1. 블록체인 기술이란?
블록체인 기술은 블록체인에 저장된 데이터를 누구도 임의로 수정하거나 변경할 수 없도록 만들어주는 기술이다. 이를 위해 블록체인(blockchain)의 블록(block)에는 시스템 간의 거래 내용(transaction)에 대한 기록을 보관하고 있으며, 이러한 블록 내 저장되어 있는 거래내용을 임의로 위변조할 수 없도록 체인(chain)을 구성하여 검증함으로써 거래내역 무결성을 보장하고 있습니다. 세부적으로 블록에는 해당 블록이 만들어지기 이전에 사용자들에게 전파되었던 모든 거래 내역이 기록되어 있고, 이것은 P2P 방식으로 모든 사용자(또는 시스템)에게 똑같이 전송되므로 거래 내역을 임의로 수정하거나 누락시킬 수 없습니다. 블록은 생성된 날짜와 이전 블록에 대한 연결 고리를 가지고 있으며 이러한 블록들의 집합을 블록체인이라 칭 합니다. 쉽게 말하자면 수많은 기록을 그냥 한 묶음으로 만들어 버리는 기술 입니다. <출처:나무위키>
[트랜잭션 처리를 위한 블록체인 운용 개념]
블록체인 기술에 관심을 둬야 하는 이유는 비즈니스 정보를 중앙집중적으로 처리 및 관리하던 방식에서 탈피하여 분산화된 형태로 처리 및 관리할 수 있는 기반을 제공하기 때문입니다. 특히, 정부는 『블록체인 기술 발전전략』을 수립하고 공공서비스 효율화와 민간투자 확대를 목표로, ’18년부터 7개 분야 34개(중고차 거래, 축산물 이력관리, 부동산 등) 시범사업을 추진해오고 있습니다.
[블록체인 시범사업 추진 내용]
2. 블록체인 상호운용 개발의 필요성
대신에 다양한 블록체인 기반 서비스가 구축되고 운용됨에 따라 서로 다른 시스템 간의 서비스 공유나 정보교환이 자유롭게 제공될 수 있도록 해주는 블록체인의 상호 운용성 제공이 급선무 입니다. 특히, 다양한 블록체인 생태계 출현 및 산업적 활용 증가와 더불어 서로 다른 시스템 간 상호운용 및 연계 필요성이 증대되고 있어, 다양한 방식으로 자산 이동, 스마트 컨트랙트 호출, 확장성 증대 가능하도록 관련 기술이 개발되고 있습니다.
현재 블록체인 상호운용을 위한 기술 및 규격 개발은 초기 단계이며 해외 표준화 기구 등에서 관련 논의를 시작한 단계 입니다. ‘21년 7월 현재, 다양한 플랫폼 간 서비스 상호운용성 보장하기 위한 “Interoperability Framework” 신규 아이템 투표를 진행하였고, 정규 그룹으로 승격되어 표준화에 대한 논의를 시작하였습니다.
3. 블록체인 상호운용 기술 연구동향
현재 블록체인 상호운용 제공은 다음과 같이 3가지 방식을 중심으로 연구 및 개발되고 있습니다.
1) Public Connectors 방식
2) Blockchain of Blockchains방식
3) Hybrid Connectors 방식
세부적으로, Public Connectors 방식의 경우로는 Sidechain & Relay, Notary Scheme 및 Hash-locking 방법 등이 개발되었으며, 상호운용을 제공하는 방법으로 가장 활발히 연구되고 있고, 다수의 활용 사례가 존재합니다. 이러한 방식의 경우, 퍼블릭 블록체인 간 소통에 사용하거나 체인 간 자산교환에 적합하여 주로 이용되고 있으나, 다양한 형태의 트랜잭션 지원에는 한계가 발생하는 단점이 존재합니다.
Blockchain of Blockchains 방식의 경우로는 Polkadot 및 Cosmos 등이 개발되었으며, 다양한 블록체인을 포함하는 별도의 블록체인으로 BOB 프레임워크를 활용하는 방식입니다. 이 방식은 BOB간 상호운용을 미지원하는 경우, 사용자 선택에 따른 운용 한계가 발생하는 단점이 있습니다.
