1. 서 론

글로벌 블록체인 기술 시장은 2014년 말까지 200억 달러에 이를 것으로 예측되고 있다. 특히, 금융기업들에서 비용 절감을 할 여지가 엄청나게 크다. 가트너는 2015년까지 블록체인 비즈니스 가치 창출이 1760억 달러에 이를 것으로 보고 있다⁽¹⁾. 비즈니스 세계에서 블록체인이 중요한 잠재적 장점들을 제공할 것이라는 데는 의심의 여지가 없다. 블록체인 기술을 적용하려면 우선 기술에 대한 이해를 하고 우선적으로 비즈니스에 어떻게 도움이 될지를 파악해야 하며 이 새로운 기술을 채용할 명백한 전략과 분명한 이유가 있어야 한다. 그렇게 하는 것이 사업에 블록체인을 적용해서 성공할 확률이 높아진다. 블록체인(Blockchain)은 네트워크 내의 모든 참여자가 거래정보를 기록하며, 그 장부를 소유하고 있으며, 거래 발생 시 전 세계의 모든 거래정보를 검증해서 유효한 거래인지 확인하여, 제 3자의 개입 없이도 거래 기록의 신뢰성을 확보하는 기술이다. 거래의 효율성 및 보안상의 우수성, 제 3자를 개입을 없앰으로써 중개수수료를 절감한다는 면에서 많은 금융회사 및 핀테크 관련 회사들이 기술을 본격적으로 검증하고 있다. 블록체인은 비트코인 프로토콜(Bitcoin Protocol)에 기반한 허락의 개념이 없는 분산 DB이다. 블록체인은 계속적으로 커가는 트랜잭션의 데이터 기록들을 그대로 유지한다. 또한 데이터의 Operator도 정보수정이나 변경을 쉽게 할 수 없는 공개된 거래내역 원장과 같다. 초기의 가장 대중적으로 알려진 블록체인 기술의 Application은 비트코인(Bitcoin)을 위한 공개 트랜잭션 기록이다. 각각의 블록체인 기록은 암호화하게 되고 데이터 저장 노드로 작동하는 컴퓨터에서 운영 및 유지된다.

블록체인 구조의 핵심적인 장점은 다음과 같은 것들이 있다. 우선 상당히 많은 수의 노드가 존재하는 환경에서 많은 데이터들의 가장 최근의 값으로 수렴하는 알고리즘을 가지고 있다. 여기서 노드들은 익명으로 작동하고 있거나, 서로 간에 연결 상태가 좋지 못하거나, 신임되지 않는 심지어 악의적인 Operator들이 있을 때도 제대로 작동한다는 것이다. 또한 트랜잭션이 확증되었는지를 확인하기 위해서 어느 정도 확신을 가지고 결정하는 능력이 있다. 다음으로 트랜잭션을 생성한 노드는 확증시간 후에 어느 정도의 확신을 가지고 트랜잭션이 유효한지를 결정한다. 그 외에도 트랜잭션 기록을 다시 쓰거나 변경하려는 시도를 아주 어렵게 하고 있고 유효한지 판단이 되지 않는 트랜잭션을 확증된 데이터 집합에 포함되지 못하게 하는 장점이 있다⁽²⁾.

비트코인의 경우 모든 거래를 블록체인이라고 하는 공개된 장부에 기록을 하며, 공개키(public key) 방식으로 암호화하여 저장함으로써 보안과 익명성을 보장하는 형태를 취한다⁽³⁾. 비트코인 소유자에 대한 정보는 직접적으로 보이지 않지만, 블록체인을 확인함으로써 비트코인 소유자가 한 곳에만 비트코인을 보냈는지, 악의적으로 동시에 여러 군데에 보냈는지 알 수 있다. 그러나 블록체인을 확인하는 데는 수학적 계산과 고성능 하드웨어가 필요하다. 이러한 확인과정에 대한 보상으로 비트코인을 주도록 알고리즘이 설계되어 있다.

