 이런 중앙화에도 불구하고, RSCoin은 여전히 투명한 거래 원장이 주는 이점을 누릴 수 있고, 분산형 시스템으로 유지할 수 있으며, 전세계적으로 투명한 통화 공급이라는 목적을 달성할 수 있다. 이는 통화공급정책을 더욱 투명하게 할 수 있으며, 지불과 송금에 바로 접근할 수 있고, 익명성을 제공하며, 블록체인과 디지털 화폐를 사용함으로 써 얻을 수 있는 혁신 또한 취할 수 있다.

중앙화된 통화 인증 정책은 또한 RSCoin이 기존에 암호화폐가 가지고 있는 확장성 이슈도 해결할 수 있게 해준다. 특히, 중앙은행은 인증된 다른 많은 기관에 거래를 검증하는 을 위임할 수도 있는데, 이러한 기관을 mintettes라고 한다. mintettes는 저농적인 암호화폐 채굴자들과는 다르게, 잘못된 처리에 대해 책임을 져야할 수도 있으므로, RSCoin은 간단하고 빠른 이중지불을 감지할 수 있는 메커니즘을 제공한다. 그 결과 초당 2,000건의 거래를 처리하며, 이러한 성능 확장은 mintettes가 많아질 수록 선형적으로 증가한다. 많은 거래가 1초이내로 처리되며, 이는 전통적인 암호화폐가 몇 분 씩 걸리는 것과는 대조적이다.

이런 확장성과는 외에도, 비트코인 네트워크가 최근 miner들의 인센티브를 잘못 조정할 수도 있다는 것을 보여주기도 했고, 모든 트랜잭션을 완전히 검증하지 않고도 블록을 생산할 수 있다는 것이 밝혀지기도 했다. [참조](https://eprint.iacr.org/2015/702.pdf) RSCoin은 이를 mintettes에게 정직한 서비스를 운영할 수 있는 정도의 인센티브를 제공하는 모델을 만들었다. 실제 RSCoin의 사용에서는, 이러한 mintettes가 실재로 중앙은행과 기존 관계를 가지고 있는 기관으로 설정되어, 이러한 서비스를 수행하기 위한 인센티브를 얻을 수 있을 것이라고 생각한다.

RSCoin의 궁극적인 목적은, 암호화폐의 확장성을 증대시켜 하나의 중앙은행에 의해 실행될 수 있고 통제될 수 있도록 하는 것과 더불어, 모든 종류의 중앙은행이 그들 스스로의 암호화폐를 만들 수 있도록 하는 것이다.


## RSCoin 개요

![rscoin-overview1](../images/rscoin-overview1.png)

> 그림1) RSCoin의 주요 구조. 각각의 mintettes는 낮은 레벨의 블록을 유지하고 있으며, 다른 mintettes들과 통신할 수 있다. 특정시점에, 각각의 mintettes는 이들의 블록을 중앙은행으로 보내며, 중앙은행은 더 상위의 블록을 만들어 낸다. 이 상위 블록은 체인을 형성하고, 다른 외부 사용자들이 볼 수 있게 된다.

![rscoin-overview2](../images/rscoin-overview2.png)

> 그림2) 거래를 확인하기위한 프로토콜. 각 mintettes $$m_i$$는 주소 $$i$$의 소유자. (1)에서, 사용자는 거래 상에서 각 어드레스를 소유하고 있는 소유자를 알게 된다. (2)에서는, 입력된 주소의 대다수의 mintettes로 부터 거래에 대한 승인을 얻게된다. (3) 에서, 사용자는 거래내역과 소유주로 부터 얻은 거래 승인 내역을 보낸다. (4) 에서는, 이 승인내역을 받은 mintettes 들이 이 거래를 각 블록에 추가한다.

상위 단계에서, RSCoin은 거래원장의 규약과 통화 공급을 발생 시킨다. RSCoin 시스템은 두가지 구조를 가정하고 있다.

- 중앙은행: 완전히 통화 공급정책을 통제하는 주체
- mintettes: 거래원장을 유지할 주체

이 두 기관의 상호작용이 그림1에 나타나 있다.

간단하게 요약하면, mintettes는 거래를 유저로 부터 모으고 이를 블록으로 만들며, 이는 전통적인 암호화폐에서도 동일하게 처리하는 행동이다. 그러나 miner와는 확연하게 다른 점 이 있는데, 컴퓨터적으로 어려운 퍼즐을 풀어 작업증명을 하는 miner와 는 다르게, 각각의 mintettes들은 단지 이러한 거래를 수집하기 위해 단순히 인증만 받으면 된다. RSCoin 에서는 이러한 인증이 PKI-type functionality 으로 이루어 진다. 이는 mintettes의 공개키에 중앙은행이 서명하고, 각각의 저레벨 블록에서 이를 확인하기 위해 서명한 공개키를 담아두면 된다. 이러한 mintettes에 의해 블록이 만들어지는 간격을 `epoch`라고 한다. 이 epoch의 길이는 mintettes에 따라 달려 있다. 이러한 블록들은 궁극적으로 중앙 블록체인과 연계 된 것이 아니기 때문에, 이를 저레벨 블록이라고 명명한다. mintettes는 이렇게 일관성 있는 원장을 작성하고, 이 과정을 촉진 시키기위한 연대 책임을 지고 있다. 그리고 단순히 그들의 이전 블록을 참조하는 것 뿐만 아니라, 각각의 이전 블록 또한 참조해야 한다. 이는 저레벨 블록이 상호 참조 체인을 구성해야 한다는 것을 의미한다.어느 정도 블록이 작성되고 나면, mintettes는 이 블록들을 중앙은행에 보내야 한다. 그리고 중앙은행은 이러한 저레벨 블록을 일정한 연대순으로 모아 새로운 고레벨 블록을 만들어 내야 한다. 이 고레벨 블록은 궁극적으로 메인 블록체인에 연결되고, RSCoin의 사용자들은 이러한 단계의 블록만을 볼수 있게 된다.

