쿼크체인(QuarkChain)은 빠른 트랜잭션 처리 속도와 안정성을 보장하는 플랫폼을 위한 암호화폐입니다. 쿼크체인은 작업증명(PoW)과 지분증명(PoS)을 혼합한 지분작업증명(PoSW; Proof of Staked Work) 방식의 합의 알고리즘을 사용합니다. 쿼크체인의 창시자는 중국의 조우치(Zhou Qi)이고, 한국 대표는 김우석(Jonathan Kim)이다. 쿼크체인에 투자한 주요 크립토펀드에는 중국의 펜부시디지털, 제네시스캐피탈, 링크브이씨(LinkVC) 등과 한국의 해시드(Hashed) 등이 있습니다.
쿼크체인은 수평 확장성 기술인 샤딩(Sharding)을 활용하여 블록체인의 확장성 문제를 해결합니다. 쿼크체인은 초당 100만건 이상의 속도를 처리할 수 있는 P2P 거래 시스템을 만듭니다. 쿼크체인은 두 개의 층으로 구분된 블록체인을 사용한다. 첫 번째 층은 샤딩체인(Sharding Chain)이고, 두 번째 층은 루트체인(Root chain)입니다. 샤딩체인에서 일어나느 거래들을 루트체인에서 처리를 하는 방식으로 루트 체인 변화 없이 샤드를 유연성 있게 운영할 수 있습니다. 또한 단일된 블록체인이 아닌 분산된 방식을 지원하는 만큼 하위 체인을 이용해 시스템 용량을 늘리고 필요에 따라 시스템을 업그레이드 해서 네트워크 처리량을 향상 시키고 슈퍼노드를 여러개로 분권화를 함으로써 보안과 속도를 위해 각 노드마다 슈퍼링크로 운영하면서 서브셋의 유효성만으로 검사함으로써 블록체인 전체를 완벽하게 검증할수 있어 비용을 절감 할 수 있고 샤드가 손상되더라도 교차검증을 통해 모든 블록을 검증할 수 있는 구조로 기존의 복잡한 절차를 간소화해 손쉽게 이용할 수 있습니다. 탈중앙화되고, 보안성이 뛰어나며, 확장 가능한 방식으로 샤딩된 상태의 저장과 트랜잭션 처리를 하위한 쿼크체인의 Boson 합의를 바탕으로 합니다.
블록체인 업계는 낮은 초당 트랜잭션 처리량(TPS)로 인해 크게 어려움을 겪고 있습니다. 낮은 초당 트랜잭션 처리량은 블록체인 애플리케이션의 넓은 잠재력마저도 제한하곤 한다. 쿼크체인은 블록체인의 확장성 문제를 해결하는 것을 목표로 삼고 있습니다. 그러나 중앙화된 확장성 향상 기술 중 대부분은 탈 중앙화된 환경에 적합하지 않아서 단순히 기술을 있다고 바로 적용할 수 없습니다. 블록체인의 핵심가치인 탈 중앙성과 보안성을 유지한 상태로 블록체인의 확장성을 확보하기 위하여 블록체인에 가장 적합하고, 블록체인에 잘 통합시켜 탈 중앙화된 환경에 적용할 수 있는 기술을 선정해야 합니다. 또한 블록체인은 안정성, 탈중앙화, 확장성이라는 세 부분이 모두 중요하지만 동시에 충족하는 것은 매우 어렵습니다. 안정성이나 프라이버시를 추가하려면 거래 때마다 엄청난 양의 데이터가 필요하며, 이는 더 낮은 거래 속도와 더 큰 메모리 양이 필요하다는 것을 의미합니다. 수요가 계속 증가함에 따라 블록체인의 궁극적인 목표는 안정성과 탈중앙화를 하나의 적절한 수준으로 유지하면서 가능한 한 확장가능성을 높이는 것 입니다.
