🇰🇷 카르다노 탐구: 카르다노 아키텍처

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카르다노 아키텍처

이 섹션에서는 카르다노의 고수준 아키텍처에 대해 설명하며, 핵심 구성 요소와 그 상호 작용에 대해 자세히 설명합니다.

카르다노의 고수준 아키텍처

다음 다이어그램은 카르다노의 시스템 구성 요소 간의 상호 작용을 간략하게 보여줍니다:

시스템 구성 요소

카르다노의 현재 구현은 고도로 모듈화되어 있습니다. 여기에는 다음과 같은 구성 요소가 포함됩니다(배포 사례마다 다른 구성 요소 조합을 사용하게 됩니다):

• 노드
• 커맨드 라인 인터페이스 (CLI)
• 다이달로스 지갑
• 카르다노 db-sync
• GraphQL API server (Apollo)
• SMASH 서버

노드와 원격 노드

블록체인 시스템은 네트워크에 분산된 여러 노드들로 구성되며, 노드들은 시스템 상태에 대한 합의를 달성하기 위해 서로 통신합니다.

노드는 다음을 담당합니다:

• 우로보로스(Ouroboros) 프로토콜 실행
• 블록 검증 및 전달
• 블록 생성(일부 노드)
• 다른 로컬 클라이언트에게 블록체인 상태 정보 제공

자신 또는 자신이 속한 조직이 운영하는 노드만 신뢰할 수 있습니다. 이것이 바로 다이달로스(Daedalus)가 백그라운드에서 노드를 실행하는 이유입니다.

노드 프로세스

cardano-node는 노드의 최상위 레벨이며 다른 하위 시스템으로 구성되며, 그 중 가장 중요한 것은 합의, 원장 그리고 보조 구성, CLI, 로깅 및 모니터링이 포함된 네트워킹입니다.

노드-노드 IPC 프로토콜

노드-노드 프로세스 간 통신(IPC) 프로토콜의 목적은, 우로보로스 합의 알고리즘의 일부로, 노드 간 블록과 트랜잭션을 교환할 수 있도록 하는 것입니다.

노드-노드 프로토콜(node-to-node protocol)은 세 가지 '미니 프로토콜’로 구성된 복합 프로토콜입니다:

• chain-sync: 체인을 추적하고 블록 헤더를 가져오는 데 사용됩니다.
• block-fetch: 블록 바디를 가져오는 데 사용됩니다.
• tx-submission: 트랜잭션 전달에 사용됩니다.

이러한 미니 프로토콜은 노드 간 장기간 실행되는 단일 전송 제어 프로토콜(TCP) 연결에 다중화됩니다. P2P(피어 투 피어) 환경을 허용하기 위해 하나의 TCP 연결에서 양방향으로 실행할 수 있습니다.

전체 프로토콜과 각 미니 프로토콜은 양쪽 모두 서비스 거부(DoS) 공격으로부터 보호해야 하는 무신뢰 환경에 맞게 설계되었습니다. 예를 들어, 각 미니 프로토콜은 소비자 중심 제어 흐름을 사용하므로 노드는 작업을 푸시하는 것이 아니라 준비가 되었을 경우에만 더 많은 작업을 요청합니다.

프로토콜 설계는 모듈식이며 진화 가능합니다. 버전 협상을 통해 사용할 미니 프로토콜 세트에 합의함으로써 호환성 문제를 일으키지 않고 시간이 지남에 따라 미니 프로토콜을 추가하거나 업데이트할 수 있습니다.

노드-클라이언트 간 IPC

노드-클라이언트 IPC 프로토콜의 목적은 로컬 애플리케이션이 노드를 통해 블록체인과 상호 작용할 수 있도록 하는 것입니다. 여기에는 지갑 백엔드나 블록체인 탐색기와 같은 애플리케이션이 포함됩니다. 노드-클라이언트 프로토콜을 통해 이러한 애플리케이션은 원시 체인 데이터에 액세스하고 현재 원장 상태를 쿼리할 수 있습니다. 또한 시스템에 새로운 트랜잭션을 제출할 수 있는 기능도 제공합니다.

