To overcome the performance limits inherent in blockchain systems, off-chaining models for compute and storage have been studied recently. Serverless computing offers increased elasticity and scalability in executing microservices in event-driven manner, making it proper fit for off-chain computation tasks. In this work, we present an off-chain execution model for permissioned blockchains leveraging trusted serverless computing. We propose a system model that extends execution engine of permissioned blockchains to effectively offload smart contract microservices to serverless functions. In addition, we show that hybrid execution model is proper for practical permissioned blockchain systems and propose a hybrid execution engine that provides optimized execution environment considering multiple factors. Finally, we identify the security threats inherent in serverless-based off-chain computation and demonstrate that incorporating trusted execution environment such as Intel SGX can help protect the security-sensitive data and code of smart contracts. The feasibility of our system is shown with experiments based on our case study about verification of supply chain transactions.
블록체인 시스템에 내재된 성능 한계를 극복하기 위해 최근 컴퓨팅 및 스토리지에 대한 오프체인 모델이 연구되고 있다. 서버리스 컴퓨팅은 이벤트 중심 방식으로 마이크로서비스를 실행함에 있어 탄력성과 확장성을 향상시키므로 오프체인 연산 작업에 적합하다. 본 연구에서는 신뢰할 수 있는 서버리스 컴퓨팅을 활용하여 허가형 블록체인에 대한 오프체인 실행 모델을 제시한다. 본 연구는 기존 허가형 블록체인의 실행 엔진을 확장함으로써 스마트 컨트랙트 마이크로서비스를 서버리스 함수로 효과적으로 오프로드하기 위한 시스템 모델을 제안한다. 또한 하이브리드 실행 모델이 실질적인 허가형 블록체인 시스템에 적합하다는 것을 보여주고, 다수의 요인을 고려하여 최적화된 실행 환경을 제공하는 하이브리드 실행 엔진을 제안한다. 마지막으로 서버리스 기반 오프체인 연산에 내재된 보안 위협을 식별하고, Intel SGX와 같은 신뢰할 수 있는 실행 환경과 블록체인 시스템 모델을 결합하면 스마트 컨트랙트에서 보안에 민감한 데이터 및 코드를 보호할 수 있음을 보여준다. 본 연구에서는 공급망 거래 검증에 대한 사례 연구를 기반으로 한 실험을 통해 시스템의 타당성을 보인다.