 RSCoin은 독립화된 암호화폐라기 보다는 하나의 프레임워크로 보는 것이 더 타당하다. 때문에 이러한 목표를 달성하기 위해 현존하는 암호화폐의 다양한 기술을 접목할 수 있다. 예를 들어, 거래의 익명성을 강조하기 위해 ZeroCoin, ZeroCash, Pinocchio Coin등의 기술을 활용할 수 있다.

### 결론

 이 논문에서는, 중앙은행이 통화정책을 컨트롤 할 수 있는 RSCoin이라는 개념을 소개했다. 비트코인과 같은 성공적인 암호화폐의 설계에 상대적으로 최소한의 변경을 가하는 블록체인 기반으로 접근하면서, 이러한 중앙 집중화는 탈중앙화를 매력적으로 보이게한 완전한 투명성을 보장할 수 있다. 또한 2PC (중앙은행, mintettes)를 기반으로 하는 새로운 합의 매커니즘을 제안하고, 성능을 척정함으로써 일부 권한의 중앙집중화를 통해, 작업증명 기반 시스템에 필요한 컴퓨팅 파워의 낭비를 방지할 수도 있다.


중앙은행화된 암호화폐, RSCoin [원문](https://arxiv.org/pdf/1505.06895.pdf)  2009년에 소개 된 비트코인은 리플이나 라이트코인 같은 많은 다른 암호화폐에 영감을 주었고, 이들은 금융적으로 많은 성공을 이룩했다. 이러한 성공에 힘입어 최근에는 JPMorgan, Chase, Nasdaq등 도 블록체인 기술을 도입하는 계...

RSCoin) 중앙은행화된 암호화폐

유권자의 개인정보보호를 극대화 하는 스마트 컨트랙트를 활용한 이사회 투표

[원문](https://eprint.iacr.org/2017/110.pdf)

이더리움은 비트코인 다음가는 두번째로 유명한 암호화폐다. 이더리움은 기본적으로 비트코인의 블록체인을 기반으로 하고 있으며, 이 블록체인은 탈중앙화 되고 개방되어 있는 P2P 네트워크를 기반으로 유지 되고 있다. 블록체인은 중앙에서 금융 원장을 관리하는 것을 제거하기 위해 만들어 졌다. 오늘날 많은 연구원들은 블록체인을 IOT, 헬스케어 와 같은 다양한 문제를 해결하는데 적용하고자 노력하고 있다.

이 논문에서는, 블록체인을 활용한 탈중앙화 인터넷 투표를 구현하려고 한다. 검증 가능성을 제공하는 E-voting 프로토콜은 일반적으로 모든 유권자들에게 일관된 견해를 제공하는 공개 게시판의 존재를 가정한다. 현실적인 예로  International Association of Cryptologic Research(국제 암호학회)에서 하는 선거를 들 수 있다. 이들은 Helois 투표 시스템이라고 하는, 단일 웹서버에 구현된 투표 시스템을 사용한다. 이 서버는 신뢰할 수 있는 정보를 모든 유권자에게 제공한다. 이러한 '신뢰를 가정하는' 것이 아닌, 블록체인에서 실제로 구현가능한 공공 게시판을 구현해보고자 한다. 더 나아가, 유권자들 사이에서 의사 소통을 조정할 책임 이 있는 분산된 선거 환경 또한 고려 해본다. 이를 위해, 블록체인의 기본인 P2P네트워크가 인증된 브로드캐스트 채널로서 적절한지도 탐구하였다.

그러나 현재까지는, 비트코인과 이더리움 모두 확장성 이슈가 발목잡고 있다. 비트코인은 초당 최대 7개의 트랜잭션만 처리가 가능하며, 각 트랜잭션은 임의의 데이터를 저장하는데 80바이트만 사용할 수 있다. 반면에 이더리움은 Gas metric을 사용하여 연산과 저장을 명시적으로 실행하고, 네트워크는 사용자가 사용할 수 있는 가스를 제한해 두었다. 이러한 이유 때문에, 이들 블록체인은 국가적인 크기의 선거를 수행하기에 적합하지 않다. 이러한 이유로, 블록체인을 활용한 작은 그룹의 투표 (40명정도)를 블록체인으로 구현할 수 있는 방안에 대해 연구하였다.