쿼크체인 네트워크의 주요 응용 시나리오는 금융 기술과 게임 산업에 초점을 맞췄습니다. 쿼크체인 네트워크(QuarkChain Network,QKC)의 토큰은 쿼크체인 네트워크의 교환 매체로서 매우 중요한 역할을 합니다. QKC는 기본적으로 암호화 디지털 통화로서 쿼크체인 네트워크 생태계의 주요 구성 부분이며, ERC-20표준을 준수하여 발행됩니다. QKC는 쿼크체인네트워크에서만 사용할 수 있으며, 또한 QKC 소유권은 쿼크체인 네트워크의 사용과 상호작용을 가능하게 하는 수단으로 QKC를 사용할 권한이 있는 경우를 제외하고는 어떠한 명시적 또는 암시적 권리도 갖지 않습니다. 쿼크체인의 중요한 응용은 금융 과학 기술 분야와 게임 산업에 집중됩니다. 쿼크체인 네트워크의 토큰은 매우 중요한 역할을 하고 쿼크체인의 가치를 나타내며, 다음과 같이 표현됩니다.
쿼크체인 네트워크에서 어떤 설계 기능을 사용할 때 QKC는 필수적인 '연료'로 사용되어 QKC는 참가자들이 쿼크체인 네트워크에 기여하고 생태계를 유지할 수 있도록 경제적 인센티브를 제공합니다. 쿼크체인 네트워크상의 여러 응용 프로그램 실행과 거래 수행, 그리고 블록체인에 추가된 블록/정보의 검증과 검증을 위한 계산 리소스가 필요하며, 그러므로 이러한 서비스와 자원의 제공자들은 네트워크 무결성을 유지하기 위해 이러한 자원의 소모를 필요로 할 것이며 QKC는 소비되는 계산 자원의 원가를 계량화하고 지불하기 위해 교환단위로 사용될 것 입니다. 쿼크체인 네트워크 상의 거래마다 거래 비용을 지불해야 합니다. 쿼크체인은 처리 능력이 뛰어나기 때문에 거래 비용이 매우 낮을 것 입니다. 거래 비용은 오직 대만 달러로만 지불될 수 있습니다. 쿼크체인 네트워크는 스마트 계약을 지원하며 스마트 계약 거래는 계약 주소에 메시지를 전송함으로써 이루어집니다.
경제적인 수단을 이용한 긍정적인 피드백은 시스템의 끊임없는 발전을 촉진할 수 있습니다. QKC는 인센티브로 배포하여 커뮤니티가 이 시스템에 지속적으로 기여하도록 격려합니다. 쿼크체인 네트워크의 사용자와 QKC 소유자는 적극적인 참여 없이 어떠한 QKC 인센티브도 받지 못합니다. QKC는 쿼크체인 네트워크의 필수적인 부분으로, QKC가 없으면 사용자들이 자원을 소비하고 서비스를 제공하도록 하는 동기를 부여할 수 없어 QKC는 쿼크체인 네트워크의 전체 생태계에 이점을 줍니다. 모바일 기기에 기반을 둔 디앱이 더 유용하고 생태적인 가치가 될 것이라고 보고 있습니다. 쿼크체인은 모바일 디앱(DApps2go 계획)을 완전히 지원하기 위해 인프라를 설계하고 모바일 애플리케이션을 가이드로 활용합니다. 또한 DApps2go의 개발이 가능한 한 쉽게 이루어질 수 있도록 링크 상의 개발 도구를 제공하고 쿼크체인에 디앱을 구축한 개발자들을 격려하기 위해 커뮤니티를 형성합니다. .우리의 손쉬운 수평적 확장 블록 기술은 블록체인에 있는 소셜 네트워크, 온라인 스토리지, 게임 그리고 공유 경제를 가능하게 합니다. 쿼크체인은 서비스 이용 원가를 낮추기 위해 교환 서비스 비용을 없앱니다. 쿼크체인은 공유 경제 업무를 위한 이상적인 플랫폼입니다.
