한국인터넷진흥원

요약

1. 제목
고밀도 분산환경에서의 AI·IoT·블록체인 융합 네트워킹 서비스 연구

2. 연구개발의 목적 및 중요성
고밀도 분산환경은 기존의 M2M (Machine-to-Machine) 및 IoT 어플리케이션에 대한 초기 투자를 기반으로, 거의 모든 분야에서 채택 및 활용을 촉진하는 규모의 경제를 크게 확장할 수 있다. 고밀도 분산환경 구성에 필요한 개선된 저전력 요구 사항, 면허 및 비면허 대역 이용, 더 깊고 유연한 범위를 제공 할 수 있는 능력은 대규모 사물인터넷(Massive IoT) 서비스 도입에 큰 이득이 된다. 즉 적절한 고밀도 분산환경의 구성은 사물인터넷 서비스 규모를 크게 확장할 수 있고, 이는 인공지능과의 결합으로 다양한 형태의 서비스 혁신을 가져오게 된다.

3. 연구개발의 내용 및 범위
이 보고서는 국내외의 고밀도 분산환경에서의 AIㆍIoTㆍ블록체인 융합 네트워킹 서비스 기술에 대한 현황을 연구 조사를 진행하고 이를 토대로 미래인터넷 서비스 프레임워크 관련 전문가들 그룹의 활동을 통하여 응용서비스에 적극적으로 활용할 수 있는 기술적 요구사항을 제시한다. (1)블록체인 합의 알고리즘 및 P2P 프로토콜 보안성 분석 연구, (2) 블록체인 데이터의 효율적인 공유 지원 미들웨어 기술 연구, (3)합의 알고리즘과 P2P 프로토콜의 기술 동향 및 발전방향 제시, (4)블록체인 스마트 컨트랙트 플랫폼 연구 및 기술 제시, (5)고밀도 IoT 네트워크 대상 블록체인 적용 연구, (6)분산 인공지능을 위한 네트워크 자원 공유 및 매칭 연구, (7) 인지기반 사물인터넷 및 블록체인 네트워크 서비스 연구를 다룬다.

4. 연구결과
PoW, PoS 와 같은 다양한 블록체인 합의 알고리즘 및 P2P 네트워킹 프로토콜 보안성을 분석하고 현재 연구동향을 조사하였다. 블록체인 데이터의 효율적인 공유 지원을 위한 미들웨어 기술을 조사하여 합의 알고리즘과 P2P 프로토콜의 기술 동향 및 발전방향을 제시하였다. 여기에 블록체인 스마트 컨트랙트 플랫폼 연구 및 기술 방안을 제시하고 고밀도 IoT 네트워크 대상 블록체인 모델을 두가지 형태로 제시하고 설계안을 포함하였다. 분산 인공지능을 위한 네트워크 자원 공유 및 매칭과 인지기반 사물인터넷 및 블록체인 네트워크 서비스를 고밀도 환경에서 적용할 수 있는 방법을 제시하였다.

5. 활용에 대한 건의
본 보고서는 고밀도 분산환경에서의 블록체인, 사물인터넷, 인공지능의 다양한 연구동향과 기술 발전방향을 제시하고 있다. 연구기술과제의 계획 및 과제 수립에 적극적인 활용을 기대한다.

6. 기대효과
본 과제를 통하여

목차

목 차
제 1장 서론
제 2장 연구 목표 및 활동 개요
제 1 절 연구의 목표 및 중요성 2
제 2 절 연구의 구성과 수행 4
제 3장 블록체인 합의 알고리즘 및 프로토콜
보안성 분석 연구
제 1 절 P2P 네트워크 5
제 2 절 합의 알고리즘 분석 8
제 3 절 다양한 공격 벡터 분석 14
참고문헌 17
제 4장 블록체인 데이터의 효율적인 공유 지원 미들웨어 기술 연구
제 1 절 이종 블록체인 간 상호호환성 지원 미들웨어 18
제 2 절 블록체인 네트워크의 효율적인 구축 및 활용을 지원하는 퍼블릭 클라우드 미들웨어 기술 30
참고문헌 36
제 5장 합의 알고리즘과 프로토콜의 기술 동향 및 발전방향 제시 38
제 1 절 새로운 합의 알고리즘 Hierarchical PoS 제안 38
제 2 절 나노 블록체인 분석 40
제 3 절 합의 알고리즘 개선 방향 43
참고문헌 47
제 6장 블록체인 스마트 컨트랙트 플랫폼 연구 및 기술 제시
제 1 절 스마트 컨트랙트 48
제 2 절 주요 블록체인 스마트 컨트랙트 플랫폼 분석 50
제 3 절 융합 네트워킹을 위한 블록체인 스마트 컨트랙트 플랫폼의 도전과제 56
제 4 절 스마트 컨트랙트와 외부 네트워크 간 데이터의 상호 운용성 보장을 위한 기술 제안 61
제 5 절 결론 69
참고문헌 70
제 7장 고밀도 네트워크 대상 블록체인 적용 연구
제 1 절 고밀도 IoT 네트워크 대상 블록체인 적용 연구의 필요성 71
제 2 절 고밀도 IoT 네트워크 대상 블록체인 기술 동향 78
제 3 절 고밀도 환경에서의 블록체인 모델 설계 88
제 4 절 IoT용 블록체인의 대표적 서비스 모델(안) 91
참고문헌 94
제 8장 분산 인공지능을 위한 네트워크 자원 공유 및
매칭 연구
제 1 절 서론 95
제 2 절 인공지능과 기계학습 97
제 3 절 네트워크를 통한 자원 공유 및 매칭 104
제 4 절 기계학습과 네트워크 111
제 5 절 결론 118
참고문헌 119