비트코인이 아닌 이더리움이 선택된 이유는 간단하다. 이더리움의 스마트 컨트랙트는 프로그래밍언어를 표현할 수 있으며, 이 코드들은 블록체인에 곧바로 저장될 수 있다. 더욱 중요한 것은, 모든 참가자들이 P2P네트워크 상에서 독립적으로 계약 코드를 실행하고 그 결과를 통해 합의에 도달하게 되는 것이다. 이 뜻은, 유권자가 프로토콜의 정상적인 실행을 확인하기 위해 모든 연산을 각자가 할 필요가 없다는 것이다. 대신 유권자들은 이더리움이 제공하는 합의 컴퓨팅을 신뢰하여 프로토콜의 올바른 실행을 보장받을 수 있는 것이다.

## 이더리움을 활용한 공개 투표 네트워크

이 논문에서 실제로 해당 시스템을 만들어서 깃헙에 공개하였다. [링크](https://github.com/stonecoldpat/anonymousvoting) 모든 유권자가 접근하여 투표하는 인터페이스를 웹 기반으로 제작하였다. 브라우저는 서버에서 실행중인 이더리움 데몬과 상호작용하며, 이러한 프로토콜은 5가지의 스테이지로 구성되어 있고 유권자는 두개에서 최대 3개의 액션을 취해야 한다.

### 구조

여기에는 두 종류의 스마트 컨트랙트가 있으며 모두 이더리움의 solidity language로 구현되어 있다. 첫번째 컨트랙트는 voting contract다. 이는 투표를 위한 프로토콜로, 투표과정을 컨트롤 하고 Open Vote Network상에 시는 두종류의 [영지식증명](https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%98%81%EC%A7%80%EC%8B%9D_%EC%A6%9D%EB%AA%85) 을 검증한다. 이는 모든 유권자들에게 동일한 암호화 코드를 주어 이더리움 네트워크과 연결될 필요없이 로컬 환경에서 사용할 수 있게 해준다. 그리고 사용자들에게는 아래의 3가지 페이지가 주어진다

![Ethereum-election-5-stages](../images/Ethereum-election-5-stages.png)

- 선거 관리자 (admin.html): 여기에는 유권자 목록과 선거에 필요한 질문, 그리고 투표가 제시간에 끝날 수 있도록 설정할 수 있다.
- 유권자 (voter.html): 선거에 등록하고, 단 한번 투표를 할 수 있다.
- 관찰자 (livefeed.html): 선거에서 발생하는 일련의 과정을 지켜 볼 수 있음.

이를 위해서는 선거 관리자와 유권자들은 각각 이더리움 어카운트를 갖고 있다는 것을 가정했다. 유저는 자신의 이더리움 어카운트를 자신의 프라이빗 키로 잠금을 해제할 수 있고, 웹브라우저를 통해 바로 인증할 수 있다. 유저는 이더리움 월렛을 활용할 필요가 없고, 이런 이더리움 클라이언트는 데몬에서 백그라운드로 이루어진다.

### 투표단계

#### SETUP

선거 관리자는 유권자들의 계정을 인증하고, 투표가능한 유권자 정보를 얻기 위해 voting contract를 업데이트 한다. 그리고 투표가 가능한 시간도 설정한다.

- $$t_{finishRegistration}$$: 모든 유권자들은 그들의 voting key $$g^{x_i}$$를 이 시간내에 등록해야 한다.
- $$t_{beginElection}$$: 이더리움에 알릴 투표 시작 시간
- $$t_{finishCommit}$$: 모든 유권자들은 반드시 그들의 투표 $$H(g^{x_iy_i}g^{v_i})$$
를 이 시 간내에 커밋해야 한다.(옵션)
- $$t_{finishVote}$$: 모든 유권자들은 $$g^{x_iy_i}g^{v_i}$$를 이 시간내에 투표해야한다.
- $$\pi$$: 유권자에게 투표시간을 주기위해 투표단계가 활성화 되어야 하는 최소 기간

관리자는 또한 투표용 질문인 $$d$$ 를 설정할 수 있으며, 커밋스테이지가 필요한지도 결정할 수 있다. 마지막으로, 이더리움에 SINGUP 스테이지로 넘어감을 알려야한다.

#### SINGUP

모든 가능한 유권자들은 투표용 질문과 관리자가 설정한 파라미터들을 본뒤에 등록을 해야한다. 등록을 위해서는 투표용 키잉ㄴ $$g^{x_i}$$와 $$ZKP(x_i)$$가 필요하다. 이 키와 proof $$d$$와 함께 이더리움으로 보내진다. 이더리움은 $$t_{finishRegistration}$$ 이 지난 뒤에는 이를 허용하지 않는다. 관리자sms COMMIT 이나 VOTE 단계로 넘어감을 이더리움에 알려야 하고, 모든 유권자들의 재생성된 키 $$g^{y_0}, g^{y_1}, g^{y_2} ... g^{y_n}$$ 는 이러한 전환 되는 동안 이더리움에서 계산된다.