화폐가 가져야 하는 두 가지 기본적인 속성이 있다. 첫째는 액수가 표시되고 보존되어야 한다. 둘째는 위조방지 기능이 있어서 거래 시 사기당하지 않아야 한다. 비트코인은 이 두 가지 문제를 풀었다. 비트코인이 거래 되는 원리는 간단하다. 공개키(public key)와 개인키(private key)를 이용한 비대칭 암호화를 이해하면 이해가 쉽다. 예를 들어, A가 B에게 비트코인을 전달하려고 할 때, A는 비트코인 거래내역과 B의 공개키를 가져와서 해싱(hashing)을 한다. 해싱은 비가역적이다. 즉 뒤로 되돌릴 수는 없다. A는 B의 공개키를 가져와서 해싱한 후에 자신의 개인키를 사용하여 서명을 한다. 그리고 서명된 결과를 B에게 보낸다. B는 자신의 공개키를 활용해 암호화된 문서의 암호를 풀 수 있다. 암호가 제대로 풀리면 비트코인 거래는 완료된 것이다.

마이크로소프트는 핀테크 관련해서 블록체인 보안기술을 개발하고 있는 업체인 컨센시스(Consensys)와 기술협약을 체결했다. 마이크로소프트는 이 벤처기업과 파트너십을 통해 클라우드 기반의 블록체인 기술을 개발하려고 하고 있다. 마이크로소프트는 이 기술 개발을 통해 국가 간 안전한 개인 금융거래가 가능한 금융 결제망을 구축할 수 있을 것이다. 블록체인 기술은 비트코인에서 탄생했다. 현재 여러 컴퓨터가 10분에 한 번씩 장부 거래내역을 실시간 대조해 거래와 관련된 데이터 위조를 방지할 수 있다⁽⁴⁾.

이코노미스트(Economist)는 블록체인 기술이 세계 경제가 작동하는 방식 자체를 바꿀 잠재력이 있다고 평가하고, 핀테크는 물론이고 보석, 미술품 거래, 토지나 공공기록 관리에도 적용 가능하다고 보고 있다⁽⁵⁾.

핀테크 스타트업인 R3CEV는 JP Morgan, UBS, Barclays등 22개 은행과 제휴를 맺고 블록체인 시스템 개발과 국제표준화 작업을 하고 있다.

실제로 씨티 그룹은 시티코인이란 방식을 고안해 그룹 내부에서 안전 결제 방안을, 스위스 은행 UBS는 블록체인 방식을 이용한 안전한 채권 거래 방안을 실험하고 있다.

최근에는 기존 국제 금융 시스템에 블록체인 기술이 적용되어 새로운 혁신이 이루어지고 있다. 2018년 4월 9개의 유럽 은행이 합작해서 We.trade를 세웠다. Deutsche Bank, KBC, HSBC, Natixis, Nodrdea, Rabobank, Santander, Csiete Generale 그리고 UniCredit의 9개 은행이다. 기본적인 목표는 유럽 11개국 내에서 자유로운 금융거래 시스템 개발이다. 블록체인의 탈중앙성을 활용해서 SWIFT를 사용하지 않고 금융거래 기록이 블록체인으로 기록되어 신뢰성을 향상시킨다⁽⁵⁾.

블록체인 기술에서 합의에 궁극적으로 이르기 위해 여러 가지를 표준화해야 한다. 현재 진행 중인 블록체인 기술과 분산 장부 기술 등에서 잠재적인 혼동이 생길 수 있는 용어들에 표준화에 관한 연구가 있었고 표준화를 하기위한 노력이 있다⁽⁶⁾.

암호화폐에 적용되던 블록체인 기술이 현재는 다양한 산업 분야에 적용 가능성을 타진하고 있다. 특히 블록체인 기술이 금융 트랜잭션 분야와 경계를 넘나드는 산업 간에 머니 트랜스퍼 용도로 활용이 가속화 될 것으로 예측하고 엄청난 잠재력이 지속적으로 연구되고 있다⁽⁷⁾.

블록체인에서 트랜잭션이 발생했을 때 acceptance의 정책을 어떻게 하는 것이 효율성을 높일지에 대한 연구도 여러 가지 분석 기법을 사용하여 진행되고 있다⁽¹¹⁾.

