<!--
order: 3
-->


# SDK 애플리케이션 아키텍쳐

## 상태 기계 (state machine)

블록체인 애플리케이션은 근본적으로 [결정론적 복제 상태 기계(replicated deterministic state machine)](https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%83%81%ED%83%9C_%EA%B8%B0%EA%B3%84_%EB%B3%B5%EC%A0%9C)입니다.

상태 기계는 특정 시점에 오직 하나의 상태를 유지하는 있는 컴퓨터 공학 개념입니다. 여기서 '상태 기계' 개념에는 시스템의 현 상태를 뜻하는 '상태(state)'가 있으며, 상태의 변경을 유발하는 
트랜잭션(transaction)'이 있습니다.

`S` 라는 상태와 `T` 라는 트랜잭션이 있는 경우, 상태 기계는 `S'`라는 새로운 상태를 리턴합니다.

```
+--------+                 +--------+
|        |                 |        |
|   S    +---------------->+   S'   |
|        |     (T)적용     |        |
+--------+                 +--------+
```

실질적으로는 트랜잭션은 블록 단위로 묶여 상태 변경 과정을 더 효율적일 수 있게 합니다. `S`라는 상태와 `B`라는 트랜잭션이 있는 경우, 상태 기계는 `S'`라는 새로운 상태를 리턴합니다.

```
+--------+                              +--------+
|        |                              |        |
|   S    +----------------------------> |   S'   |
|        |    B의 T 수만큼: (T)적용     |        |
+--------+                              +--------+
```

블록체인 시스템 개념으로 점그할때, 상태 기계는 결정론적(deterministic)입니다. 즉, 노드가 특정 상태에서 시작된 후 동일한 트랜잭션들을 반복할 경우, 결과 상태는 언제나 동일합니다.

코스모스 SDK는 애플리케이션의 상태, 트랜잭션 형태 그리고 상태 변경 기능(state-transition function)을 정의하는데 최대한의 유연성을 제공합니다. 코스모스 SDK를 이용해 상태 기계를 만드는 과정은 이후 항목에서 다루겠습니다. 우선 이 시스템 내에서 어떻게 **텐더민트**를 사용해 '상태'가 복제되는지 알아보겠습니다.

## 텐더민트

개발자는 코스모스 SDK를 사용하여 상태 기계만을 정의하면 되며, 해당 상태를 네트워크에 복제하는 기능은 [*텐더민트*](https://tendermint.com/docs/introduction/introduction.html)가 제공합니다.


```
                ^  +-------------------------------+  ^
                |  |                               |  |   코스모스 SDK로 개발
                |  |    상태 기계 = 애플리케이션   |  |
                |  |                               |  v
                |  +-------------------------------+
                |  |                               |  ^
  블록체인 노드 |  |            컨센서스           |  |
                |  |                               |  |
                |  +-------------------------------+  |   텐더민트 코어
                |  |                               |  |
                |  |            네트워킹           |  |
                |  |                               |  |
                v  +-------------------------------+  v
```

텐더민트는 오직 블록체인의 *네트워킹*과 *합의(컨센서스)* 계층을 처리하는 애플리케이션-불가지성(application-agnostic) 엔진입니다. 실질적으로 텐더민트는 단순히 트랜잭션의 바이트를 나열하고, 해당 트랜잭션을 네트워크에 전파하는 역할만을 한는 것입니다. 텐더민트 코어는 텐더민트 비잔틴 결함 감내(BFT, Byzantine-fault tolerant) 알고리즘을 사용하여 트랜잭션 순서에 대한 합의를 합니다.

텐더민트 합의 알고리즘은 '검증인(Validators)'이라는 특정 노드 세트를 기반으로 작동합니다. 특정 블록에는 V 검증인 세트 검증인 존재하며, 이 V 검증인 세트 안에 있는 검증인 중 하나의 검증인이 다음 블록 생성자로 알고리즘에 의해 선택됩니다. 만약 블록이 V 검증인 세트 2/3 이상의 [프리보트(prevote)](https://tendermint.com/docs/spec/consensus/consensus.html#prevote-step-height-h-round-r)와 [프리커밋(precommit)](https://tendermint.com/docs/spec/consensus/consensus.html#precommit-step-height-h-round-r)을 받고 내용 트랜잭션이 유효한 경우 해당 블록은 '유효(valid)'한 것으로 간주됩니다. 검증인 세트는 상태 기계에 작성된 규칙에 따라서 바뀔 수 있습니다.

