Secure Consortium Blockchain E-Voting System for Mongolian Elections Bayartsatsral Chultemsuren : Secure Consortium Blockchain E-Voting System

바야르차츠랄 한양대학교 대학원 2026 국내석사

Secure Consortium Blockchain E-Voting System for Mongolian Elections Bayartsatsral Chultemsuren Dept. of Applied Artificial Intelligence Graduate School of Hanyang University E-voting must balance security, openness, privacy, and verifiability, es- pecially in developing democracies. This thesis explores a blockchain- based e-voting framework designed for Mongolia’s parliamentary elections. It combines Hyperledger Fabric, WebAuthn/FIDO2 fingerprint authentica- tion, and Paillier homomorphic encryption. In Mongolia’s 2024 elections, challenges included high costs (USD 8.2 million), 16,500 poll workers, and delays exceeding 24 hours in some areas. The study investigates whether new technologies can improve trust, speed, and transparency. The research involves a review of about 430 studies (50 closely ana- lyzed) and comparisons of e-voting projects from Estonia, Moscow, Sierra Leone, Norway, and the United States. It includes a system design that defines the roles of the General Election Commission, political parties, ob- servers, and voters. The system separates data within on- and off-chain processes, uses WebAuthn to protect biometric data, Paillier encryption for private vote tallying, and Hyperledger Fabric as a shared ledger supporting multi-organization trust. A working prototype demonstrates the entire voting cycle: registration, ballot casting, result computation, and privacy-preserving tallying. Test- ing with 100 virtual voters showed all could complete the process in under five seconds. Security checks confirmed no biometric data was exposed. Usability testing with 46 volunteers yielded a 95% first-try success rate, 4.6/5 satisfaction score, and 93% willingness to reuse the system. These outcomes indicate the system promotes transparency while keeping private data secure. The study is the first to integrate WebAuthn, Paillier homomorphic en- cryption, and Hyperledger Fabric within a single e-voting process, address- ing privacy and trust through advanced cryptography and shared gover- nance. However, limitations remain, including modest testing scale, re- liance on controlled settings, and legal compliance requirements. Overall, the findings suggest that adopting blockchain and privacy-preserving tech- nologies such as WebAuthn and Paillier encryption can markedly enhance voter trust, operational efficiency, and system transparency in Mongolia’s election framework. Keywords: Electronic Voting, Blockchain, Hyperledger Fabric, WebAu- thn, FIDO2, Homomorphic Encryption, Paillier Cryptosystem, Consortium Blockchain, Distributed Trust, Privacy-Preserving Tallying 국문요지 전자투표는 보안, 개방성, 프라이버시, 검증 가능성을 균형 있게 유지해야 하며, 이는 특히 개발도상 민주국가에서 중요하다. 본 논문은 몽골 국회의 선거를 위해 설계된 블록체인 기반 전자투표 프레임워크를 탐구한다. Hyperledger Fabric, WebAuthn/FIDO2 지문 인증, Paillier 동형 암호를 결합한 구조로 구성된다. 2024 년 몽골 선거에서는 820만 달러의 비용, 16,500명의 투표 인력, 일부 지역에서 24 시간이 넘는 지연 등 여러 도전 과제가 나타났다. 본 연구는 이러한 신기술이 신뢰, 속도, 투명성을 향상시킬 수 있는지를 조사한다. 연구는 약 430편의 선행 연구를 검토하고 그중 50편을 심층 분석했으며, 에스 토니아, 모스크바, 시에라리온, 노르웨이, 미국의 전자투표 사례를 비교했다. 시스 템 설계는 중앙선거관리위원회, 정당, 참관인, 유권자의 역할을 명확히 정의하고, 온체인과 오프체인 프로세스에 따라 데이터를 분리한다. WebAuthn은 생체정보를 보호하고, Paillier 암호는 비공개 투표 집계를 지원하며, Hyperledger Fabric은 다기관 신뢰를 보장하는 공동 원장 역할을 수행한다. 구현된 프로토타입은 등록, 투표, 결과 계산, 프라이버시 보존 집계를 포함한 전체 투표 절차를 시연한다. 100명의 가상 유권자 테스트에서 모두 5초 이내에 과정을 완료했고, 보안 점검을 통해 생체 데이터가 노출되지 않았음을 확인했다. 46명을 대상으로 한 사용성 평가에서는 첫 시도 성공률 95%, 만족도 4.6/5점, 재사용 의향 93%를 기록하여 높은 수용성을 보여주었다. 이러한 결과는 시스템이 프라이버시를 보호하면서 투명성을 강화함을 나타낸다. 본 연구는 WebAuthn, Paillier 동형 암호, Hyperledger Fabric을 단일 전 자투표 흐름에 통합한 최초의 사례로, 첨단 암호 기술과 공동 거버넌스를 통해 프라이버시와 신뢰 문제를 동시에 해결한다. 다만 제한된 규모의 시험, 통제된 환경 의존, 법적 준수 요구 등 한계가 존재한다. 그럼에도 불구하고 WebAuthn 과 Paillier 암호와 같은 블록체인 · 프라이버시 보호 기술을 도입하면 몽골 선거 체계에서 유권자 신뢰, 운영 효율성, 시스템 투명성을 크게 향상시킬 수 있다는 것이 본 연구의 결론이다.