#### COMMIT (옵션)

모든 유권자들은 이더리움 블록체인에 그들의 해쉬를 $$H(g^{x_iy_i}g^{v_i})$$ 올린다. 블록체인 이 이를 최종적으로 받아드리면, contract는 자동적으로 VOTE stage로 넘어간다.


#### VOTE

모든 유권자들은 그들의 암호화된 투표권 $$g^{x_iy_i}g^{v_i}$$ 를 올리고 이를 영지식증명을 통해 증명한다. 투표가 이더리움에 의해 받아지면 deposit $$d$$가 유권자에게 환불된다. 투표 관리자는 이더리움이 최종적인 투표권이 행사되었음을 알리게 되면 이를 인지하게 된다.

#### TALLY

투표관리자는 이더리움에게 개표를 알린다. 이더리움은 이산대수를 무작위로 대입하여 yes vote의 개수를 구한다.

이전에 언급했듯, Open Vote Network는 모든 유권자들로 하여금 그들의 표에대해 개표연산을 요구한다. 이과정에서 deposit $$d$$는 등록된 유권자들에게 투표를 할 수 있는 경제적인 인센티브를 의미한다. 이는 voting protocol에 정상적으로 투표가 진행되었다면 되돌아오고, 그렇지 않다면 돌려받지 못한다.


이러한 방식을 활용하여 투표를 구현한 결과, 유권자당 최소 약 $0.73이 필요한 것이 밝혀졌다. 이는 유권자에게 최대한의 개인정보보호를 제공함과 동시에 공개적으로 검증가능하다는 것을 보았을때, 충분히 합리적인 비용으로 간주 될 수 있다. 이 논문은 블록체인을 활용한 최초의 탈중앙화된 인터넷 투표 프로토콜을 구현한 것이다. 단순히 이더리움 블록체인을 공공 게시판 성격으로 활용한 것 뿐 만 아니라 투표 프로토콜의 올바른 실행을 보장하는 컨센서스 플랫폼으로 사용한 것에 의의가 있다.
향후 블록체인을 활용하여 국가단위의 선거를 치룰 수 있는 지 또한 알아야할 논제로 남게 되었다. 만약 이것이 가능하다면, 이 구현을 위한 전용 블록체인이 필요해 질 수도 있다. 예를 들어, 오로지 e-voting 스마트 컨트랙트만을 담는 이더리움 스타일의 블록체인이 될 수 도 있다. 이 새로운 블록체인은 더 많은 정보를 담기 위해 큰 블록사이즈가 필요할 것이고, 아마도 RSCoin과 비슷한 중앙 집중형식으로 유지 될 수도 있다.

 > RSCoin은 중앙집중화된 코인으로, 중앙은행에서 완전히 통제할 수 있는 비트코인이라고 볼 수 있습니다. 자세한 내용은 [여기](https://totalbitcoin.org/rscoin-a-centralized-version-of-bitcoin/)를 참조해주세요.


유권자의 개인정보보호를 극대화 하는 스마트 컨트랙트를 활용한 이사회 투표 [원문](https://eprint.iacr.org/2017/110.pdf)  이더리움은 비트코인 다음가는 두번째로 유명한 암호화폐다. 이더리움은 기본적으로 비트코인의 블록체인을 기반으로 하고 있으며, 이 블록체인은 탈중앙화 되고 개방되어 있는 P2P 네트워크를 기반으로 유지 되고 ...

Ethereum) 이더리움으로 구현한 선거 시스템

이더리움 - 차세대 스마트 컨트랙트와 탈중항화 애플리케이션 플랫폼

> 정확한 원문 해석은 [번역본](https://github.com/ethereum/wiki/wiki/%5BKorean%5D-White-Paper#%EC%9D%B4%EB%8D%94%EB%A6%AC%EC%9B%80)에서 참고하는 것이 더 좋습니다.

이더리움 백서
[원문](https://www.weusecoins.com/assets/pdf/library/Ethereum_white_paper-a_next_generation_smart_contract_and_decentralized_application_platform-vitalik-buterin.pdf)


## 이더리움

이더리움의 목적은 스크립팅의 개념과 on-chain-meta-protocols, 그리고 알트코인의 기능을 한데 묶은 것이다. 나아가 개발자로 하여금 임의로 합의기반 애플리케이션을 작성할 수 있게 하여 확장성, 표준성, 기능적 완정성, 개발의 편의성을 제공하고 나아가 이러한 패러다임을 한번에 달성할 수 있게 끔 하는 것이다. 이더리움은 블록체인이라는 근본적인 기반을 제공하여 이러한 것을 달성하였다. 누구든지 스마트 컨트랙트, 분산 애플리케이션을 작성하고, 소유권에 대한 임의의 규칙, 트랜잭션형식, 상태변환 함수 등을 생성할 수 있다. 이는 비트코인의 스크립팅 보다 훨씬 더 강력한 기능을 제공하는 것이다.

