Blockchain (블록체인)

Blockchain (블록체인)
: 비즈니스 네트워크 내에서 정보를 투명하게 공유할 수 있도록 하는 데이터베이스 메커니즘
: 일관된(consistence) 자료를 발생 시간순(chronological)으로 분산(Distributed) 중복(Replicated) 저장하여 빠른 원본 확인(Verification), 신뢰(Trusted)를 제공하는 기술

블록체인 기술의 작동 원리

1단계. '블록'에 transaction(거래) 기록

- 유형(제품 등) 또는 무형(지식 등)자산의 이동을 블록에 기록
  (무엇을, 누가, 언제, 어디서, 얼마나, 그리고 상태까지 등 세부 정보를 포함하여 기록 가능)

 

2단계. '블록'을 연결

- 블록체인 네트워크의 참여자 대부분이 기록된 거래가 유효하다는 합의 선행 필수

- 거래와 함께 암호화 해시가 새 블록에 추가됨 

- 이전 블록의 해시에 새로운 해시를 결합함으로써 블록을 연결함

해시 함수란?
- 한 개의 인풋에 대해 한 개의 아웃풋이 나오는 함수(결정론적)
- 일방향적인 함수로, output값을 통해 input 값을 얻을 수 없음

- 이전과 이후 블록을 해시를 통해 연결하기 때문에 값을 위조하려고 하면 해시값이 크게 달라져 변조를 바로 감지할 수 있음

- 또한, 이러한 방식을 갖고 있기 때문에 블록체인 내의 데이터는 추가만 가능하고 삭제나 편집이 불가능

 

3단계. 원장 공유

- 시스템은 중앙 원장(거래내역)의 최신 사본을 모든 참가자에게 배포, 저장하게 함

- 이를 통해 중앙화된 서버가 아닌 탈중앙화된 여러 서버에서 각기 똑같은 정보의 사본을 가지고 있게 됨으로써,
   데이터의 위조나 변조는 더욱 불가능해짐

블록체인 기술의 핵심 구성 요소

1. 분산 원장(A distributed ledger)

- 모든 네트워크 참여자는 분산 원장과 transaction record에 접근할 수 있음

- 거래는 딱 한 번만 기록되며, 삭제하거나 편집할 수 없음

 

2. 스마트 계약(Smart contracts)

- transaction의 속도를 높일 수 있도록, 일련의 규칙들을 블록체인에 저장하여 자동으로 실행하게 하는 것

- 즉, 계약 이행 및 검증의 과정이 네트워크로 자동화 되고 계약실행 조건이 충족될 경우 사람 없이, 추가 비용 없이 처리되게 하는 것

 

3. 퍼블릭 키 암호화(Public key cryptography)

- 블록체인 네트워크 참여자를 고유하게 식별하는 보안 기능

- Public key(공개키)를 통해 암호화를 하고, 암호화된 내용은 공개키의 쌍인 Private key(개인키)로만 복호화를 할 수 있는 암호 알고리즘

- 암호화폐의 계정 지갑 등이 해당 기술을 사용하고 있음(개인키가 없으면 계정과 자산 거래 내역에 접속할 수 없음)

블록체인 기술의 종류

구분	Public Blockchain Network	Private Blockchain Network
참여자	누구나 참여 가능	허가된 사용자
참여자 구분	불가능	권한 부여, 권리 제한 가능
읽기 권한	누구나 열람 가능	허가된 기관, 담당자만 열람 가능
분산화	가능	가능
탈중앙화	높음	낮음
속도	느림	빠름
활용 사례	비트코인, 이더리움 등	리플, 아이콘 등

블록체인 기술 활용 예시

1. 지역 화폐

- 서울 노원구/NO-WON: 자원봉사시 일정량의 NW을 지급하여 지역 내 가맹점에서 현금처럼 사용 가능
- 경기 시흥시/시루, 경기 김포시/김포페이: 기존 지류형 지역화폐와 달리 위변조, 현금 깡, 수수료 문제 등의 문제점 해결

*한계점) 정부 지원 의존도가 매우 높아, 정부 지원 중단 시 생태계가 중단될 수 있다는 점

 

2. 분산신원확인(DID)

- 블록체인 기반, 사용자가 스스로 신원 등에 대한 증명관리, 제출범위, 제출대상 등을 통제, 수행할 수 있도록 하는 신원관리 체계

- 분산원장의 암호학적 특성을 기반으로 제 3기관의 통제 없이 신원정보의 위, 변조 여부 검증이 가능

- 현재는 사람에게 적용하여 관련 증명서를 발급할 수 있는 서비스들이 진행되고 있으나 IoT기기, 건축물 등 사물에 분산식별자를 부여하여 활용하는 서비스의 연구도 함께 진행되고 있음(SKT 시티랩스 컨소시엄, COOV 등)

 

3. 식자재 증명(IBM, Food Trust)

- 블록체인 기술을 활용해 식품의 이력(원산지, 가공방법 등)을 기록, 관리 및 추적하는 시스템

- 재배자부터 중간 유통, 최종 소매점까지 모든 이력을 기록, 투명하게 공개함으로써 객관적 데이터로 브랜드와 상품을 신뢰할 수 있게 함

블록체인의 장점

1. 높은 보안성

- 암호화, 탈중앙화 및 합의의 3가지 원칙에 따라 한 서버가 아닌 여러 서버에 사본이 동시 저장되기 때문에 변조가 거의 불가능

 

2. 효율성 향상

- 중앙통제방식이 아니기 때문에 비즈니스 거래가 더 빠르고 효율적으로 일어날 수 있음

 

3. 빠른 감사

- 데이터베이스는 추가만 가능하며 편집/삭제가 불가능하기 때문에 데이터에 투명성이 높아, 거래 내역 감사 등을 더 빠르게 진행 가능

블록체인의 한계점

1. 기록되기 전의 데이터에 대한 무결성 보장 어려움

- 기록 후에는 데이터의 위변조가 불가능하지만, 기록되기 전 데이터의 무결성에 대한 보장은 없음.

ex. 블록체인 원산지 증명의 경우 생태계 외 불법 참여자들의 위변조는 방어가 가능하지만 내부인 담합에 의한 무결성 침해는 막을 수 없음

 

2. 암호화폐 거래소와 같은 중앙집중식 데이터 관리로 데이터 무결성 침해 가능

- 분산원장으로 데이터 관리를 하는 블록체인 기술과 달리, 암호화폐 거래소는 기존의 중앙집중식 데이터 관리와 유사하여 해킹 등에 취약

 

3. 분산원장을 통한 데이터 공동 관리는 거래 처리 속도와 저장 용량 문제가 있어 적용 불가한 영역 존재함