Hyperledger Fabric 블록체인 기반 기업 유해물질불출대장

김현경 아주대학교 2022 국내석사

요즘 탄소중립, ESG경영등이 이슈가 되고 있는 만큼, 환경에 대한 관심이 많아지고 있다. 지구를 살리기 위해서는 단순히 어느 개인이나, 환경보호자만이 아니라, 전 인류가 함께 노력하여야 가능하다. 최근 전 세계적으로 새로운 기업경영 패러다임인 ESG가 확산되고 있다. 과거에는 기업의 궁극적인 목표가 이윤추구를 위한 기술 혁신이었다면 현재는 산업 발전을 위한 혁신적인 기술보다는 사회문제와 환경을 해결하는 기술에 더 주목하게 되었다. ESG 경영은 기업이 지속가능성을 위해서 환경, 사회, 지배구조를 강조하지만, 그 중에서도 어느 것 하나 중요하지 않은 가치가 없다. 그렇지만, 우리에게 지금 주어진 시급한 과제는 바로 환경에 대한 책임이 아닌가 한다. 기업의 유해물질 불출대장을 투명하게 기록하고 의식하는 것이 필요하다고 생각한다. 허가형 블록체인(Permissioned blockchain)인 Hyperledger Fabric를 사용하여 데이터의 투명성과 무결성을 제공한다. 특히 Hyperledger Fabric을 기존의 블록체인보다 처리속도와 데이터 저장의 한계를 개선하여 채굴이 필수적인 퍼블릭 블록체인과 달리 이해관계자들만 참여하여 보안성과 효율성을 강화하여 비즈니스 프로젝트에 적합하며, 장부의 투명성을 보장하고, 신뢰성을 제공한다. 본 논문은 Private 블록체인 중 가장 주목받고 있는 Hyperledger Fabric의 주요기능을 살펴보고, 시대가 요구하는 ESG경영의 대안으로써 기업의 유해물질불출대장을 제안하고자 한다

A Study on Transaction Reordering Techniques in the Hyperledger Fabric Platform for Enhancing Blockchain Service Satisfaction

