BlOCK CHAIN

플랫폼 위의 플랫폼, 블록체인의 구조

블록체인은 P2P(Peer to Peer) 기반의 공유 원장 기술이다. 한국은행은 블록체인을 ‘거래를 기록한 원장을 특정기관의 중앙서버가 아닌 P2P 네트워크에 분산해 공동기록 및 관리하는 기술’로 정의한다. 블록체인은 참여자와 원장으로 구성돼 있는데 이때 참여자를 ‘노드’라고 부른다. 정리하면 특정 정보를 모든 노드와 공유하는 기술이다. 예를 들어 노드 A에서 공유할 정보 a를 생성했다고 가정해보자. 이때 정보 a는 실시간으로 A 외의 모든 노드와 공유된다.

블록체인 서비스 구조도

블록체인을 구조적으로 좀 더 상세히 살펴보자. 블록체인은 흔히 ‘플랫폼 위의 플랫폼’으로 묘사한다. 블록체인 플랫폼 위에 또 다른 플랫폼을 얹어서 서비스를 제공하기 때문이다. 다시 말해 블록체인은 ‘기술 플랫폼’ 위에 ‘서비스 플랫폼’이 있다. 기술 플랫폼은 ‘블록체인 계층’과 ‘코어 애플리케이션 계층’으로 한 번 더 나뉜다. 서비스 플랫폼은 ‘사이드체인’과 ‘유저 애플리케이션’으로 나뉜다.
이제 계층별로 살펴보자. 블록체인 계층은 가장 아래에 놓인 계층이다. 좁은 의미의 블록체인 개념을 지칭하는 영역이다. 앞서 정의했듯 P2P 기반의 분산형 원장 기술에 해당하는 부분이다. 반면에 넓은 의미의 블록체인 개념은 기술 플랫폼과 서비스 플랫폼을 모두 포함한다.
그런데 블록체인은 1.0과 2.0으로 또 나뉜다. 블록체인 1.0은 앞서 정의한 기술이다. 블록체인 2.0은 자동계약이 추가된 새로운 블록체인 기술이다. ‘스마트 컨트랙트(Smart Contract)’라고도 불린다. 노드 간의 사전협의가 이뤄지고, 협의한 대로 이행했을 때 계약이 이뤄진다.
코어 애플리케이션은 블록체인 계층을 기반으로 만든 애플리케이션이다. 대표적인 예로 ‘비트코인’과 ‘이더리움’이 있다. 비트코인과 이더리움은 블록체인 계층을 기반으로 구현된 가상화폐이다. 참고로 비트코인은 블록체인 1.0을 기반으로 하는 반면, 이더리움은 블록체인 2.0을 기반으로 하고 있다.
사이드체인은 코어 애플리케이션을 기반으로 새로운 서비스를 제공한다. 가령 비트코인 기반으로 전자투표 시스템을 구현할 수 있다. 사이드체인은 새로운 블록체인을 형성하지만, 코어 애플리케이션의 원장을 공유하는 특징이 있다. 용어에서도 추측할 수 있듯이, 사이드체인은 마치 코어 애플리케이션의 블록체인에서 외곽으로 나온 듯한 형태의 체인을 구성하고 있다.
그리고 최종적으로 유저(사용자) 애플리케이션이 있다. 유저 애플리케이션은 가장 위의 계층에 해당한다. 사용자에게 전달되는 최종 모습의 형태라 할 수 있다. 모바일 앱이 이러한 계층의 예로 볼 수 있다.
지금까지 계층별로 블록체인을 살펴봤다. 이제 유형별로 정리해보자. 블록체인 참여 노드 제한에 따라 블록체인 유형을 세 가지로 나눌 수 있다. 퍼블릭 블록체인은 노드 참여 제한이 없다. 누구든지 참여할 수 있다. 중앙 관리자가 없는 것이 가장 큰 특징이다. 컨소시엄 블록체인은 노드 참여 제한이 있다. 협의체에 구성원만이 참여할 수 있다. 퍼블릭 블록체인처럼 중앙 관리자가 없다. 다만 구성원의 협의로 블록체인을 운영할 수 있다. 끝으로 프라이빗 블록체인 역시 노드 참여 제한이 있다. 중앙 관리자가 존재하고, 관리자가 노드 참여 여부를 결정한다. 참고로 컨소시엄 블록체인과 프라이빗 블록체인은 본래의 블록체인의 본질에서 벗어난 형태이다. 본래 순수 블록체인은 퍼블릭 블록체인이라 할 수 있다. 따라서 컨소시엄과 프라이빗 블록체인을 ‘대안 체인(Alternative Chain)’이라고도 부른다. 퍼블릭 블록체인의 대안적인 유형이라는 뜻이다.

