KEEP!T Column: [ Opensource Blockchain Engine, IT-CHAIN] 02. Blockc...

Open Source Blockchain Engine인 It-chain 의 두번째 포스트입니다.

이번 포스트에서는 IT-CHAIN에서 블록의 합의를 담당하는 Blockchain component에 대해 알아보겠습니다.

It-chain의 Blockchain Component

블록체인에서 일어나는 모든 거래는 Transaction이라고 불리며, 하나의 블록은 여러 Transaction들의 집합으로 구성됩니다.

때문에 블록체인에서는 생성된 블록이 올바른 블록인지 확인하고 체인에 추가하는 과정이 필요하며, 이 과정은 It-chain의 Blockchain Component에서 이루어 집니다.

또한, It-chain에서는 블록의 저장 및 조회를 위한 별도의 라이브러리를 구현하였으며, Blockchain Component는 yggdrasill에서 정의한 interface에 맞게 구조체를 구현한다면 yggdrasill에 block을 저장, 조회할 수 있습니다.

yggdraill에 연속적으로 저장된 block들을 우리는 blockchain이라고 부릅니다.

Block 의 상태

Blockchain Component에서 Block은 다음과 같은 상태로 존재합니다.

Block State	Description
Created	합의되지 않았고, blockchain에 저장되지 않았다.
Staged	합의되었지만, blockchain에 저장되지 않았다.
Committed	합의되었고, blockchain에 저장되었다.

위에서 언급한 바와 같이 블록체인 네트워크를 구성하는 노드들은 계속해서 새로운 블록들을 합의하는 과정중에 있고 합의가 완료되며 오직 리더 노드 에서 블록을 생성하여 다른 노드들에게 전파하고 블록을 받은 노드는 자신이 생성한 블록과 비교하여 검증여부를 판단합니다.

즉, 각 노드에서 막 생성된 블록은 Created 상태에 있으며, 이 블록을 Consensus 알고리즘을 통해 합의를 이루고 합의가 완료되며 Staged 상태로 바뀌게 됩니다.

Staged 상태의 블록이 실제 yggdrasill 내의 데이터베이스에 저장된다면, 블록은 Commited 상태로 변경됩니다.

노드 사이에서 블록의 동기화

동기화(Synchronize)는 특정 노드의 블록 체인을 네트워크 내 임의의 노드의 블록 체인과 동일하게 만드는 과정을 의미합니다.

동기화(Synchronize) 과정의 목적은 모든 블록에 대하여 대표값(Seal), 이전 블록의 대표값(PrevSeal), 트랜잭션 모음(TxList), 트랜잭션 대표값(TxSeal), 블록 생성 시각(TimeStamp), 생성자(Creator), 블록 체인의 길이(Height) 등의 블록 체인과 관련된 모든 정보들을 다른 노드의 것과 같게 만드는 것에 있으며, 이를 통해 블록체인에 참여하는 모든 노드가 같은 블록의 모음을 가지게 될 수 있습니다.

동기화(Synchronize)는 다음과 같이 확인(Check), 구축(Construct), 재구축(PostConstruct) 의 과정을 거칩니다.

확인(Check)

특정 노드의 블록 체인이 동기화가 필요한 상태인지를 점검합니다. 이 과정은 임의의 노드에게 Blockchain 길이와 lastSeal을 받아와서 자신의 블록 체인 정보가 같은 지 비교하여, 동기화가 필요한 상태인지 점검하는 것으로, 이미 동기화가 완료된 상태라면, 동기화(Synchronize) 과정을 중단하고, 그렇지 않을 경우, 구축(Construct) 을 수행합니다.

구축(Construct)

구축에소는 임의의 노드에게 블록 정보를 요청하여, 응답받고, 응답받은 블록을 블록 체인에 저장하는 과정을 반복합니다.

블록 요청은 특정 노드의 블록 체인 길이(Height)를 활용해, 임의의 노드에 블록을 요청함으로써 수행되며, 특정 노드가 새로 참여하는 노드일 경우 임의의 노드의 블록 체인 내 최초 블록부터 마지막 블록까지 요청하고, 기존에 참여중이던 노드일 경우 보유 중인 블록 체인 내 마지막 블록의 다음 블록부터 임의의 노드의 블록 체인 내 마지막 블록까지 요청합니다.

임의의 노드의 모든 블록이 특정 노드의 블록체인에 저장되면 구축(Constrcut)이 완료됩니다.

특정 노드는 구축(Construct) 의 진행 중에 새롭게 합의되는 블록을 블록 임시 저장소(BlockPool)에 보관하며, 구축(Construct) 이 완료되고 나면, 블록 임시 저장소에 블록이 보관되어 있는 지 확인합니다. 보관중인 블록이 있다면, 재구축(PostConstruct)을 수행합니다.

재구축(PostConstruct)

이미 구축(Construct) 된 블록 체인에 블록 임시 저장소(BlockFool)에 보관중인 블록들을 부수적으로 추가하는 것을 의미하며, 재구축(PostConstrcut) 을 수행하고 나면, 동기화(Synchronize) 과정이 모두 완료됩니다.

이번 포스트에서는 It-chain 내에서 블록의 검증과 저장을 수행하는 Blockchain 컴포넌트에 대해 알아보았습니다.

다음 포스트에서는 it-chain에서 dApp을 발행하고 실행하는 ivm 컴포넌트에 대해 알아보겠습니다.

It-chain: https://github.com/it-chain/engine

Opensource Blockchain Engine It-chain 시리즈