지규인 인천대학교 대학원 2026 국내석사

기존 Hyperledger Fabric을 비롯한 허가형 블록체인 플랫폼은 트랜잭션을 단순한 도착 순서에 따라 처리하는 정적 오더링 구조를 채택하고 있다. 이러한 구조는 구현은 간단하지만, 서비스별 요구사항이나 트랜잭션 간 충돌 관계를 적극적으로 반영하지 못한다는 근본적인 한계를 지닌다. 그 결과, 특정 계정에 트랜잭션이 집중되거나 데이터 접근 편향이 심화되는 상황에서는 Abort 비율이 급격히 증가하고 처리량이 크게 저하된다. 또한 사용자 우선순위 부여, 긴급 요청 처리, 사용자 간 공정성 보장과 같은 현대 블록체인 서비스가 요구하는 정책적 유연성 역시 지원하지 못한다. 결국 기존 오더링 구조는 성능, 확장성, 그리고 사용자 경험 전반에 걸쳐 핵심적인 병목으로 작용한다. 본 연구는 이러한 구조적 한계를 해결하기 위해 두 단계에 걸친 개선 방향을 제안한다. 첫 번째 단계에서는 트랜잭션의 read–write 의존 관계를 분석하여 충돌 사이클을 자동으로 탐지하고, 조기 Abort와 위상 정렬을 통해 항상 실행 가능한 트랜잭션 순서를 구성하는 의존성 기반 재정렬 기법을 설계하였다. 실험 결과, 제안한 기법은 기존 Fabric 대비 높은 Commit 비율을 안정적으로 유지하였으며, 특히 Zipf 분포 기반으로 접근 편향이 심해질수록 그 효과가 더욱 두드러졌다. 이는 충돌이 빈번한 환경에서도 불필요한 Abort를 효과적으로 줄여 높은 처리량을 확보할 수 있음을 의미한다. 두 번째 단계에서는 이를 한층 확장하여, 대규모 언어 모델(LLM)을 활용한 AI 에이전트 기반 자율 트랜잭션 정렬 시스템을 제안한다. 해당 시스템은 스마트 컨트랙트의 비즈니스 로직, Fabric의 충돌 규칙, Watchdog 분산 네트워크에 축적된 사용자 이력 정보, 그리고 트랜잭션 메타데이터를 종합적으로 분석함으로써 서비스 요구사항에 부합하는 정렬 정책을 능동적으로 도출한다. 더 나아가, 역할 기반 에이전트 구조와 도메인 지식 주입(contextual enrichment), 컨텍스트 최적화 기법, 그리고 이기종 LLM 모델 배치 전략을 통해 높은 정렬 정확도와 다양한 서비스 시나리오에 대한 유연한 적응 능력을 동시에 확보하였다. 광범위한 실험을 통해, 제안한 두 가지 정렬 시스템은 기존 Fabric 오더링 메커니즘이 지닌 정적이고 경직된 구조적 한계를 효과적으로 극복함을 확인하였다. 충돌이 많은 환경에서도 Commit 비율과 처리량을 동시에 향상시키는 것은 물론, 사용자별 공정성과 긴급 트랜잭션 처리 요구를 반영하고, 서비스 정책 변화에 따라 정렬 기준을 동적으로 조정할 수 있음을 입증하였다. 본 연구는 오더링 계층을 단순히 트랜잭션을 나열하는 구성 요소에서 벗어나, 충돌을 인지하고 서비스 요구를 반영하는 지능적·서비스 지향적 스케줄러로 확장하는 새로운 설계 패러다임을 제시한다. 이는 향후 범용 블록체인 플랫폼의 진화 방향에 중요한 시사점을 제공한다. Existing permissioned blockchain platforms, including Hyperledger Fabric, adopt a static ordering mechanism that processes transactions strictly according to their arrival order. While this design is simple to implement, it suffers from fundamental limitations in that it fails to actively incorporate service-specific requirements or transaction-level conflict relationships. As a result, when transactions become concentrated on a small subset of accounts or when data-access skew intensifies, abort rates increase sharply and overall throughput degrades. Moreover, such static ordering mechanisms are unable to support the policy-level flexibility required by modern blockchain services, including user prioritization, urgent request handling, and fairness across users. Consequently, the ordering layer becomes a critical bottleneck that constrains performance, scalability, and overall user experience. To address these structural limitations, this study proposes a two-stage improvement approach. In the first stage, we design a dependency-aware transaction reordering mechanism that analyzes read–write dependencies to automatically detect conflict cycles and constructs always-executable transaction sequences through early abort decisions and topological sorting. Experimental results show that the proposed method consistently maintains higher commit ratios than the default Fabric ordering mechanism. Notably, its effectiveness becomes more pronounced under Zipf- distributed workloads, where access skew increases and conflicts occur more frequently. These results demonstrate that the proposed approach can significantly reduce unnecessary aborts and sustain high throughput even in contention-heavy environments. Building on this foundation, the second stage introduces an AI agent–based autonomous transaction ordering system powered by large language models (LLMs). This system jointly analyzes smart contract business logic, Fabric-specific conflict rules, user history information maintained in the Watchdog distributed network, and transaction metadata to dynamically derive ordering policies that align with service requirements. Furthermore, the system employs a role-based agent architecture, contextual enrichment with domain-specific knowledge, context optimization techniques, and heterogeneous LLM deployment strategies. Together, these design choices enable both high ordering accuracy and flexible adaptation to diverse service scenarios. Extensive experimental evaluations confirm that the two proposed ordering systems effectively overcome the static and rigid limitations of Fabric’s original ordering mechanism. The systems simultaneously improve commit ratios and throughput in conflict-intensive environments, support fairness across users and prioritization of urgent transactions, and dynamically adjust ordering criteria in response to changing service policies. This study redefines the role of the ordering layer, extending it from a simple sequencer of incoming transactions to a conflict- aware, service-oriented, and intelligent scheduler. In doing so, it presents a new architectural paradigm for transaction ordering and offers important insights into the future evolution of general-purpose blockchain platforms.

A Fast Distributed HyperLedger Fabric using Adaptive State Synchronization

Juyeong Jeong DGIST 2022 국내석사

Blockchain technology is an innovative technology that can create new market opportunities and value in numerous domains such as contents-based copyright, logistics and distribution, and e-governance. Currently a numerous number of blockchain-based systems have been developed and proposed, and some of them have already been adopted for business which targets the public. In particular, HyperLedger Fabric (HLF) is one of most promising and emerging blockchain system which was designed to build an enterprise-level transaction processing system. HLF supports user-defined and self-executable programs which can fully access current and historical states of objects. A stateful database in HLF can maintain information stored from earlier requests. However, despite of the purpose, HLF is inadequate for massive-scale transaction processing task, e.g., ten thousand transactions per second in banking and payment system, due to low transaction throughput caused by complex dependencies among transactions. Fabric++ and XOX Fabric handle the dependencies, but their dependency handling systems easily become a bottleneck when it comes to a real-world workload, e.g., Bitcoin transactions. Herein we attempt to improve the throughput in both synthetic and real-world workloads by adaptively synchronizing the state of the system. 블록체인 기술은 그 보안상의 특성 때문에 현재까지 조작에 취약하거나 치명적인 전자정부시스템 등 여러 분야에서 활용 가능성을 보이고 있으며, 그에 따라 자연스럽게 여러 가지 블록체인 시스템이 개발되어 기업 수준에서까지 활용하고 있는 추세이다. 특히 HyperLedger Fabric(HLF)은 그 중에서도 주목받고 있는 블록체인 시스템 중 하나인데, 이는 현재 상태 및 과거 상태에 유연하게 접근이 가능한 SDK를 제공하는 것으로 목적에 맞는 트랜잭션을 시스템의 관리자가 자유롭게 개발해 운용할 수 있다는 점에서 그 범용성이 뛰어나기 때문일 것이다. 그러나 HLF은 초당 트랜잭션이 100만 개가 넘어가는 은행 업무 등의 대규모 환경에서 트랜잭션을 처리하기에는 아직 미약한 수준이다. 이는 트랜잭션 사이에 발생하는 의존 관계로 인해 트랜잭션 대부분이 실패하기 때문이다. Fabric++ 및 XOX Fabric 등의 HLF 기반 시스템이 이러한 의존 관계를 해소하고 처리량을 높일 수 있는 방법을 제안했으나, 이들의 제안은 합성된 입력에서만 효과를 보이고 Bitcoin 등에서 실제로 발급된 트랜잭션 등에 대해서는 그 의존 관계를 계산하느라 많은 부하를 발생시킨다. 이에 본 학위논문에서는 합성된 입력뿐만 아니라 실제 환경에 대해서도 트랜잭션 처리량을 높일 수 있도록 HLF 위에서 적응성 상태 동기화 방법을 연구해 제안한다.