쿼크체인 네트워크는 빌드 측정 학습 피드백 루프를 채택하여 제품 개발 주기를 단축하는 것을 목표로 합니다. 그러므로 개발자들은 최소한의 실행 가능한 제품들을 동시에 운영할 수 있게 했다. 쿼크체인 네트워크의 높은 거래 처리 능력으로부터 큰 지원을 받아 개발자들은 빠른 피드백 수집으로 그들의 제품을 메인넷에 배치하고 테스트할 수 있습니다. 쿼크체인 네트워크의 메인 네트워크에 있는 온체인 데모 쇼(Onchain Demo Show)구역은 디앱의 제품 관리자와 개발자들이 그들의 아이디어를 신속하게 검증할 수 있도록 매우 부드럽고 빠른 테스트 경험을 제공합니다. 기업은 높은 처리량을 해결할 수 있는 블록체인에 대한 강한 요구를 가지고 있어야 하며 기존 고객이나 비즈니스 요구를 해결할 수 있어야 합니다. 분산된 장부와 진보된 암호화에 의한 개인키 보호는 합리적인 가격에 사용하기 쉬운 위조 방지 솔루션을 제공함으로써 스타트 업 기업에게 상업적 필요를 지원할 수 있습니다. 이 해결 방안은 교육 시스템 검증 증빙과 실험실 원시 데이터 확인에도 사용될 수 있습니다. 쿼크체인은 이러한 기업들과 항상 개방적이고 협력적이며 그들의 업무 확장을 돕습니다.
블록체인은 사물인터넷(IoT)에 응용할 수 있는 잠재력이 큽니다. 쿼크체인을 사용하면 원가를 낮추고 사물 인터넷의 이전된 가치를 빠르게 실현하는데 도움을 줍니다. 사물인터넷에는 보통 많은 장치가 포함되어 있으며 동시에 대량의 작업이 발생합니다. 쿼크체인은 사물인터넷 애플리케이션을 위한 대량의 저비용 설비 그리고 고속 거래에서 중요한 역할을 하는 플랫폼으로 사용됩니다. 스마트 계약을 이용하면 데이터의 자동 수집과 처리를 실현하여 더 많은 애플리케이션을 구축할 수 있습니다. 블록체인은 거래를 위한 디지털 플랫폼을 제공하기 때문에 인공지능(AI)과 밀접한 관련이 있습니다. 블록체인은 많은 측면으로 AI 기술을 사용할 수 있는데 예를 들어, 스마트 지갑은 일반 거래의 양쪽을 동일한 파티션 또는 적어도 더 가까운 파티션에 할당할 수 있도록 학습을 강화함으로써 거래 원가를 낮춥니다. 하지만 이것은 블록체인 개발이 재설계가 가능한 능력을 요구했고 쿼크체인이 이를 제공합니다. 블록체인은 실제로 빅 데이터에 대해 다룰 것이며 시간과 공간 데이터를 생성합니다. 블록체인이 증가함에 따라 데이터 양도 빠르게 증가합니다. 사유사슬이든 공유사슬이든 이러한 데이터는 회사나 세계 경제 전반에 큰 가치를 가져다 줍니다. 쿼크체인플랫폼에 기반하여 많은 데이터 채굴 알고리즘과 경제 모델을 개발할 수 있습니다. 쿼크체인은 데이터 분석사와 경제학자들과 협력하여 새로운 경제 모델을 개발하기를 원하며, 또한 이러한 모델에 가치 있는 피드백을 주어 쿼크체인 설계를 더욱 향상시킬 것 입니다.
쿼크체인은 두 개의 블록체인 구조로 구성되어 있으며, 첫 번째 층은 샤딩체인은 거래 에 사용되며, 두 번째 층은 루트 체인으로 분할된 거래를 확인하는 데 사용됩니다. 뿌리 사슬에 영향을 주지 않으면서, 분할된 계층의 분할 수는 동적으로 증가하여 시스템의 전체적인 물동량을 높일 수 있습니다. 루트 체인에 영향을 주지 않으면서, 샤딩체인은 작동하여 시스템의 전체전인 유동성을 높입니다. 협동 마이닝으로 안전 보장: 거래의 안전성을 확보하기 위해, 쿼크체인은 게임이론의 틀에 기반하여 채굴자들의 작업을 독려하고 연산력을 합리적으로 할당하는 메커니즘을 설계했는데, 그 중 적어도 해시 파워의 50%는 루트체인에 배치하여 가능한 단합을 막습니다.