노드 수에 따른 블록체인 유형

VALUE

블록체인의 미래 가치, 신뢰성과 투명성

블록체인 개념은 단순해 보인다. 그러나 이러한 기술이 사회에 미칠 영향력은 매우 클 것으로 전망된다. 시장 전문 조사 기관들도 블록체인을 높게 평가하고 있다. <유엔 미래보고서 2050>은 10대 유망기술 중 하나로 블록체인을 선정했으며 올 2월 세계경제포럼에서도 블록체인을 10대 유망기술 중 하나로 선정했다. 세계경제포럼(WEF, 다보스포럼)은 글로벌 리스크 보고서를 통해 2017년까지 전 세계 은행의 80%가 블록체인을 도입하고 2023년에는 각국 정부들이 세금을 블록체인 거래로 받기 시작하며 2027년이면 전 세계 총생산(GDP)의 10%가 블록체인 기술로 저장될 것으로 예상했다. 국내의 경우 정보통신기술진흥센터가 ICT 유망기술 분야에서 블록체인을 9위로 평가했다. 한국과학기술정책연구원은 블록체인을 14대 주요 과학 추세 중 하나로 선정했다. 향후 5년에서 10년 동안 기업이 디지털 시대에서 생존하고 번영할 수 있는 메가 트렌드를 보여주는 2017년 ‘하이프 사이클 보고서’를 통해서도 블록체인의 기대치를 확인할 수 있다. 디지털 플랫폼을 트렌드 중 하나로 꼽았는데, 이를 구현할 주요 기술로 블록체인을 든 것. 이미 정점을 지난 블록체인은 향후 5~10년 이내 더욱 혁신적이고 극적인 영향을 미칠 전망이라 봤다. 참고로 하이프 사이클은 시장 전문 분석 기관인 ‘가트너’가 매년 내놓는 기술 분석 그래프다.
블록체인을 주요 추세로 평가하는 이유는 무엇일까? 기존 신뢰 과정에 새로운 혁신을 불러올 것으로 예상하기 때문이다. 블록체인 미래를 전망하기 위해 제공 가치를 좀 더 자세히 살펴보자.

블록체인 가치 정리

블록체인의 가치 출발은 ‘공유’에서 출발한다. P2P를 기반으로 하고 있기 때문이다. 그런데 이러한 공유는 ‘투명성’과 ‘무결성’이라는 새로운 가치를 만들어낸다. 블록체인의 정보는 실시간으로 모든 노드와 공유한다. 그래서 투명하다는 특징이 있다.
아울러 정보는 모든 원장에 동시에 기록되기 때문에 조작이 어렵다. 블록체인은 정보 일치를 유지하기 위해서 노드 간에 끊임없이 저장 정보를 비교한다. 만일 정보 불일치가 발생하면 블록체인은 다수결 원칙에 따라서 불일치 정보 중 하나를 수정한다. A 노드와 B 노드 원장의 일부 정보가 일치하지 않는다고 가정해보자. A 노드의 원장 정보가 가장 많은 노드에 기록됐다면, 블록체인은 B 노드의 원장 정보를 옳지 않은 것으로 간주한다. 그리고 이를 수정한다. 따라서 정보 조작을 위해서는 절반 이상의 노드 계정을 해킹해야 한다. 그리고 동시 조작을 위해서 초고사양의 슈퍼컴퓨터가 필요하다. 투명성과 무결성은 ‘신뢰성’을 창출해낸다. 결국 블록체인은 공유라는 가치에서 시작해 최종적으로 신뢰성의 가치를 제공한다. 블록체인이 기존 신뢰 과정을 혁신하는 것이다. 신뢰 과정에 드는 비용을 절감시키거나, 신뢰를 더욱 강화하는 방식으로 말이다.
스페인 거대 벤처캐피탈인 ‘산탄더 이노벤처스(Santander Innoventures)’는 2015년부터 2022년까지 블록체인 기술 덕분에 은행들이 연간 200억 달러의 비용을 절감할 수 있을 것으로 내다보고 있다. 금융 거래를 위해서는 여러 신뢰 인증 과정을 거쳐야 하는데 블록체인은 이를 단순화시킴으로써 거래 비용을 줄일 수 있는 것이다. ‘온두라스’는 국가 부패로 유명하다. 2016년 기준으로 국가 청렴도 순위가 180개국 중 123위다. 특히 정부의 중간 관리자들이 토지대장을 위조해서 토지를 빼앗는 일이 빈번하다. 정부는 이에 대응하고자 토지대장을 블록체인으로 관리하는 시스템을 개발하고 있기도 하다.

