For decentralized and transparent society, blockchain technology has been developed. As consensus algorithm is a core technology for blockchain, quite a few consensus algorithms have been proposed. Consensus algorithms proposed to date can be generally divided into the Nakamoto consensus and Byzantine Fault Tolerance (BFT) based consensus. In this paper, we focus on BFT based consensus. In particular, we deeply analyze on the LFT2 consensus algorithm, which will be used by a blockchain system, ICON.
First, we mathematically model the LFT2 consensus algorithm and then analyze safety and liveness, the most important properties in distributed consensus system. Under reasonable assumptions, we prove that LFT2 satisfies safety and liveness. In addition, we compare LFT2 with other BFT based consensus algorithms. Finally, based on the comparison, we show that the trade-offs between BFT-based consensus algorithms exist.
탈중앙화와 투명한 사회를 추구하는 시대적 흐름에 따라 블록체인 기술 역시 발전하고 있고 이에 따라 블록체인 기술에 꼭 필요한 다양한 합의 알고리즘들이 제시되고 있다. 현재까지 제시되고 있는 합의 알고리즘은 크게 나카모토 합의 알고리즘과 비잔틴 장애 허용 모델에서의 합의 알고리즘으로 나눌 수 있으며 본 논문에서는 비잔틴 장애 허용 모델에 초점을 맞추었다. 특히 하나의 블록체인 시스템인 ICON에서 사용예정인 LFT2 합의 알고리즘에 대한 수학적 모델링을 한 후 분산 합의 시스템에서 가장 중요한 요소인 안전성 (Safety)과 생기성 (Liveness)에 대해 분석하였다. 특정 가정을 만족할 때 해당 성질이 만족되는 것을 증명하였고 같은 비잔틴 장애 허용 모델 계열의 다른 합의 알고리즘과 비교하여 어떠한 차이가 있는지 알아보았다. 또한 이를 통해 각 합의 알고리즘 간의 트레이드 오프에 대해 연구하였다.