(A) study on the implementation of a blockchain based autonomous vehicle accident data convergence platform

윤철희 Graduate School, Yonsei University 2023 국내박사

자율주행 관련 기술이 빠르게 발전하면서, 자율주행차량과 관련된 기술 연구와 더불어 자율주행 차량 사고예방 목적의 데이터 공유 및 활용에 대한 연구가 증가하고 있는 추세이다. 특히, 최근 인공지능, 블록체인, 클라우드 등 디지털 기술의 빠른 발전은 자율주행차량 데이터의 축적, 유통, 제공의 기술개발이 가능한 연구환경을 제공한다. 본 연구는 이런 시대적인 흐름에 발맞춰 자율주행차량 사고예방을 대비하여, 관련 데이터 연구 및 융합형 플랫폼 인프라구성을 고찰하고, 공공과 민간이 협력할 수 있는 방안을 제시하였다. 본 연구는 기존의 기술에서 보다 혁신적이면서, 초기 투자 비용을 줄이고, 기술적인안정성과 성능을 보장하는 기술은 무엇일까 하는 고찰에서 시작되었다. 그리고 자율주행 시대의 교통사고 관련 피해와 예방 및 방지를 위해 운전자의 데이터 참여 유도 기술은 무엇인가, 시대적인 흐름인 공정한 보상형태와 개인정보 사용에 대한 신뢰성 보장 기술은 무엇인가라는 추가 고찰이 고려되었다. 기존의 플랫폼은 사용자 정보를 중앙집중 형태로 모아 제공하는 정보 게이트 역할의 플랫폼이었으나, 본 연구는 공유 및 탈중앙화 기능 플랫폼을 적용한 개인의 정보와 사용자 참여를 유도하는 사용자 중심의 플랫폼으로 전환하는 방안을 제시하고 있다. 그리고 블록체인 기반 자율주행차량 사고 데이터의 융합플랫폼 구축을 위하여 기술적 가능성을 파악하고, 이에 수반되는 정책을 도출하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구는 기존의 공개키 기반 네트워크 환경이 블록체인환경으로 기술 전환의 가능성 도전과 그 가능성을 제시했다는점, 그리고 자율주행차량과 사고 데이터의 안전하고 복합적인 분석을 위한 융합 플랫폼 구축 모델을 제시하였다는 점에서 높은 학술적 가치를 기대해볼 수있다. 본 연구에서 블록체인 통신 안정성은 ASVO 공리로 증명하고, 성능은TPS로 측정하여 증명하였으며, 무결성은 데이터 해쉬값으로 증명하였다. 본 연구목표는 1단계, 자율주행차량 생성된 데이터에 대한 데이터 분석, 2단계, 교통 인프라 및 주변 차량으로 분석 데이터 확장, 3단계, 교통 인프라와 사고 관련 객체들 사이에 송수신한 데이터의 무결성 검증이다. 무결성검증을 위해서 하이퍼레져 기반 블록체인 플랫폼의 검증연구가 진행되었다. 하이퍼레저 패브릭 플랫폼 모델을 통해 가볍고 빠른 합의 방식을 제시하였고, 분산 원장의 갱신과 트랜젝션의 기록에 상호 동의하는 과정을 동시에 구현하였다. 또한 제안 모델의 실험과 평가 수행을 통해 논문에서 제안한 하이퍼레저 기반의 블록체인 메인넷 플랫폼의 안전성을 평가하기 위한 방법들에 대해 소개하고, 인증 및 키 분배의 논리적 검증에 있어서 ASVO 기법을 적용하여 제안한 모델에 대한 안전성을 증명 하였으며, 추가 실험을 통해 성능과 무결성 보장을 확인함으로써 안정성을 확보하였다. 본 논문은 총4개의 연구를 통해 각각의 연구결과가 도출되었으며, 종합적인 관점으로 재구성하여 ‘블록체인 기반 자율주행 차량 사고데이터에 대한 융합플랫폼 구축 모델제시와 시스템 구현’ 그리고 ‘실험.평가를 통한 안정성 확인 및 블록체인 성능 확인’으로 연구결과를 정리하였다. 첫째, ‘블록체인 기반 자율주행 차량 사고데이터 융합플랫폼 구축을 위한 모델과 시스템 구현’은 컨소시엄 형태의 하이퍼레져 패브릿 블록체인을 이용한 모델 제시와 제안모델 체인코드라는 프로그램을 이용하여 연구결과를 확인 할 수 있다. 둘째, ‘블록체인 기반 자율주행 차량 사고데이터 융합플랫폼 시스템 구현’는 자율주행 차량 사고데이터의 정상전송 및 데이터의 무결성을 확인 할 수 있는 시스템 구현으로 연구결과를 확인할 수 있다. 우분투 환경 가상 시스템을 이용하여 도커와, 컨테이너, 하이퍼레져패브릭을 설치함으로써 제안 모델을 구현하였다. 셋째, 논문에서 제안한 하이퍼레져 패브릭 기반의 블록체인 메인넷 플랫폼 안전성을 확인하였다. 넷째, 안정성과 신뢰성을 보장 받았으며, 더불어 블록체인메인넷을 통한 성능과 장애 검증 능력을 확인하였다. 이를 통해 블록체인 기반 자율주행 차량 사고데이터의 융합플랫폼 안정성과 성능을 확인 하여, 보안에 견고한 최신 블록체인 기술의 적합성을 증명 하였다. 본 연구의 학술적인 기여도는 다음과 같다. 첫째, 기존 공개키 기반 느린 네트워크환경을 블록체인기반 경량 네트워크 환경으로 전환을 시도하는 것이다. 빠른 경량 네트워크는 오픈소스 기반 하이퍼레저 페브릭을 이용해 구현하였으며, 안정성과 성능이 증명되었다. 기존에 불가능하였던 자율주행 차량의경량 통신 인프라와 안전한 통신환경 공리식 증명 및 성능 실증을 통해 블록체인으로의 전환 가능성을 보여주였다. 둘째, 자율주행차량과 사고 데이터의안전하고 복합적인 분석을 위한 융합 플랫폼 구축 모델을 콘소시엄 블록체인기술로 제시하였다는 점이다. 향후 자율주행 차량의 실증 테스트 배드 및 현실 인프라 환경에 대한 정책을 수립할 수 있도록 새로운 패러다임을 제시하였다. 셋째, 기존의 연구들과 차별화를 된 하이퍼레저 패블릭을 이용한 블록체인 메인넷 구축 및 실제 개발 방안을 제시하였다. 이를 통해 자율주행 차량 융합형 플랫폼 인프라 구축의 비용 절감 방안을 마련하였으며, 향후 기술 레이어가 다른 fog-computing의 기술적 연계 방안도 제시하였다. 넷째, 블록체인 메인넷 안전성을 ASVO 공리 스키마를 통해 증명함으로써, 블록체인 메인넷의 인증 및 권한 관련 토큰 신뢰성을 학술적으로 증명하였다. As technologies related to autonomous driving develop rapidly, research on data sharing and utilization to prevent autonomous vehicle accidents are on the rise. In particular, the recent rapid development of digital technologies such as artificial intelligence, blockchain, and cloud provides a research environment that enables the development of technologies for accumulating, distributing, and providing autonomous vehicle data. In line with this trend of the times, this study examines related data research and the composition of convergence platform infrastructure in preparation for preventing accidents in autonomous vehicles and suggests ways for the public and the private sector to cooperate. This study began by considering which technology is more innovative than the existing technology, reduces initial investment costs, and ensures technical stability and performance. Then, to prevent traffic accident-related damage in the autonomous driving era, additional considerations were considered as to what technologies induce drivers to participate in data and what technologies guarantee reliability for the use of personal information. The existing platform used to be an information gate platform that collects and provides user information in a centralized form. However, this study suggests a transition to a user-centered platform that induces user participation with individual information applied with a sharing and decentralization function platform. In addition, the purpose is to identify technical possibilities and derive policies accompanying