A High-Accuracy Dynamic Topology Inference Method Using Active Probing in the Ethereum Network

Abstract

블록체인 네트워크에서 DDoS 문제, 51% 공격, 시빌 공격과 같은 보안 문제와 중복 메시지, 영향력 있는 피어 선정을 통해 네트워크의 성능을 높이기 위한 연구는 네트워크에서 동적으로 변화하는 노드에 대한 분석이 기초가 되어야한다. 비트코인 네트워크에서는 이중 지불 트랜잭션, 어드레스프로브(AddressProbe), 노드프로브(NodeProve)를 이용하여 토폴로지를 분석하고 있지만 이더리움 네트워크에서 동적으로 변화하는 토폴로지에 대한 연구는 수행되지 않았다. 본 논문에서는 패시브 프루빙 방법을 활용하여 특정시간 네트워크 참여 중인 노드를 탐색하는 액티브 프루빙 방법을 제시한다. 패시브 프루빙을 통해 발견된 131,776개의 노드와 8,643,225의 연결성을 이용하여 특정시간 동안 이더리움 네트워크에 참여한 13,261개의 노드를 확인했다. 동적 토폴로지 분석을 위해 평균 연결 차수, 평균 연결 경로 수, 직경, 결집 계수, 매개 중심 등을 분석하고 토폴로지를 시각화 했다. 본 논문의 결과는 이더리움 네트워크에서 트랜잭션, 블록의 전파 경로를 추적하는 연구에 적용할 수 있다. 또한 영향력 있는 피어 선정을 통해 네트워크 성능향상, 중복 메시지 제거에 대한 연구의 기초 자료로 활용될 수 있다.