## ABCI

텐더민트는 ABCI라를 인터페이스를 사용해 트랜잭션을 애플리케이션에게 전달합니다. 이는 어플리케이션이 반드시 구현해야하는 부분입니다. 

```
+---------------------+
|                     |
|     애플리케이션    |
|                     |
+--------+---+--------+
         ^   |
         |   | ABCI
         |   v
+--------+---+--------+
|                     |
|                     |
|       텐더민트      |
|                     |
|                     |
+---------------------+
```

**텐더민트는 오직 거래의 bytes 값들만 취급하지 실제 그 bytes 들이 어떤 의미를 가지고 있는지는 파악하지 않습니다.** 텐더민트가 하는 일은 이 거래 bytes 들을 결정론적으로 나열하는 것 뿐입니다. 텐더민트는 이 bytes 들을 ABCI 를 통해서 어플리케이션에 넘겨주고, 그 메세지에 담겨있는 거래들이 잘 처리되었는지 안되었는지를 확인해주는 return code 를 기다립니다. 

아래에 ABCI 의 메세지들 중 가장 중요한 것들을 나열해놓았습니다:

- `CheckTx`: 텐더민트 코어로부터 거래를 받게 될 때, 이 거래는 어플리케이션에 넘겨져서 몇 가지 기본 요건을 충족하는지 확인합니다. `CheckTx` 는 풀노드의 mempool을 스팸행위로 부터 보호하는데 사용됩니다. "Ante Handler" 라고 불리우는 특별한 handler 는 일련의 검증 과정을 실행하는데 사용됩니다. 예를 들면, 충분한 수수료가 있는지, 그리고 서명이 유효한지 확인합니다. 만약 검사 결과가 유효한 경우 되면, 해당 거래는 [mempool](https://tendermint.com/docs/spec/reactors/mempool/functionality.html#mempool-functionality)에 추가되고 피어 노드에게 전달됩니다. 참고로 트랜잭션이 블록에 추가되기 전까지는 `CheckTx` 과정이 진행되지 않습니다. (즉, 상태의 변경이 일어나지 않습니다.) 

- `DeliverTx` : 텐더민트 코어가 [유효한 블록](https://tendermint.com/docs/spec/blockchain/blockchain.html#validation)을 전달받는 경우, 각 블록의 트래잭션은 `DeliverTx`를 통해 애플리케이션에 전달합니다. 이 단계에서 상태 변경이 일어납니다. `AnteHandler`는 트랜잭션에 포함된 각 메세지를 검증하기 위해 다시 실행됩니다. 

- `BeginBlock`/`EndBlock` : 해당 메세지는 블록내 트랜잭션 유뮤와는 별개로 블록 시작과 끝 단계에서 실행됩니다. 여기에서 로직의 자동 실행을 설정하는 것이 유용합니다. 하지만 복잡한 연산 또는 루프는 블록체인의 속도를 저하할 수 있으며, 무한 루프의 경우 블록체인을 멈출 수 있습니다.

ABCI 메소드와 타입에 대해서 더 자세하게 싶다면, [텐더민트 문서](https://tendermint.com/docs/spec/abci/abci.html#overview)를 참고하세요. 

텐더민트 위에 구현된 모든 어플리케이션은 하위 텐더민트 엔진과 소통하기 위해 ABCI 인터페이스를 구현해야만 합니다. 물론 코스모스 SDK를 사용하는 경우, 코스모스 SDK가 [baseapp](https://cosmos.network/docs/intro/sdk-design.html#baseapp) 의 형태로 일종의 템플릿를 제공합니다. 

### 다음은 [SDK 설계 원칙에 대해서 알아보세요](https://cosmos.network/docs/intro/sdk-design.html#baseapp)