them to establish a convergence platform for blockchain-based autonomous vehicle accident data. This study is expected to have high academic value in that the existing public key-based network environment presented the possibility of technology transition to a blockchain environment and a convergence platform construction model for safe and complex analysis of autonomous vehicles and accident data. Here, blockchain communication stability was proved by the ASVO axiom, TPS measured performance, and data hash values proved integrity. This study aims to analyze data generated by autonomous vehicles, expand analysis data to transportation infrastructure and surrounding vehicles, and verify the integrity of data transmitted and received between transportation infrastructure and accident-related objects. In order to verify integrity, a verification study of a hyperledger-based blockchain platform was conducted. As a result, we present a light and fast consensus method through the hyperledger fabric platform model and simultaneously implement a mutual agreement process on updating the distributed ledger and the transaction record. In addition, we introduced the methods for evaluating the safety of the hyperledger-based blockchain mainnet platform proposed in the paper. Finally, we demonstrated the safety of the proposed model by applying the ASVO technique in the logical verification of authentication and key distribution and secured stability through additional experiments. The research results were derived through four studies. First, the results were reorganized from a comprehensive perspective into 'Presentation of a convergence platform construction model and system implementation' and 'Confirmation of stability and blockchain performance through experiment and evaluation'. First, 'Presentation of a convergence platform construction model and system implementation' can confirm the research results using a consortium-type hyperledger fabric blockchain and a program called the proposed model chain code. Second, the 'Confirmation of stability and blockchain performance through experiment and evaluation' can confirm the research results by implementing a system that can confirm the standard transmission of autonomous vehicle accident data and data integrity. The proposed model was implemented by installing dockers, containers, and hyperledger fabrics using Ubuntu environment virtual machines. Third, the safety of the hyperledger fabric-based blockchain mainnet platform proposed in the paper was confirmed. Fourth, stability and reliability were guaranteed, and performance and fault verification ability was confirmed through the blockchain mainnet. Through this, the stability and performance of the convergence platform of the blockchain-based autonomous vehicle accident data were confirmed, and the suitability of the latest blockchain technology that is robust to security was proved. The academic contributions of this study are as follows. First, it attempts to convert the existing public key-based slow network environment into a blockchain-based lightweight network environment. The fast, lightweight network was implemented using an open-source-based hyperledger fabric, and stability and performance were proven. It showed the possibility of switching to the blockchain through proof of the utilization and performance of the lightweight communication infrastructure and safe communication environment of autonomous vehicles, which were previously impossible. Second, a convergence platform construction model for safe and complex analysis of autonomous vehicles and accident data was presented as a consortium blockchain technology. After that, a new paradigm was presented to establish policies for the empirical test-bed and the future infrastructure environment of autonomous vehicles. Third, a blockchain mainnet construction and actual development plan using a hyperledger fabric differentiated from existing studies were presented. Through this, we prepared a cost-reduction plan for establishing a convergence platform infrastructure for autonomous vehicles and suggested a technical linkage plan for fog-computing with different technology layers. Fourth, by proving the safety of the blockchain mainnet through the ASVO axiom schema, the authentication and authority-related token reliability of the blockchain mainnet is academically proven.