Patent Trend

다양한 산업에 접목되고 있는 블록체인 특허 기술 동향

블록체인은 새로운 기술이 아니다. 기존 P2P 기술을 활용한 혁신 기술이다. 참고로 경영 전략의 대가 피터 드러커(Peter Drucker)의 정의에 따르면, 혁신 기술은 새로운 기술이 아닌 기존 기술을 가지고 사회를 변혁시키는 기술이다. 특허 역시 블록체인 자체에 대한 것 보다는 블록체인 기반의 서비스 특허가 대부분이다.
블록체인은 작년 6월부터 주목받았다. 관련 특허 수 역시 이 시기부터 눈에 띄게 증가했다. 블록체인 전문 시사지인 <코인데스크(Coindesk)>에 따르면 2016년 미국 블록체인 특허 수는 469개이다. 2012년의 특허 수는 71개이다. 4년만에 무려 6배나 증가한 것이다. 참고로 2017년 총 특허 수는 2016년의 것보다 2배 이상 높을 것으로 예상한다. 이처럼 블록체인 특허 수는 가파르게 상승하고 있다.
국내 블록체인 특허 현황은 어떨까? 특허청의 자료를 참조하면, 블록체인 특허 수는 2016년부터 갑자기 가파르게 상승한다. 2017년 8월 기준으로 총 블록체인 특허출원 수는 240개이다. 산업분야별로 출원 동향을 살펴보면, e-커머스(57.5%), 통신(28.3%), 컴퓨터(11.7%) 등 ICT 분야에 집중되어 있다. 특히 e-커머스 분야의 특허출원 중 지불(61.6%), 금융(15.9%), 거래(8.7%), 경영(2.9%) 분야 순으로 특허출원이 주를 이루고 있다. 한편 블록체인 기술 출원은 2013~2014년 e-커머스 분야에 집중되었으나 통신과 컴퓨터를 비롯한 타 산업분야의 출원이 점차 증가하고 있다. 현재 블록체인 기술은 사물인터넷(IoT), 인증 정보 관리, 콘텐츠 서비스, 저작권 관리, 물품 거래 추적, 전자투표 등 산업전반에 적용이 가능하므로 관련 특허출원이 증가될 것으로 보인다.

국내 특허 출원 수 (2017년 8월 기준, 출처: 특허청)