노드-클라이언트 프로토콜은 노드-노드 프로토콜과 동일한 설계를 사용하지만, 미니 프로토콜 세트가 다르며, TCP 연결이 아닌 로컬 파이프를 사용합니다. 따라서 노드가 기본적으로 제공할 수 있는 것만 노출하는 비교적 낮은 수준의 제한된 인터페이스입니다. 예를 들어, 노드는 모든 원시 체인 데이터에 대한 액세스를 제공하지만, 체인의 데이터를 쿼리할 수 있는 방법은 제공하지 않습니다. 데이터 서비스 및 보다 편리한 상위 수준 API를 제공하는 작업은 cardano-db-sync 및 지갑 백엔드와 같은 전용 클라이언트에 위임됩니다.

노드-클라이언트 프로토콜은 세 가지 미니 프로토콜로 구성됩니다:

• chain-sync: 체인을 추적하고 블록을 받는 데 사용
• local-tx-submission: 트랜잭션 제출에 사용
• local-state-query: 원장 상태 쿼리에 사용

노드-클라이언트 간 체인 동기화 버전은 블록 헤더가 아닌 전체 블록을 사용합니다. 그렇기 때문에 별도의 블록 가져오기 프로토콜이 필요하지 않습니다. local-tx-submission 프로토콜은 노드 간 트랜잭션 제출 프로토콜과 비슷하지만 더 간단하며, 트랜잭션 유효성 검사 실패에 대한 세부 정보를 반환합니다. local-state-query 프로토콜은 현재 원장 상태에 대한 쿼리 액세스를 제공하며, 여기에는 체인 자체에 직접 반영되지 않는 흥미로운 데이터가 많이 포함되어 있습니다.

네트워킹 프로토콜 설계와 카르다노 노드 통신 프로토콜에 대해 자세히 알아보세요.

커맨드 라인 인터페이스(CLI)

노드의 CLI 도구는 시스템에서 "스위스 아미 나이프"와 같습니다. 거의 모든 작업을 수행할 수 있지만, 텍스트 기반이고 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)가 없기 때문에 매우 저수준이며 그다지 편리하지 않습니다.

CLI 도구는 다음을 수행할 수 있습니다:

• 노드에 정보 쿼리
• 트랜잭션 제출
• 트랜잭션 구성 및 서명
• 암호화 키 관리

다이달로스 지갑

다이달로스는 사용자가 에이다를 관리할 수 있도록 도와주는 풀 노드 지갑으로, 카르다노 블록체인에서 지불을 주고받을 수 있습니다. 다이달로스는 지갑 프론트엔드와 백엔드로 구성됩니다. 프론트엔드는 사용자가 보고 상호작용하는 그래픽 애플리케이션입니다. 백엔드는 사용자 지갑의 상태를 모니터링하고 코인 선택, 트랜잭션 구성 및 제출과 같은 모든 '무거운 작업’을 수행하는 서비스 프로세스입니다. 백엔드는 노드-클라이언트 IPC 프로토콜을 통해 로컬 노드와 상호 작용하고 HTTP API를 통해 프론트엔드와 상호 작용합니다. 백엔드는 지갑과 상호작용할 수 있는 CLI도 제공합니다. 지갑 백엔드는 API를 통해 다이달로스 없이도 자체적으로 사용할 수 있습니다. 이는 소프트웨어 개발자가 카르다노를 다른 애플리케이션 및 시스템과 통합할 수 있는 편리한 방법입니다.

카르다노를 사용하고자 하는 대부분의 고급 사용자는 다이달로스에서 시작하는 것이 좋습니다.

cardano-db-sync

카르다노 노드는 블록체인 자체와 블록체인 검증에 필요한 관련 정보만 저장합니다. 이 설계 원칙은 코드 복잡성을 최소화하고 계산 비용과 리소스 사용을 줄여 노드의 로컬 인터페이스를 가능한 한 최소한으로 유지하고 외부 클라이언트를 사용하여 다양하고 편리한 인터페이스와 추가 기능을 제공하는 것입니다. 특히 노드에서는 블록체인의 기록 정보와 관련된 쿼리 인터페이스를 제공하지 않습니다. 이 데이터 서비스는 구조화된 쿼리 언어(SQL) 데이터베이스를 사용하는 별도의 컴포넌트에서 제공합니다.

더 자세히 읽어보세요:

• 카르다노 DB 싱크와 그 구성요소
• SMASH

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* Source: https://docs.cardano.org/explore-cardano/cardano-architecture/
* Translation: Ilhun@CryptoVeri enics_sky@naver.com