TPS 처리능력이 높은 어떤 블록체인 네트워크에서, 슈퍼-풀노드이 매우 높을 것이며, 이는 중앙화를 초래할 것이다. 이 문제를 피하기 위해 쿼크체인(QuarkChain)은 여러 개의 저렴한 노드가 슈퍼-풀 노드를 대체하기 위해서 커스터를 형성하는 것을 허락합니다. 쿼크체인 네트워크는 어떤 시간 어느 지점에서든 크로스오버를 수행하고 거래 확인을 빠르게 완료할 수 있도록 지원한다. 샤드의 수가 증가함에 따라 거래 속도가 선형적으로 증가합니다. 쿼크체인 시스템에서는 사용자당 전체 블록체인 네트워크를 사용하려면 하나의 계정만 만들어야 하며 또한 모든 암호화폐는 하나의 스마트 지갑에 저장됩니다. 쿼크체인은 조정가능한 스마트 계약을 지원하고 이더리움 가상 머신(EVM)을 사용하여 기존 EVM 디앱을 쿼크체인 플랫폼으로 쉽게 이전할 수 있도록 했습니다. 기존 시스템의 확장성 향상을 통한 많은 해결 방법과는 달리 쿼크체인은 처음부터 고성능을 위해 설계되었습니다.
악의적인 공격에 노출되지 않는 P2P 네트워크를 구축하려면 기존의 블록체인 기술을 통해 모든 노드가 모든 블록을 완전히 검증하고 잘못된 블록을 모두 거부해야 합니다. 마찬가지로 모든 보조 블록 및 루트 체인 블록을 검증하는 쿼크체인 네트워크의 노드를 슈퍼-풀 노드라고 합니다. 쿼크체인 네크워크의 모든 노드가 슈퍼 풀 노드로 실행되는 경우 쿼크체인 네트워크는 기존 블록체인과 동일한 안전 수준을 가질 수 있습니다. 하지만 처리량이 높은 블록체인 시스템에서 슈퍼- 풀 노드를 생하는 것이 매우 비쌉니다. 슈퍼 풀 노드의 CPU, 스토리지, 메모리 및 네트워크 대역폭에 대한 높은 요구 사항은 상당한 장벽을 요구합니다. 이러한 요구 사항은 강력한 페러에서만 허용됩니다. 이는 분권화를 크게 저해하고 블록체인의 핵심 가치를 손상시킵니다. 쿼크체인 네트워크는 클러스터(Cluster)에서 여러 개의 정직한 노드를 수퍼- 풀 노드로 실행할 수 있도록 하여 문제를 해결합니다. 클러스터의 각 노드는 체인의 하위 집합만 검증한다. 하위 집합의 조합이 루트 블록체인과 작은 블록체인을 포함하는 한, 값비싼 기계를 구입하지 않고도 전체 블록체인을 완벽하게 검증할 수 있습니다. 또한 클러스터에서 노드 중 하나가 충돌하는 경우에도 나머지 노드는 두 노드 중 하나가 다른 클러스터를 형성하므로 해당 클러스터의 고가용성을 지원하므로 블록을 완전히 검증할 수 있습니다.
만약 발신/수신 주소가 (샤드키는 다를 지라도) 같은 샤드 ID를 가지고 있다면, 잔고는 샤드내 트랜잭션으로 전송되며, 이러한 트랜잭션은 같은 샤드 내의 수신처의 잔고만 업데이트하게 될 것 입니다. 만약 송수신 주고사 서로 다른 샤드 ID를 가지고 있다면 이러한 전송은 샤드간 트랜잭션이라고 하며, 트랜잭션의 원자성을 위한 추가적인 조정이 필요하게 된다. 다행인점은 두 개의 샤드가 같은 암호화폐인 QKC를 통해 운영되고 있기 때문에 샤드간 트랜잭션은 이전의 체인간 트랜잭션에 비해 훨씬 간단한 구조를 가지게 됩니다. 사용자가 서로 다른 여러 개의 계정을 만들어야 할 필요가 있는 것과 달리, 쿼크체인 시스템은 계정 관리를 크게 단순화하고 사용자는 하나의 계정만 있으면 전체를 관리할 수 있습니다. 또한 스마트 지갑 앱을 만듭니다. 이 앱은 자동으로 사용자를 위해 샤드 내 또는 샤든 간 거래를 수행하며, 사용자는 거래가 어느 패킷에서 이루어지는지 알 필요가 없습니다. 일부 사용자는 주소를 관리하는 고급 방법을 선택할 수 있으며, 항상 현물 거래를 통해 결제를 허용하여 모든 사용자로부터 단 몇 초 만에 대금을 지급받을 수 있습니다.