실제 어떤 특허들이 출원되고 있는지 주요 특허를 중심으로 살펴보자. 먼저 블록체인을 활용해서 환자들의 건강 이력을 관리하는 특허가 있다. 2015년 5월 미국에서 출원됐다. 특허명은 ‘블록체인 작업 증명과 시스템을 이용한 건강 이력 검증(Healthcare transaction validation via blockchain proof-of-work, systems and methods)’이다. 블록체인의 무결성을 이용해서 환자의 건강 이력을 보호하는 것이다.
핀테크 기업 Banqu는 2016년 9월 ‘블록체인 기반 신원 증명 및 거래 플랫폼(Blockchain-based identity and transaction platform)’이라는 특허를 출원했다. 블록체인을 활용해 신원 증명과 거래를 보호할 뿐만 아니라, 이러한 과정을 빠르게 처리하도록 고안됐다. 이 같은 기술을 통해 유저들은 스마트폰 혹은 윈도우에서 은행, 통신사업자, 혹은 정부의 사이트에 접속해 서비스를 이용하고자 할 때 본인의 신원을 증명할 수 있다. 블록체인 기술을 활용하면 신원 증명 과정을 빨리할 수 있을 뿐만 아니라 분산화된 노드를 통해 단일 취약점(single point of failure) 문제를 해결할 수 있다. 예를 들어 지금의 공인인증서는 발급받은 기관에서만 활용할 수 있다. 타 기관에서 활용하기 위해서는 등록을 하거나 별도의 공인인증서를 발급받아야 하지만 블록체인을 통한 인증은 등록 없이 모든 곳에서 활용할 수 있고 범용인증서보다 유지·관리 비용이 훨씬 저렴한 비용으로 가능해진다. 편리성의 이유뿐만 아니라 신원 증명이 절실히 필요한 분야도 있다. 바로 아동 인신매매 방지다. 아동 인신매매는 주로 출생 신고가 되지 않은 5세 이하의 유아를 위조된 신분으로 빼돌려서 납치가 이루어지며, 이후 불법 장기 매매나 성매매에 연루될 가능성이 높기 때문에 심각한 문제로 여겨지고 있다. 그래서 UN은 World Identity Network(WIN)와 파트너십을 맺고 블록체인 기반 디지털 신원 관리 시스템을 구축하기로 했다. 블록체인 기술을 활용하면 특별히 시스템을 따로 구축할 필요 없이 등록하고 조회할 수 있는 제도만 갖추면 된다. 비용 등의 이유로 신원 관리가 제대로 이루어지지 않은 국가에서도 충분히 체계적인 신원 관리 시스템을 구축할 수 있을 것으로 보인다.

이 외에 ‘증권거래를 위한 가상화폐(Cryptographic currency for securities settlement)’는 골드만삭스가 2014년 10월에 출원한 특허이다. 본 특허에 따르면 가상화폐를 이용해서 증권거래를 안전하고 신속하게 처리하도록 설계했다. 중간자를 거치지 않고 바로 거래가 가능하다.
국내에서는 코인플러스가 ‘블록체인 기반의 콘텐츠 저작권리 위변조 감시시스템’과 ‘와이파이망을 기반으로 하는 디지털 가상화폐 결제 시스템’을 비롯한 12건의 특허를 보유하고 있다. 이곳은 블록체인 기술을 바탕으로 가상화폐인 비트코인 거래소, 비트코인 ATM, 모바일·웹을 통한 비트코인 결제 솔루션 상용화를 목표로 하고 있다.
KB금융그룹은 올 3월 ‘블록체인을 활용한 모바일 앱 보안 솔루션 관련 기술특허’를 출원했다. 서비스 부문과 보안 부문을 분리해 보안 부문의 암호화키를 블록체인망에 보관해 안정성을 높인 기술이다.
블록체인 관심은 뜨겁다. 국내 정부 또한 블록체인에 많은 관심이 있다. 정부 지원 역시 많을 것으로 예상한다. 관련 특허도 더욱 많아질 것이다. 하지만 블록체인 기술 자체 보다는 블록체인을 가지고 사회를 어떻게 혁신할지에 초점을 둬야 한다. 이를 위해서는 블록체인의 가치를 명확히 알아야 한다. 그리고 이를 바탕으로 블록체인이 필요한 수요를 찾는 것이 중요하다. 베를린 자유대학교 경영학과 교수이자 독일의 창업 분야 최고 권위자인 ‘권터 팔틴(Gunter Flatin)’은 창업을 끌어내기 위해서는 ‘수요’와 ‘아이디어’가 중요하다고 강조한다. 기술이 아닌 혁신에 주목할 필요가 있는 것이다.