### 이더리움 어카운트

이더리움에서 상태는 어카운트라고 하는 오브젝트로 구성되어 있다. 어카운트는 다음 네개로 구성되어 있다.
- Nonce: 각 트랜잭션이 한번만 처리되게 하는 카운터
- 현재 어카운트의 이더 잔고
- 어카운트의 계약코드
- 어카운트 저장공간 (디폴트로 비어있음)

이더는 이더리움의 기본 내부 암호-연료고, 이는 트랜잭션의 수수료를 지불하는데 사용한다. 이런 어카운트는 두가지 종류가 있다.

- 외부소유 어카운트: 아무런 코드도 없고, 여기서 메시지를 보내기 위해서는 새로운 트랜잭션을 만들고 서명을 해야 한다.
- 컨트랙트 어카운트: 메시지를 받을 때 마다 자신의 코드를 활성화 시키고, 메시를 읽거나 내부 저장공간에 기록하고, 다른 메시지를 기록하거나 컨트랙트를 차례로 생성하게 된다. 여기서 컨트랙트란 메시지나 트랜잭션이 도착하면 일정한 코드를 실행하고, 자신의 잔고와 변수를 추적하기위해 키/값 저장소를 통제하는 역할을 한다.

### 메시지와 트랜잭션

트랜잭션이란 외부 소유 어카운트가 보낼 메시지를 가지고 있는 서명된 데이터 패키지를 의미한다. 트랜잭션은 아래오 같이 구성되어 있다.

- 메시지 수신처
- 발신처를 확인할 수 있는 서명
- 보내는 이더의 양
- 옵셔널 데이터 필드
- STARTGAS (트랜잭션 실행이 수행되도록 허용된 최대 계산 수)
- GASPRICE (수수료)


처음 세 항목은 모든 코인에서 표준적으로 사용되는 값이다. STARTGAS와 GASPRICE는 계산낭비 드응 ㄹ방지하기 위해 각각 트랜잭션의 코드 실행 단계를 제한 하는 역살을 한다. 보통 1gas이지만, 더 많이 드는 경우도 있다. 트랜잭션의 모든 데이터는  바이트당 5gas 의 수수료가 든다.

### 메시지

컨트랙트는 다른 컨트랙트에 메시지를 전달 할 수 있다. 메시지는 다음의 것을 포함한다

- 메시지 발신처
- 메시지 수신처
- 메시지와 전달되는 이더
- 선택적 필드
- GASPRICE


### 이더리움의 상태변환 함수

![Ethereum-state-transition-function](../images/ethereum-state-transition-function.png)


1. 트랜잭션이 형식에 맞는지, 서명이 유효한지, Nonce가 발신자의 Nonce와 같은지 확인한다. 그렇지 않으면, 에러를 반환한다.
2. 거래수수료 STARTGAS * GASPRICE를 계산하고, 서명을 이용하여 발신자의 주소를 결정한다. 발신자의 잔고에서 해당 금액을 제외하고, 발신자의 Nonce를 증가시킨다. 잔고가 충분치 않으면 에러를 반환한다.
3. GAS를 STARTGAS와 일치키기고, 바이트당 특정 가스를 거래의 비용으로 지불한다.
4. 발신자의 어카운트에서 수신자의 어카운트로 거래 비용을 송금한다. 만약 수신자의 계정이 없다면, 만든다. 만약 수신자의 어카운트가 컨트랙트라면, 컨트랙트 코드를 끝까지 또는 GAS 가 다 소모될때 까지 수행한다.
5. 발신자가 잔고가 없거나, 코드 실행을 위한 가스가 부족하면 모든 상태를 원상복귀 시킨다. 여기에서 수수료 지불은 제외되고, 수수료는 채굴자 어카운트에 더해지게 된다.

메시지 실행시 가스가 부족하게 되면 ,실행과 그 실행에 의해 실행된 다른 실행들은 모두 되돌려 지만, 그 부모 실행은 돌려질 필요가 없다. 이는 컨트랙트가 다른 컨트랙트를 호출하는 것은 안전하다는 것을 의미한다.


### 코드 실행

이더리움 컨트랙트는 EVM code라고 불리우는 로우레벨 스택기반 바이트 코드 언어에서 실행된다. 보통 코드 실행은 0부터 현재 카운터를 증가시키면서 반복저긍로 연산을 수행하는 무한루프이고, 코드가 마지막에 도달하거나, 오류, STOP, RETURN 등을 만나면 멈춘다. 연산 수행을 위해서는 데이터를 저장하는 아래 세가지 타입의 공간에 접근 가능해야 한다.

- 스택: LIFO 컨테이너
- 메모리: 무한대로 확장가능한 바이트 배열
- 컨트랙트의 영구 저장소: 키/값 저장소. 계산이 끝나면 스택과 메모리 처럼 리셋 되지 않고 영구적으로 저장된다.

### 블록체인과 채굴

![Ethereum-blockchain](../images/ethereum-blockchain.png)

비트코인 블록체인과 유사하지만, 어느정도 차이점이 있다. 이더리움은 비트코인과 다르게 트랜잭션 리스트와 최근 상태 복사본을 가지고 있다는 것이다. 블록넘버와 난이도 또한 블록내에 저장되다. 블록 검증 알고리즘은 아래와 같다.

