국내 연구진이 암호화폐인 이더리움에서 치명적으로 작동하는 핵심 오류를 발견하고 추가로 발생할 수 있는 버그를 찾아내는 시스템을 개발해 세계적으로 주목받고 있다.

서울대학교 공과대학(학장 차국헌)은 컴퓨터공학부 전병곤 교수와 양영석 박사가 조지아 공과대학 김태수 교수와의 공동연구를 통해 이더리움 컨센서스 버그를 찾는 다중 트랜잭션 차등 퍼져를 개발했다고 8일 밝혔다.

‘플러피’라고 명명된 이 시스템은 철저하게 테스팅 및 관리되는 이더리움에서 극도로 드물게 발생하는 컨센서스 버그 2개를 발견했다. 전병곤 교수팀은 발견한 내용을 이더리움 재단에 전달했고, 이더리움 개발자들은 버그를 수정한 새로운 버전의 이더리움 클라이언트를 배포했다.

버그 리포트 및 수정 4개월 후, 두 개의 버그 중 한 개가 2020년 11월 11일에 이더리움 네트워크에서 발동됐다. 해당 버그는 수정 이전 버전의 게스(Geth) 이더리움 클라이언트가 이더리움 블록체인을 하드포크(기존의 블록체인과는 호환이 되지 않는 새로운 방식으로 변경)하게 만들었다.

이로 인해 업데이트하지 않고 구 버전 게스 클라이언트를 사용하던 가장 큰 이더리움 인프라 서비스인 인퓨라(Infura)가 마비됐으며 연쇄적으로 메타마스크(MetaMask), 유니스와프(Uniswap), 컴파운드(Compound) 등 주요 이더리움 서비스들이 마비됐다. 

그 결과 바이낸스를 포함한 전 세계 암호화폐 거래소에서 이더리움 기반 가상자산 서비스가 일시 중단됐다. 이 사건은 코인데스크(CoinDesk)와 디크립트(Decrypt) 등 해외 주요 블록체인 언론사에서 집중적으로 보도됐고, 2016년 이더리움 DAO 해킹 사건 이후 최악의 사건으로 평가받는다.

블록체인 분야는 실생활의 많은 분야에 빠르게 적용되고 있는 핵심 기술 중 하나다. 블록체인 ‘컨센서스’는 탈중앙화된 클라이언트 노드들이 하나의 블록체인에 합의하는 것이다. 

‘컨센서스 버그’는 특정 블록체인 클라이언트가 블록체인을 하드포크해, 다른 클라이언트들과 합의하지 못하게 하는 버그다. 하드포크가 발생하면 근본적인 블록체인의 불변성과 신뢰성이 깨지기 때문에 컨센서스 버그를 미연에 방지하는 것이 블록체인 안전성에 매우 중요하다.

이더리움 컨센서스 버그를 찾는 기존 퍼징 방식은 블록체인 스테이트와 한 개의 트랜잭션을 반복적으로 생성하고 테스트하는 방식이다. 하지만 이는 무한한 컴퓨팅 자원을 사용하더라도 이더리움 클라이언트 코드 내에 깊이 숨겨진 버그들을 근본적으로 찾지 못하는 한계가 있다.

이에 전병곤 교수 연구팀은 다중 트랜잭션 차등 퍼져 ‘플러피’를 제안했다. 플러피는 한 번에 여러 개의 트랜잭션을 연이어 테스트해 이더리움 클라이언트 코드에 깊이 숨겨진 컨센서스 버그를 찾는다. 시스템 최적화를 통해 플러피는 기존 퍼져와 비교해 510배 이상의 퍼징 처리량과 2.7배 이상의 코드 커버리지를 달성한다.

전병곤 교수는 “이번에 개발한 퍼져로 기존에 찾는 것이 불가능했던 이더리움의 버그를 찾을 수 있었다”며 “세계에서 두 번째로 큰 암호화폐인 이더리움의 안정성을 높이는 매우 영향력인 큰 연구이고 그 공헌을 인정받아 컴퓨터 시스템 분야 학회인 OSDI(USENIX Symposium on Operating Systems Design and Implementation)의 논문으로 채택됐다”고 말했다. 이 연구 결과는 7월 OSDI에서 발표될 예정이다.