ERC4907 확장을 통한 효율적인 스펙트럼 자원 임대 방법 연구

초록

ERC4907 표준의 단일 슬롯 임대 한계를 해결하기 위해 다중 시간 슬롯의 배치 구성과 동시 사용자 권한 부여를 지원하는 M-ERC4907 확장 방법을 제안한다. 이 방법은 블록체인 기반 동적 스펙트럼 공유 시스템에서 트랜잭션 수와 가스 비용을 크게 줄여 확장성과 자원 할당 효율성을 향상시킨다.

상세 분석

본 논문이 제안하는 M-ERC4907 방법의 기술적 핵심은 ERC4907 표준의 근본적인 제약인 ‘순차적 권한 부여(Sequential Authorization)’ 의존성을 제거한 데 있다. 기존 ERC4907은 NFT의 사용권을 한 번에 한 사용자, 하나의 시간 구간에 대해서만 설정할 수 있어, 여러 시간대에 걸쳐 다수의 사용자에게 동시에 임대하는 실용적인 스펙트럼 공유 시나리오에 비효율적이었다. M-ERC4907은 두 가지 핵심 기능을 도입하여 이를 해결한다: 1) setSpectrumIdleTime 함수를 통한 다중 비연속 시간 슬롯의 일괄 설정, 2) batchSetUser 함수를 통한 다수 사용자와 해당 슬롯에 대한 사용권의 동시 매핑. 이는 단순한 기능 추가를 넘어, 자원 할당의 패러다임을 ‘순차 처리’에서 ‘병렬 처리’로 전환한다고 볼 수 있다.

실험 결과에서 주목할 점은 경제적 효율성에 대한 정량적 분석이다. 시간 슬롯 수가 증가함에 따라 ERC4907 방식의 가스 소비량은 선형적으로 급증하는 반면(슬롯당 평균 약 26,270 가스 증가), M-ERC4907 방식은 완만한 상승 곡선을 보인다(슬롯당 평균 약 5,409 가스 증가). 이는 배치 처리로 인한 오버헤드(배열 초기화 등)가 소규모(1-2개 슬롯)에서는 불리할 수 있으나, 3개 이상의 슬롯부터는 오버헤드를 상쇄하고도 남는 막대한 온체인 비용 절감 효과가 발생함을 의미한다. 이는 대규모, 빈번한 스펙트럼 임대가 필요한 실제 상용 환경에서 M-ERC4907의 실용적 가치를 입증한다.

또한, 시스템 설계에 스펙트럼 자원의 고유성을 보장하는 NFT(ERC4907 기반 NFST)와 다중 슬롯 동시 영어 경매 메커니즘을 통합함으로써, 기술적 확장성과 시장 메커니즘의 효율성을 동시에 추구했다. 이는 블록체인 기반 자원 관리 연구가 단순한 ‘분산화’를 넘어 ‘실제 운영 효율성’과 ‘경제적 인센티브’ 설계에까지 고민해야 함을 시사하는 중요한 사례이다.