공격자 강인 합의 프로토콜: 공동 에이전트 상호작용과 페트리넷 기반 분석

본 논문은 다중 에이전트 시스템에서 악의적·결함 에이전트가 존재하더라도 전체 시스템이 하나의 공통값으로 수렴하도록 설계된 ‘Adversary Robust Consensus (ARC)’ 프로토콜의 새로운 계열을 제안하고, 그 수학적·구조적 특성을 심도 있게 분석한다. 1. **배경 및 동기** 기존 합의 알고리즘은 주로 선형·가산적 업데이트 규칙에 기반하며, 정보 전파는 그래프 이론적 조건(연결성, 대칭성 등)으로 보장된다. 그러나 악의적 에이전트가 임의의 값을 브로드캐스트하면, 특히 ‘Byzantine’ 상황에서는 전체 네트워크가 오염될 위험이 있다. 기존 연구에서는 정렬‑제거(sorting‑reducing) 메커니즘을 통해 최댓값·최솟값을 차단하고 평균을 취함으로써 일정 수준의 강인성을 확보했지만, 이는 정보 흐름을 과도하게 억제해 수렴을 방해할 수 있다. 2. **단조적 공동 에이전트 상호작용** 저자는 ‘단조적 공동 에이전트 상호작용(monotone joint‑agent interactions)’이라는 새로운 메커니즘을 도입한다. 여기서는 여러 이웃 에이전트의 상태를 동시에 비교·필터링하고, 최소·최대 차이를 조합해 새로운 영향을 만든다. 수식적으로는 \