1. 참조하고 있는 이전 블록이 존재하고 유효한지 확인한다.
2. 현재 타임스탬프가 이전 것보다 크고, 현 시점 기준 15 후보다 작은 값인지 확인한다
3. 블록넘버, 난이도, 트랜잭션 루트, 삼촌루트 (Uncle root?) 가스 제한 등이 유효한지 확인한다.
4. 블록에 포함된 작업증명이 유효한지 확인한다
5. S[0] 가 이전 블록의 상태 루트라고 가정하자.
6. TX가 n개의 트랜잭션을 가진 블록이라고 하자.  0 부터 n-1에 대해, S[i+1] = APPLY(S[i], TX[i]) 로 설정하자. 애플리케이션이 오류를 뱉거나, 이 시점까지 블록에서 소모된 총 gas가 GASLIMIT를 초과하면 오류를 반환한다.
7. 채굴자에게 지불된 보상블록을 S[n] 덧붙힌 뒤에 이것을 S_FINAL이라고 한다.
8. S_FINAL의 머클 트리 루트가 블록헤더와 같고 있는 최종상태 루트와 같은지 확인한다. 같으면 유효, 다르면 유효하지 않은 것으로 판단한다.

## 애플리케이션

이더리움을 이용하면, 총 세가지 종류의 애플리케이션을 제작할 수 있다.

- 돈과 직접 연관된 컨트랙트를 계약 참여자로 하여금 강력하게 설정하고 관리하게 끔 하는 금융 애플리케이션
- 금전이 관여 되어 있지만, 상당부분 비 화폐적인 면이 존재하는 계약을 위한 애플리케이션
- 온라인투표, 분권형 거버넌스와 같이 금용과 관련성이 아예 없는 애플리케이션


## 결론

이더리움 프로토콜은 범용적인 프로그래밍 언어를 통해, 블록체인상 에스크로나 인출한도 설정, 금전계약 등의 기능을 제공하는 가상화폐의 업그레이드 버전으로 구성되어 있다. 이더리움 프로토콜은 이런 기능을 직접 제공하는 것이 아니라, 튜링완전 언어를 통해 거의 모든 형태의 이체방식이나 애플리케이션을 만들어낼 수 있도록 지원한다. 이더리움은 단순 화폐 차원을 뛰어 넘는다. 분산저장공간이나, 분산컴퓨팅, 분산예측시장 프로토콜은 이더리움이 할 수있는 많은 응용개념 중 하나에 불과하다. 이러한 새로운 개념들은 이더리움이 컴퓨터 산업의 효율성을 폭발적으로 증강시킬 수 있는 가능성을 가지고 있으며, P2P프로토콜에 경제적인 레이어를 씌워 엄청난 혁신을 가져올 수 있을 것이다. 마지막으로, 컴퓨터나 금융이 관련없는 분야에서도 다양한 애플리케이션이 나올 것이다.

이더리움 프로토콜이 제공하는 임의상태변환이라는 개념은 잠재력을 지닌 플랫폼을 만들 수 있게 해준다. 기존의 하나의 목적에 특화된 폐쇄된 구조와 달리, 이더리움은 자유롭게 조정이 가능한 오픈된 구조다 이더리움이 몇년이내에 다양한 분야에서 많은 분야의 서비스를 설께할 수 있도록 튿화된 기반이 될 수 있을 것이다.


이더리움 - 차세대 스마트 컨트랙트와 탈중항화 애플리케이션 플랫폼 > 정확한 원문 해석은 [번역본](https://github.com/ethereum/wiki/wiki/%5BKorean%5D-White-Paper#%EC%9D%B4%EB%8D%94%EB%A6%AC%EC%9B%80)에서 참고하는 것이 더 좋습니다.  이더리움 백서 [원문](https://ww...