[Blockchain of Blockchains 방식의 상호운용 제공 사례]
Hybrid Connectors 방식의 경우로는 Blockchain-agnostic protocols, Blockchain-migration 및 Trusted relays 등이 연구되었으며, 퍼블릭 블록체인과 프라이빗 블록체인 간 상호운용성 제공에 중점을 두고 연구되고 있는 방식입니다. 이러한 방식의 경우, 향후 다양한 도메인에서 블록체인 상호운용 고려 시 적합할 것으로 예상되고 있습니다.
4. 블록체인 상호운용 개발방안
국내에서도 이종 블록체인의 상호 운영에 관심을 가지고 관련 해외 동향을 계속해서 검토하면서 이종 블록체인 시스템 간 원장을 안전하게 공유할 수 있는 아키텍처 및 보안 요구사항을 정의하고 기술을 개발 해야합니다. 세부적으로는, 이종 블록체인 시스템 간 표준 데이터 교환 시스템의 부재로 인한 서비스 데이터의 활용 한계를 극복하기 위해 블록체인 시스템의 구조와 데이터 타입 정보를 탈중앙화 관리 시스템으로 수집하여, 상호 운용 가능한 데이터 표준 오퍼레이션을 지원하는 기술개발 추진이 필요합니다. 특히, 합의 알고리즘, 트랜잭션 모델, 스마트 컨트랙트 환경 등 서로 다른 블록체인 시스템의 원장과 데이터 타입을 수집하고 표준 오퍼레이션을 생성하는 탈중앙 관리시스템과 해당 탈중앙 관리시스템으로부터 생성된 표준 오퍼레이션을 포함하는 기술을 통해 블록체인의 상호 운영을 지원할 수 있도록 개발하고자 합니다.
[블록체인 상호운용 서비스 시스템 운영 개념]
블록체인 응용 계층이 표준 오퍼레이션 연계 계층을 통해 블록체인 서비스 계층과, 데이터 저장/이용 등 오퍼레이션을 통해 연계할 수 있도록 상호운용 프레임워크를 제공할 것입니다.
[블록체인 상호운용 서비스 프레임워크
또한, 이종 블록체인 상호운용 제공을 위해 먼저, 연계 아키텍처 상으로 응용 계층이 표준 오퍼레이션 API 호출을 통해 블록체인 트랜잭션을 생성시키고, 이를 표준 오퍼레이션 연계 계층에서 타겟 블록체인의 블록체인 커넥터를 통해 특정 블록체인과 상호 운용할 수 있도록 서비스를 제공합니다.
[표준 오퍼레이션 연계 아키텍처]
이를 위해, 세부적으로는 표준 오퍼레이션 연계 처리 모듈을 컨택노드에 탑재 운용하고, 여기에서 표준 오퍼레이션 호출을 블록체인 인터페이스 호출로 맵핑시켜 처리하도록 개발하고자 합니다.
5. 개발 기대 효과
블록체인 상호운용 기술 개발을 통해 블록체인 기반의 분산ID 신원 관리 등 각기 다른 블록체인 서비스 간 상호 운용을 보다 더 편리하고 안전하게 실시할 수 있도록 해주는 핵심원천 기술 확보가 가능합니다. 또한, 이러한 핵심원천 기술은 디지털 경제의 중심이 되는 신원 주권(Self Sovereignty Identity) 및 데이터 주권(Data Sovereignty)을 지원하기 위한 핵심 기술로도 활용 가능합니다. 이와 더불어, 본 블록체인 상호운용 기술 이종 블록체인 시스템 운영환경에서 블록체인 데이터 관리 및 프라이버시 보호를 적용한 고신뢰 서비스 환경 구축으로 새로운 사업 활성화 및 일자리 창출도 가능할 것으로 판단합니다. 그러므로, 향후 인증 서비스의 핵심 요소로 성장 가능하며, 향후 연평균 61.5% 성장하여 2030년 938억 달러 규모의 블록체인 기반 신원관리 시장의 경쟁력 확보도 예상해 볼 수 있습니다. 마지막으로, 본 블록체인 상호운용 기술 개발 및 활용을 통해 디지털 블록체인 기반 비대면 서비스가 증가함으로써 다양한 데이터 융합 및 상호운용을 통해 서비스 질 향상이 가능해진다. 이처럼 본 기술 활용을 통해 다양한 블록체인 데이터 융합 및 서비스 상호운용을 통해 사용자의 데이터 주권 보장 뿐만 아니라 서비스 업자에게는 서비스 연계 부담을 경감할 수 있을 것입니다.