2. 블록체인의 원리

블록체인의 구현은 두 종류의 기록들로 구성된다. 트랜잭션(Transactions)과 블록(blocks). 트랜잭션은 블록체인에 저장되는 실제 데이터이다. 블록은 기록되고 일련의 트랜잭션들이 블록체인 데이터베이스의 부분으로 기록될 때 확증된다.

트랜잭션은 정상적인 비즈니스 상황에서 비즈니스 참가자에 의해 생성된다. 즉 암호화 화폐의 경우, 트랜잭션은 누군가 다른 사람에게 암호화 화폐를 보낼 때 생성된다. 블록은 블록을 생성하기 위해 특별히 고안된 장비 또는 특별한 소프트웨어를 사용하는 사람들(광부 또는 채굴자)에 의해 생성된다.

시스템의 사용자들은 best-effort 규칙에 따라 한 노드에서 다른 노드로 느슨하게 전달되는 트랜잭션을 생성한다. 유효한 트랜잭션이 어떻게 구성되는지에 대한 정의는 블록체인을 구현하는 시스템에 따라 다르다. 대부분의 암호화폐 애플리케이션에서는 유효한 트랜잭션은 적당하게 디지털로 싸인이 되고, 이전의 트랜잭션의 하나 또는 그 이상의 사용되지 않은 결과를 보내주고, 트랜잭션의 출력의 합이 입력의 합을 넘어서지 않는다.

그림 1 중앙집중식 원장과 분산 원장

Fig. 1 Centralized ledger and Distributed ledger⁽²⁾

한편으로, 채굴자들은 그러한 트랜잭션들을 블록체인으로 확증하는 블록들을 만들려고 한다. 비트코인과 같은 전자화폐 시스템에서는 채굴자들은 두 종류의 보상을 모으기 위해서 블록들을 생성하도록 장려된다. 첫째는 미리 정의된 블록 당 보상, 둘째는 트랜잭션 자체 내에서 제공되는 그리고 트랜잭션을 성공적으로 확증하는 채굴자들에게 지불할 수 있는 요금이다⁽⁸⁾. 그림 1은 중앙집중식 원장과 분산 원장의 개념을 보여주고 있다.

2.3 블록체인 기술의 보안

블록체인은 발생한 모든 거래 정보를 블록으로 생성하고, 전 세계 네트워크를 통해 모든 참여자에게 전송하고, 전송된 블록의 유효성을 확인될 경우 기존 블록체인에 연결하는 방식을 10-20분 안에 마무리 한다. 그래서 특정 블록에 담긴 거래 기록을 조작하기 위해서는 그 블록 이후에 연결된 모든 블록을 10-20분의 지연시간 안에 전부 수정해야 한다. 또한 공개키 암호화 기술 및 작업증명 같은 거래 검증 메카니즘이 있어서 거래 기록의 높은 신뢰성을 가진다.

작업증명은 거래승인 과정에 상당한 컴퓨팅 파워가 필요한 어려운 작업(복잡한 반복 문제 풀기 등)을 포함 시키고, 이 과정을 통해서 가장 많은 참여자들이 가지고 있는 블록체인을 진짜 거래 내역으로 인정해서 다른 기록은 폐기하는 과정을 의미하는데, 결국 블록체인을 조작하기 위해서는 전체 참여자의 과반수 이상의 컴퓨팅 파워를 보유해야 가능한데 현실적으로 불가능하다⁽⁹⁾. 그림 2는 블록체인이 어떻게 작동하는지를 단계별로 설명하고 있다.

그림 2 어떻게 블록체인이 작동하는가

Fig. 2 How a Blockchain Works⁽¹⁰⁾

3. 블록체인의 주요 특징

암호화페 기술로 시작된 블록체인을 잠재적인 많은 분야에 적용하기 위해서는 두 개의 핵심 요소인 분산 원장 기술(DLT: Distributed-Ledger Technology)과 스마트 계약(Smart Contract)

그림 3 비트코인을 속일 수 없는 이유

Fig. 3 Why You Can’t Cheat at Bitcoin⁽⁸⁾

을 명확하게 구별하는 능력이 필요하다.

4. 블록체인의 장단점

블록체인을 사용한 암호화 화폐의 한계가 있다. 대표적으로 사용되고 있는 비트코인의 예를 들어 한계점을 확인해 보자.