Hyperledger Fabric 블록체인을 위한 TOTP기반 2차 인증 기법

박우석 아주대학교 일반대학원 2018 국내석사

현재는 스마트폰 시대라고 불릴 정도로 모바일에 수요가 많아지며 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI) 그리고 블록체인 등 여러 IT기술의 발전으로 4차 산업 혁명의 시기에 도달했다. 특히 블록체인은 공공 거래 장부라고 부르며 가상 화폐로 거래할 때 발생할 수 있는 해킹을 막는 기술로 Public 블록체인과 Private 블록체인으로 나뉘며 IoT 서비스와 함께 여러 활용방안에 대해 연구가 진행 중이다. Membership 서비스를 지원하는 Private 블록체인은 인증방법으로 JWT Token 인증방식이 많이 사용되고 있는데 JWT Token 인증방식에서 발생할 수 있는 여러 취약점이 존재하며 암호화된 프로토콜 내에서만 전송하도록 권고하고 있지만 아직 해결되지 않은 부분들이 많다. 따라서 본 논문에서는 현재 Private 블록체인에서 제공하는 Membership 서비스의 JWT Token 방식의 인증 취약점을 막기 위한 방법의 새로운 인증방식을 제안한다. Membership 서비스위한 블록체인으로 Private 블록체인을 사용하는 Hyperledger Fabric v1.0을 선택하였고, 기존의 인증 서버에서 OTP Token을 생성해 시간기반의 OTP방식인 TOTP를 적용하여 보안을 강화한 2차 인증방식으로 더욱 안전한 서비스를 제공할 수 있도록 한다.