Ethereum) 이더리움 백서 요약

<p>이더리움 - 차세대 스마트 컨트랙트와 탈중항화 애플리케이션 플랫폼</p>
<blockquote>
<p>정확한 원문 해석은 <a href="https://github.com/ethereum/wiki/wiki/%5BKorean%5D-White-Paper#%EC%9D%B4%EB%8D%94%EB%A6%AC%EC%9B%80">번역본</a>에서 참고하는 것이 더 좋습니다.</p>
</blockquote>
<p>이더리움 백서
<a href="https://www.weusecoins.com/assets/pdf/library/Ethereum_white_paper-a_next_generation_smart_contract_and_decentralized_application_platform-vitalik-buterin.pdf">원문</a></p>
<h2 id="이더리움">이더리움</h2>
<p>이더리움의 목적은 스크립팅의 개념과 on-chain-meta-protocols, 그리고 알트코인의 기능을 한데 묶은 것이다. 나아가 개발자로 하여금 임의로 합의기반 애플리케이션을 작성할 수 있게 하여 확장성, 표준성, 기능적 완정성, 개발의 편의성을 제공하고 나아가 이러한 패러다임을 한번에 달성할 수 있게 끔 하는 것이다. 이더리움은 블록체인이라는 근본적인 기반을 제공하여 이러한 것을 달성하였다. 누구든지 스마트 컨트랙트, 분산 애플리케이션을 작성하고, 소유권에 대한 임의의 규칙, 트랜잭션형식, 상태변환 함수 등을 생성할 수 있다. 이는 비트코인의 스크립팅 보다 훨씬 더 강력한 기능을 제공하는 것이다.</p>
<h3 id="이더리움-어카운트">이더리움 어카운트</h3>
<p>이더리움에서 상태는 어카운트라고 하는 오브젝트로 구성되어 있다. 어카운트는 다음 네개로 구성되어 있다.</p>
<ul>
<li>Nonce: 각 트랜잭션이 한번만 처리되게 하는 카운터</li>
<li>현재 어카운트의 이더 잔고</li>
<li>어카운트의 계약코드</li>
<li>어카운트 저장공간 (디폴트로 비어있음)</li>
</ul>
<p>이더는 이더리움의 기본 내부 암호-연료고, 이는 트랜잭션의 수수료를 지불하는데 사용한다. 이런 어카운트는 두가지 종류가 있다.</p>
<ul>
<li>외부소유 어카운트: 아무런 코드도 없고, 여기서 메시지를 보내기 위해서는 새로운 트랜잭션을 만들고 서명을 해야 한다.</li>
<li>컨트랙트 어카운트: 메시지를 받을 때 마다 자신의 코드를 활성화 시키고, 메시를 읽거나 내부 저장공간에 기록하고, 다른 메시지를 기록하거나 컨트랙트를 차례로 생성하게 된다. 여기서 컨트랙트란 메시지나 트랜잭션이 도착하면 일정한 코드를 실행하고, 자신의 잔고와 변수를 추적하기위해 키/값 저장소를 통제하는 역할을 한다.</li>
</ul>
<h3 id="메시지와-트랜잭션">메시지와 트랜잭션</h3>
<p>트랜잭션이란 외부 소유 어카운트가 보낼 메시지를 가지고 있는 서명된 데이터 패키지를 의미한다. 트랜잭션은 아래오 같이 구성되어 있다.</p>
<ul>
<li>메시지 수신처</li>
<li>발신처를 확인할 수 있는 서명</li>
<li>보내는 이더의 양</li>
<li>옵셔널 데이터 필드</li>
<li>STARTGAS (트랜잭션 실행이 수행되도록 허용된 최대 계산 수)</li>
<li>GASPRICE (수수료)</li>
</ul>
<p>처음 세 항목은 모든 코인에서 표준적으로 사용되는 값이다. STARTGAS와 GASPRICE는 계산낭비 드응 ㄹ방지하기 위해 각각 트랜잭션의 코드 실행 단계를 제한 하는 역살을 한다. 보통 1gas이지만, 더 많이 드는 경우도 있다. 트랜잭션의 모든 데이터는  바이트당 5gas 의 수수료가 든다.</p>
<h3 id="메시지">메시지</h3>
<p>컨트랙트는 다른 컨트랙트에 메시지를 전달 할 수 있다. 메시지는 다음의 것을 포함한다</p>
<ul>
<li>메시지 발신처</li>
<li>메시지 수신처</li>
<li>메시지와 전달되는 이더</li>
<li>선택적 필드</li>
<li>GASPRICE</li>
</ul>
<h3 id="이더리움의-상태변환-함수">이더리움의 상태변환 함수</h3>
<p><img src="../images/ethereum-state-transition-function.png" alt="Ethereum-state-transition-function"></p>
<ol>
<li>트랜잭션이 형식에 맞는지, 서명이 유효한지, Nonce가 발신자의 Nonce와 같은지 확인한다. 그렇지 않으면, 에러를 반환한다.</li>
<li>거래수수료 STARTGAS * GASPRICE를 계산하고, 서명을 이용하여 발신자의 주소를 결정한다. 발신자의 잔고에서 해당 금액을 제외하고, 발신자의 Nonce를 증가시킨다. 잔고가 충분치 않으면 에러를 반환한다.</li>
<li>GAS를 STARTGAS와 일치키기고, 바이트당 특정 가스를 거래의 비용으로 지불한다.</li>