현재는 경기 상황에 따라 정부가 통화량을 통제할 수 있다. 그러나 비트코인 같은 암호화 화폐 사용 시 통제가 어려워져서 경기 파동이 지나치게 커질 수 있다.

트랜잭션의 발생에서 완료까지 시간이 많이 걸린다. 비트코인이 A에서 B로 옮겨지는 데 10-20분이 소요되는데, 한 사람이 동시에 여러 곳으로 비트코인을 보내는 것을 방지하기 위해서 전 세계에서 발생하는 비트코인 트랜잭션을 검사하고, 거래가 유효한 지를 확인한다. 국가 간 거래 시 이것은 긴 시간이 아닐 수도 있다. 그러나 커피 한잔을 사려고 하는 경우에는 너무나 긴 시간이다⁽²⁾.

이베이와 같은 온라인 거래 시, 물건을 사기로 하고 비트코인을 보냈는데 상대방이 물건을 안 보내면 되돌릴 수가 없다. 또한 비트코인은 현금과 비슷해서 잃어버리면 회수할 방법이 없다.

블록체인 기술의 장단점을 분류해서 살펴보자.

5. 결 론

블록체인 기술이 진화하고 블록체인 기술에 대한 탐구가 확장되어감에 따라, 빅데이터, IoT, 인공지능 비서 및 무인 자동차 분야에서 많은 기회 등을 제공하고 있을 뿐만 아니라 잠재적인 의도치 않은 사회적 결과를 초래할 것이다. 암호화폐가 블록체인 기술을 대중화 시키는데 크게 기여했으나, 블록체인 기술은 엄청나게 많은 수의 다른 분야에 적용될 수 있을 것이다.

블록체인은 peer-to-peer 환경에서 모든 참여자가 공동으로 거래 내역을 발생시키고, 검증하며, 기록을 보관함으로써 공인된 제 3자 없이도 거래의 효율성과 보안성을 획기적으로 제공하는 기술적 방법을 제공한다. 따라서 많은 금융회사 및 핀테크 관련 회사들이 블록체인 기술을 가지고 있는 회사들과의 제휴를 하고 있으며 각 회사의 시스템에 적용 가능성을 알아보기 위해 기술 탐색을 본격적으로 하고 있다.

비트코인에 구현되어 알려지게 된 블록체인 기술은 여러 분야의 보안 시스템에 적용 가능하며 성능적으로 우수함을 보이고 있다. 우선적으로 금융권에서 기술을 선도하고 있지만 차후에는 보안이 요구되는 다양한 분야에 적용될 것이라 생각한다. 블록체인 기술은 암호화폐 기술뿐 아니라 많은 다른 비즈니스 모델들에 적용이 되고 있으며 기술이 성숙하고 있다. 블록체인 기술을 다른 모델들에 많이 적용되고 있는 것을 우리는 보고 있다. 분산 장부 기술의 충격이 우리 실생활 곳곳에 적용되고 있다. 이러한 분산 장부 기술은 경제, 비즈니스, 사회를 변화시킬 잠재력을 갖고 있으며 우리 사회에 많은 변화를 이끌 것이며, 우리 삶의 곳곳에 블록체인 기술들이 적용되어 있을 것이다.

스마트 계약은 운송이나 의료 기록 등의 사적 기록 관리 프레임워크로 사용될 수 있으며, 또한 부동산 타이틀, 차량등록, 여권 및 건축 허가 등의 공적 기록 관리 프레임워크로 사용될 수 있다. 학위 증명서, 고용 기록 및 이력서 등을 포함하는 개인 기록 관리 프레임워크로도 사용 될 수 있으며, 자동차나 집 열쇠, 워런티 정보, 패키지 배달정보 등을 위해 자산 추적정보를 위한 프레임워크로도 사용 가능할 것이다. 그 외에도 쿠폰, 바우처, 라이센스, 특허 및 티켓 등 기타 여러 기록 관리 프레임워크로 사용될 수 있을 것이다. 위와 같이 금융 및 다양한 비즈니스 분야에서 블록체인 기술이 적용될 것이다. 여기서 언급한 것들 외에도 추가적으로 다른 분야들에도 적용 가능할 것이다.