시각 자동자를 이용한 시각적 전자 계약 의미론

초록

본 논문은 전자 계약을 시각적으로 표현하는 C‑O 다이어그램에 대해, 시계 기반 자동자(NTA)와 노드·엣지 순서를 도입한 형식 의미론을 제시한다. 계약의 의무·허가·금지를 상태와 전이의 순위로 비교하고, 위반·이행 집합을 정의해 계약 이행 여부를 정량화한다. 또한 UPPAAL 구현 사례를 통해 실용성을 검증한다.

상세 분석

C‑O 다이어그램은 계약 조항을 박스 형태로 시각화하고, 각 박스는 가드, 시간 제한, 규범(P, O, F) 및 복구 조항을 포함한다. 논문은 이러한 다이어그램을 네트워크형 시계 자동자(NTA)로 변환하는 절차를 정의한다. 변환 과정에서 기본 자동자는 위치(N), 초기 위치, 전이(E), 불변식(I)로 구성되며, 전이는 가드, 동기화 라벨, 할당 집합, 클록 리셋을 포함한다. 중요한 확장은 두 종류의 순서 관계, ≺ N(노드 순서)와 ≺ E(전이 순서)를 도입한 점이다. 노드 순서는 위반 집합(V)와 만족 집합(S)을 사전순으로 비교하여 “더 좋은” 상태를 판단한다. 구체적으로 V가 부분집합이면 더 우수하고, V가 동일할 경우 S가 초과하면 우수하다고 정의한다. 전이 순서는 전이가 도착하는 노드의 V와 S를 동일한 기준으로 비교한다. 이러한 순서 체계는 계약 이행 과정에서 발생 가능한 여러 실행 경로를 정량적으로 평가하고, 최적의 이행 전략을 선택할 수 있게 한다. 또한 위반 집합은 계약상의 의무·금지 식별자(cn)들의 위반 여부를, 만족 집합은 이미 이행된 의무·금지 식별자(cof)를 포함한다. 이 두 집합을 통해 계약 조항의 상태를 명시적으로 추적한다. 논문은 C‑O 다이어그램의 구문을 EBNF 형태로 정형화하고, AND/OR/SEQ 정제 연산자를 통해 복합 행동 및 복합 규범을 표현한다. 정제 연산자는 동시성(&), 선택(+), 순차(; )와 대응되며, 각 정제는 자동자 구조에서 병렬 자동자, 선택 자동자, 순차 자동자로 매핑된다. 복구 조항은 의무·금지 위반 시 대체 계약 C를 연결함으로써, 위반 후에도 계약이 “사실상” 이행된 것으로 간주한다. 구현 측면에서는 UPPAAL 모델에 위의 변환 규칙을 적용해 자동화된 검증을 수행했으며, 간단한 사례를 통해 시간 제한과 위반/이행 순위가 정상적으로 작동함을 보였다. 전체적으로 이 논문은 계약의 시각적 모델링과 형식 검증을 연결하는 다리 역할을 하며, 시계 자동자를 활용한 정량적 계약 분석 방법을 제시한다는 점에서 의의가 크다.