블록체인을 이용한 기술자 기술경력관리 시스템 설계

임철현 숭실대학교 정보과학대학원 2019 국내석사

기술자의 기술경력은 프로젝트에서 근무한 사실을 증명함으로써 기술자 인건비 산정 시 사용되는 중요한 정보기 때문에 투명성 있는 관리가 필요하다. 하도급 업체에서는 단가를 높이기 위해 기술경력을 허위로 작성 하여 발주처에게 과도한 인건비를 요구하였고 고스란히 피해는 기술자를 고용한 발주처의 몫이 되어왔다. 또한 인건비 차액을 남기고자 기술자의 기술경력을 위조하는 하도급 업체의 만행으로 인하여 기술자들도 프로젝트 투입 시 과다한 업무로 피해를 보고 있다. 한국 소프트웨어산업협회에서 시스템으로 관리하고 있는 기술경력 정보는 복잡한 신고 절차와 기술경력 정보 등록, 관리, 증명서 발급에 대한 수수료가 발생하기 때문에 기술자에게 부담이 많이 된다. 또한 중앙관리구조로 인하여 한국 소프트웨어산업협회의 인증 기준에 부합하지 못할 경우 기술경력을 인증 받을 수 없어 기술경력에 누락이 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는 기존 시스템에 문제점을 해결하기 위해 컨소시엄 블록체인 기반의 기술자 기술경력관리 시스템을 설계하였다. 블록체인 네트워크에 필요한 참여기관을 설정하고 기술경력 정보가 관리 될 수 있도록 데이터를 설계 하였으며 기술경력 원장을 관리하기 위한 네트워크 구조와 아키텍쳐를 설계하여 시스템 구축의 기틀을 마련하고자 하였다. 또한 설계를 기반으로 시스템을 구축했을 경우 얻게 되는 기술자 기술경력관리 시스템의 비용에 대한 절감효과에 대해서 경제성을 평가하고 컨소시엄 블록체인 플랫폼을 구축할 것을 제안하였다. 본 연구에서 제안하는 컨소시엄 블록체인 기반의 시스템은 신뢰성, 안정성, 보안성, 투명성의 장점 갖고 있으며 기술경력을 분산 원장으로 관리함으로써 보다 더 효율적인 관리를 할 수 있도록 도와줄 것이다. The technical career of the technician needs transparency because it is the important information used in calculating the technician labor cost by proving that he worked in the project. In order to raise the unit price, the subcontractor has made a false technical career and demanded excessive labor cost for the orderer, and the damage has become the responsibility of the client who hired the technician. In addition, due to the inevitability of subcontractors who forge the technician 's career in order to leave the difference in the labor cost, technicians are also suffering from excessive work when the project is put into operation. The technical career information managed by the Korea Software Industry Association (KOSDAQ) is burdensome to technicians because of complicated reporting procedures, registration fees for technical career information registration, management and certification issuance. Also, because of the centralized management structure, failure to meet the certification standards of Korea Software Industry Association will result in a lack of technical career because the technology career can not be certified. Therefore, in this study, a technical career management system based on a consortium block chain was designed to solve problems in existing systems. We designed the data organization to manage the technical career information and set up the network structure and the architecture to manage the technical career director. Also, it is suggested that the cost savings on the technician skill management system obtained when the system is constructed based on the design is evaluated economically and a consortium block chain platform is constructed. The proposed consortium block chain based system has advantages of reliability, stability, security and transparency and it will help to manage more efficiently by managing technical career as a distributed ledger.

해시 체인 구조 기반 블록체인 트랜잭션 데이터 추적 성능 개선 및 확장성 연구

김성빈 경기대학교 대학원 2024 국내석사

최근 블록체인을 활용한 비즈니스 응용 프로그램 및 서비스가 다양한 형태로 제안되고 있다. 그 중에서도 비즈니스와 관련된 민감한 데이터를 기록하고 이를 추적하는 프로세스가 제안되고 있는데, 이는 블록체인의 특성을 활용하기 위한 좋은 접근 방법이다. 블록체인은 분산된 노드가 동일한 원장을 공유하기 때문에, 원장에 기록된 데이터에 대한 무결성과 신뢰성을 보장할 수 있다. 또한 데이터를 연쇄적으로 기록함에 따라서 기록된 데이터의 선후관계를 판단할 수 있으며, 이에 대한 추적이 가능하다. 하지만 선행 연구에서 블록체인에 기록된 데이터를 추적하는 과정은 원장에 기록된 트랜잭션의 고유값을 별도의 데이터베이스에 저장하거나, 전수조사를 진행하는 방법을 사용하기 때문에, 소요되는 시간과 리소스의 소모량이 상당하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 해시값들이 연쇄적으로 연결되는 해시 체인의 구조를 활용한 컨트랙트를 구성하고, 이를 허가형 블록체인인 Hyperledger Fabric에 적용하여 성능 평가를 진행한다. 본 연구에서는 블록체인이 데이터의 기록과 이동이 빈번한 분야에서 적용의 유용성과 유연성을 위해 기존 비즈니스 프로세스에 블록체인을 도입하기 위한 방법론을 제시하며, 이를 평가하기 위해서 시퀀스 다이어그램을 통해 기존 레거시 시스템에서 발생할 수 있는 공격 기법에 대한 구조적인 공격 저항성을 증명한다. 또한, 해시 함수를 활용하여 블록체인에 기록되는 데이터에 대한 해싱 과정을 거쳐 데이터의 보안성을 향상시키며, 해시 체인의 구조를 컨트랙트에 적용하여 데이터를 기록함에 따라서 블록체인 원장에 기록된 데이터의 추적 시간과 리소스 소모량을 감소시키는 방법을 제안한다. 결과적으로 본 연구에서는 레거시 시스템에 블록체인을 도입하여 기존 비즈니스 프로세스에 무결성과 신뢰성, 공격 저항성을 보장할 수 있는 구조적인 방법론을 제시함과 동시에 적용 가능성을 검증하였다. 또한, 블록체인이 적용된 비즈니스 프로세스에서의 데이터 추적에 대한 성능 평가를 진행하는 과정에서 기존 블록체인 트랜잭션 추적 프로세스와의 비교 실험을 수행하였다. 그 결과 본 연구에서 제시하는 해시 체인 구조를 활용한 데이터 추적 프로세스가 기존에 수행된 추적 프로세스에 비교해 추적 시간이 적게 걸리며, 리소스 소모량이 감소하였다는 결과를 도출하였다. Recently, a variety of business applications and services utilizing blockchain technology have been proposed. Among these, there is a proposed process to record and track sensitive business-related data, leveraging the characteristics of blockchain. The distributed nature of blockchain, where multiple nodes share the same ledger, ensures the integrity and reliability of the recorded data on the ledger. Additionally, the sequential recording of data enables the determination of temporal relationships, facilitating traceability. However, previous research on tracking data stored in a blockchain has been associated with significant time and resource consumption due to methods such as storing unique values of ledger-recorded transactions in separate databases or conducting full investigations. To address these challenges, this study constructs contracts utilizing the structure of a hash chain that interlinks hash values sequentially and evaluates its application within the permissioned blockchain, Hyperledger Fabric, to assess performance. This research aims to present a methodology for integrating blockchain into existing business processes in fields where data recording and movement are frequent. To evaluate this approach, structural resistance against potential attacks in legacy systems is demonstrated using sequence diagrams. Moreover, the study proposes enhancing data security by employing hash functions for hashing of data recorded on the blockchain and applying the hash chain structure to contracts to reduce the time and resource consumption for tracking data recorded on the blockchain ledger. Ultimately, this research not only introduces a structural methodology for ensuring integrity, reliability, and resistance against attacks in existing business processes by integrating blockchain into legacy systems but also verifies its applicability. The study also conducts performance evaluations of data tracking in blockchain-applied business processes, comparing the proposed hash chain-based data tracking process with conventional blockchain transaction tracking procedures. The results indicate that the proposed data tracking process using the hash chain structure takes less time and reduces resource consumption compared to conventional trasnaction tracking methods.