<li>발신자의 어카운트에서 수신자의 어카운트로 거래 비용을 송금한다. 만약 수신자의 계정이 없다면, 만든다. 만약 수신자의 어카운트가 컨트랙트라면, 컨트랙트 코드를 끝까지 또는 GAS 가 다 소모될때 까지 수행한다.</li>
<li>발신자가 잔고가 없거나, 코드 실행을 위한 가스가 부족하면 모든 상태를 원상복귀 시킨다. 여기에서 수수료 지불은 제외되고, 수수료는 채굴자 어카운트에 더해지게 된다.</li>
</ol>
<p>메시지 실행시 가스가 부족하게 되면 ,실행과 그 실행에 의해 실행된 다른 실행들은 모두 되돌려 지만, 그 부모 실행은 돌려질 필요가 없다. 이는 컨트랙트가 다른 컨트랙트를 호출하는 것은 안전하다는 것을 의미한다.</p>
<h3 id="코드-실행">코드 실행</h3>
<p>이더리움 컨트랙트는 EVM code라고 불리우는 로우레벨 스택기반 바이트 코드 언어에서 실행된다. 보통 코드 실행은 0부터 현재 카운터를 증가시키면서 반복저긍로 연산을 수행하는 무한루프이고, 코드가 마지막에 도달하거나, 오류, STOP, RETURN 등을 만나면 멈춘다. 연산 수행을 위해서는 데이터를 저장하는 아래 세가지 타입의 공간에 접근 가능해야 한다.</p>
<ul>
<li>스택: LIFO 컨테이너</li>
<li>메모리: 무한대로 확장가능한 바이트 배열</li>
<li>컨트랙트의 영구 저장소: 키/값 저장소. 계산이 끝나면 스택과 메모리 처럼 리셋 되지 않고 영구적으로 저장된다.</li>
</ul>
<h3 id="블록체인과-채굴">블록체인과 채굴</h3>
<p><img src="../images/ethereum-blockchain.png" alt="Ethereum-blockchain"></p>
<p>비트코인 블록체인과 유사하지만, 어느정도 차이점이 있다. 이더리움은 비트코인과 다르게 트랜잭션 리스트와 최근 상태 복사본을 가지고 있다는 것이다. 블록넘버와 난이도 또한 블록내에 저장되다. 블록 검증 알고리즘은 아래와 같다.</p>
<ol>
<li>참조하고 있는 이전 블록이 존재하고 유효한지 확인한다.</li>
<li>현재 타임스탬프가 이전 것보다 크고, 현 시점 기준 15 후보다 작은 값인지 확인한다</li>
<li>블록넘버, 난이도, 트랜잭션 루트, 삼촌루트 (Uncle root?) 가스 제한 등이 유효한지 확인한다.</li>
<li>블록에 포함된 작업증명이 유효한지 확인한다</li>
<li>S[0] 가 이전 블록의 상태 루트라고 가정하자.</li>
<li>TX가 n개의 트랜잭션을 가진 블록이라고 하자.  0 부터 n-1에 대해, S[i+1] = APPLY(S[i], TX[i]) 로 설정하자. 애플리케이션이 오류를 뱉거나, 이 시점까지 블록에서 소모된 총 gas가 GASLIMIT를 초과하면 오류를 반환한다.</li>
<li>채굴자에게 지불된 보상블록을 S[n] 덧붙힌 뒤에 이것을 S_FINAL이라고 한다.</li>
<li>S_FINAL의 머클 트리 루트가 블록헤더와 같고 있는 최종상태 루트와 같은지 확인한다. 같으면 유효, 다르면 유효하지 않은 것으로 판단한다.</li>
</ol>
<h2 id="애플리케이션">애플리케이션</h2>
<p>이더리움을 이용하면, 총 세가지 종류의 애플리케이션을 제작할 수 있다.</p>
<ul>
<li>돈과 직접 연관된 컨트랙트를 계약 참여자로 하여금 강력하게 설정하고 관리하게 끔 하는 금융 애플리케이션</li>
<li>금전이 관여 되어 있지만, 상당부분 비 화폐적인 면이 존재하는 계약을 위한 애플리케이션</li>
<li>온라인투표, 분권형 거버넌스와 같이 금용과 관련성이 아예 없는 애플리케이션</li>
</ul>
<h2 id="결론">결론</h2>
<p>이더리움 프로토콜은 범용적인 프로그래밍 언어를 통해, 블록체인상 에스크로나 인출한도 설정, 금전계약 등의 기능을 제공하는 가상화폐의 업그레이드 버전으로 구성되어 있다. 이더리움 프로토콜은 이런 기능을 직접 제공하는 것이 아니라, 튜링완전 언어를 통해 거의 모든 형태의 이체방식이나 애플리케이션을 만들어낼 수 있도록 지원한다. 이더리움은 단순 화폐 차원을 뛰어 넘는다. 분산저장공간이나, 분산컴퓨팅, 분산예측시장 프로토콜은 이더리움이 할 수있는 많은 응용개념 중 하나에 불과하다. 이러한 새로운 개념들은 이더리움이 컴퓨터 산업의 효율성을 폭발적으로 증강시킬 수 있는 가능성을 가지고 있으며, P2P프로토콜에 경제적인 레이어를 씌워 엄청난 혁신을 가져올 수 있을 것이다. 마지막으로, 컴퓨터나 금융이 관련없는 분야에서도 다양한 애플리케이션이 나올 것이다.</p>
<p>이더리움 프로토콜이 제공하는 임의상태변환이라는 개념은 잠재력을 지닌 플랫폼을 만들 수 있게 해준다. 기존의 하나의 목적에 특화된 폐쇄된 구조와 달리, 이더리움은 자유롭게 조정이 가능한 오픈된 구조다 이더리움이 몇년이내에 다양한 분야에서 많은 분야의 서비스를 설께할 수 있도록 튿화된 기반이 될 수 있을 것이다.</p>

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