쿼크체인 네트워크가 높은 확장성을 지원하는 만큼, 오프체인 거래를 수용합니다. 때로는 애플리케이션에 온체인과 오프체인 처리가 모두 필요한 경우가 있기 때문입니다. 그렇기 때문에 쿼크체인 네트워크의 2 계층 샤딩 구조는 이것을 온체인과 오프체인 취급을 매우 유연하게 합니다. 이로 인해 시스템이 더 많은 기회와 애플리케이션을 지원할 수 있습니다.
쿼크체인은 이더리움 가상 머신(EVM)을 통한 스마트 계약을 지원합니다. EVM은 스마트 계약에 가장 많이 사용되고 있습니다. 대부분의 EVM 기반의 디앱은 쿼크체인 플랫폼에 바로 사용할 수 있습니다. 그리고 쿼크체인의 높은 확장성의 특징을 이용하여, 추가 확장성 인식 인터페이스가 계약을 실행 중일지라도 다른 샤드를 통해 스마트 계약 관련 데이터 전송이 가능합니다.
사용자는 개인키를 통해 모든 샤드에 있는 주소를 관리할 수 있기 때문에, 사용자는 이론적으로 샤드의 수와 동일한 주소를 가집니다. 샤드의 수가 크다면, 사용자는 여러 샤드에 여러 개의 잔고가 있을 수 있어 모든 샤드의 잔고를 관리하는 것이 불편합니다. 쿼크체인 네트워크의 계정 관리는 다음과 같은 두 가지 유형의 계좌을 통해 더욱 간소화 하였습니다.
쿼크체인에는 다음과 같은 두 가지 일반적인 거래가 있습니다. 첫 번째는 주소와 관련된 토큰을 같은 샤드에 존재 여부에 상관없이 다른 주소로 전송합니다. 다른 한가지는 특정한 샤드로 스마트 계약을 실행합니다. 사용자가 샤드 내 또는 샤드 간 거래의 작동방식에 대해서 세세하게 알 필요 없도록 스마트 지갑은 계좌 관리를 단순화 했습니다. 스마트 지갑은 주 계좌를 자동으로 감지하여 그에 따라 샤드 내/ 샤드 간 거래를 수행합니다. 스마트 계약 거래의 경우, 스마트 계약이 사용자 주계좌의 동일 샤드에 존재하지 않을 경우 스마트 지갑은 스마트 계약이 연결되어 있는 샤드에 속한 사용자의 차 계좌로 토큰을 자동으로 이체합니다. 그 스마트 지갑은 샤드에서 스마트 계약 거래를 수행합니다. 차 계좌에 잔액이 남아 있으면 스마트 지갑이 자동으로 차 계좌에서 사용자의 주 계좌로 잔고액이 이체됩니다.
보손(Boson) 합의는 루트체인과 샤드 블록체인이 PoW 합의를 사용하는 공동 채굴입니다. 보손 합의는 보안, 탈중앙화, 확장성을 달성한 합의 알고리즘 입니다. 모든 트랜잭션은 보안이 강력하게 보장됩니다. 주요 합의는 PoW이며, 이는 모든 트랜잭션이 네트워크 내 샤드의 숫자에 상관없이 네트워크의 충분히 높은 해시파워로 보호됨을 나타냅니다. BP는 네트워크의 해시파워 비중이 작거나 지분이 작더라도 네트워크에 쉽게 참여하고 블록을 생성할 수 있습니다. 또한 노드는 큰 블록 크기를 가진 단일 블록체인와 비교하여 낮은 대역폭이 요구됩니다. 네트우커의 트랜잭션은 샤드 숫자가 늘어남에 따라 증가할 수 있습니다. 또한 샤드간 트랜잭션 숫자는 샤드의 숫자와 비례하여 증가합니다. 보손 합의 알고리즘의 매개 변수를 조정함으로써, Naive 합의알고리즘을 모두 구현합니다. 큰 블록 크기를 가진 단일 블록체인과 병렬로 이루어진 다중 블록체인은 보손 합의알고리즘의 특수한 경우로서 포함됩니다.