신뢰실행환경(TEE) 기반의 블록체인 오프라인 결제 프로토콜 (Trusted Execution Environment (TEE)-Based Blockchain Offline Payment Protocol)

서지정보

· 발행기관 : 한국정보보호학회
· 수록지 정보 : 정보보호학회논문지 / 34권 / 5호 / 1021 ~ 1035페이지
· 저자명 : 정동현, 김범중, 이중희

초록

본 논문에서는 블록체인 기반 오프라인 결제를 위한 TEE-BOP(Trusted Execution Environment-Based Blockchain Offline Payment) 프로토콜을 제안한다. TEE-BOP는 신뢰실행환경(TEE) 내에서 오프라인 잔액을 안전하게 관리하고, 머클 트리를 활용해 블록체인에 기록된 초기 입금 증명을 효율적으로 검증한다. 또한, TEE Attestation을 통해 생성된 키와 시스템의 신뢰성을 보장함으로써, 오프라인 환경에서도 안전하고 무결한 거래를 가능하게 한다. 기존 연구와 달리, TEE-BOP는 중앙 기관에 대한 의존성을 제거하고 이상적인 모델을 가정하지 않음으로써, 실제 환경에서의 적용 가능성을 높였다. 본 프로토콜은 다층적 방어 메커니즘으로 이중 지불 문제를 해결하고, 수취인이 TEE와 블록체인 간의 데이터 일치를 직접 검증하는 방식으로 위조 방지 문제를 해결한다. 이를 통해 네트워크 인프라가 불안정한 지역에서도 신뢰성 있는 블록체인 기반 오프라인 결제를 가능하게 한다. 이는 본 연구가 블록체인 기술의 적용 범위를 확장하고, 개발도상국이나 재난 상황에서의 금융 서비스 접근성 향상에 기여할 수 있음을 보여준다.

영어초록

This paper proposes the TEE-BOP (Trusted Execution Environment-Based Blockchain Offline Payment) protocol for blockchain-based offline payments. TEE-BOP securely manages offline balances within a Trusted Execution Environment (TEE) and efficiently verifies initial deposit proofs recorded on the blockchain using Merkle trees. Additionally, it ensures secure and tamper-proof transactions in offline environments by guaranteeing the reliability of keys and the system through TEE Attestation. Unlike previous studies, TEE-BOP enhances real-world applicability by eliminating dependence on central authorities and avoiding assumptions of ideal models. The protocol solves the double-spending problem through multi-layered defense mechanisms and addresses forgery prevention by allowing recipients to directly verify data consistency between the TEE and the blockchain. This enables reliable blockchain-based offline payments in areas with unstable network infrastructure. It demonstrates that this research can expand the application of blockchain technology and contribute to improving access to financial services in developing countries or disaster situations.

참고자료

· 없음