7.8 KiB
Executable File
SDK 애플리케이션 아키텍쳐
상태 기계 (state machine)
블록체인 애플리케이션은 근본적으로 결정론적 복제 상태 기계(replicated deterministic state machine)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. S라는 상태와 B라는 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 텐더민트를 사용해 '상태'가 복제되는지 알아보겠습니다.
텐더민트
개발자는 코스모스 SDK를 사용하여 상태 기계만을 정의하면 되며, 해당 상태를 네트워크에 복제하는 기능은 텐더민트가 제공합니다.
^ +-------------------------------+ ^
| | | | 코스모스 SDK로 개발
| | 상태 기계 = 애플리케이션 | |
| | | v
| +-------------------------------+
| | | ^
블록체인 노드 | | 컨센서스 | |
| | | |
| +-------------------------------+ | 텐더민트 코어
| | | |
| | 네트워킹 | |
| | | |
v +-------------------------------+ v
텐더민트는 오직 블록체인의 네트워킹과 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)와 프리커밋(precommit)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.CheckTx는 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 mempool에 추가되고 피어 노드에게 전달됩니다. 참고로 트랜잭션이 블록에 추가되기 전까지는CheckTx과정이 진행되지 않습니다. (즉, 상태의 변경이 일어나지 않습니다.) -
DeliverTx: 텐더민트 코어가 유효한 블록을 전달받는 경우, 각 블록의 트래잭션은DeliverTx를 통해 애플리케이션에 전달합니다. 이 단계에서 상태 변경이 일어납니다.AnteHandler는 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 문서를 참고하세요.
텐더민트 위에 구현된 모든 어플리케이션은 하위 텐더민트 엔진과 소통하기 위해 ABCI 인터페이스를 구현해야만 합니다. 물론 코스모스 SDK를 사용하는 경우, 코스모스 SDK가 baseapp 의 형태로 일종의 템플릿를 제공합니다.