Hyperledger Fabric 블록체인 기반 IoT-PDCA 통합 아키텍처의 설계 및 검증 : 원거리 폐수처리장 실증 데이터 기반

최혁 인하대학교 공학대학원 2026 국내석사

Enhancing Privacy and Security in Network Slicing Handovers with Hyperledger Fabric

IGUGU TSHISEKEDI ETIENNE 국립부경대학교 대학원 2024 국내석사

The proposed research aims to leverage blockchain technology to enhance the security of handover authentication (HA) processes within network slicing systems. It is achieved by establishing a decentralized and secure registry for recording handover events. In this sense, the simplification of device identification verification leads to an improvement in HA efficiency. Furthermore, our work introduces a three-component model: network slicing, user environments, and a Hyperledger Fabric (HLF) blockchain dedicated to authentication and authorization. We use HLF thanks to its advanced privacy and security features, which promise to enhance user experience during handover by minimizing delays, ensuring data privacy, and providing flexibility and scalability. Additionally, we conducted several experiments to facilitate the assessment of system performance results. The HLF network performance analysis reveals that while the average transaction time and request response time show a slight increase with the growing number of users, there is a significant improvement in the average network throughput. It indicates the network demonstrates satisfactory scalability, maintaining acceptable performance under increasing load. Therefore, the results represent that the underlying system, based on HLF, is suitable for effectively managing network scenarios while maintaining service quality and network security. In essence, this work enhances network security and heightens service quality, particularly within network slicing, HA, and adopting a privacy and security solution based on HLF. 제안된 연구는 네트워크 슬라이싱 시스템 내에서 Handover Authentication (HA) 프로세스의 보안을 강화하기 위해 블록체인 기술을 활용하였다. 이는 분산형 및 안전한 레지스트리를 구축하여 전송 이벤트를 기록함으로써 달성된다. 즉, 기기 식별 검증의 단순화가 HA 효율성을 향상시키는 방향으로 이루어지는 것이다. 또한, 본 연구에서는 네트워크 슬라이싱, 사용자 환경, 인증 및 권한 부여를 위해 전용 Hyperledger Fabric (HLF) 블록체인을 포함한 세 가지 구성 요소 모델을 소개할 것이다. 본 연구는 HLF를 사용하며, 이는 지연 시간을 최소화하고 데이터 개인 정보 보호를 보장하며 유연성과 확장성을 제공하여 이전 과정 중 사용자 경험을 향상시킬 것으로 기대되는 고급 개인 정보 보호 및 보안 기능을 갖추고 있다. 뿐만 아니라 본 연구에서는 시스템 성능 결과를 평가하기 위해 여러 실험을 수행하였다. HLF 네트워크 성능 분석 결과, 평균 거래 시간과 요청 응답 시간은 사용자 수가 증가함에 따라 약간 증가하는 반면, 평균 네트워크 처리량은 상당히 향상되었다. 이는 네트워크가 증가하는 부하 하에서도 성능을 유지하며 만족스러운 확장성을 보여준다는 것을 의미한다. 따라서 제안된 시스템 성능 결과는 HLF를 기반으로 한 기본 시스템이 서비스 품질과 네트워크 보안을 유지하면서 네트워크 시나리오를 효과적으로 관리하기에 적합하다는 것을 나타낸다. 본질적으로 이 연구는 네트워크 보안을 강화하고 네트워크 슬라이싱, HA 및 HLF를 기반으로 한 개인 정보 보호 및 보안 솔루션을 채택함으로써 서비스 품질을 높이는 데 기여한다.