[첨단 헬로티]

 

1. 들어가면서

필자는 2018년 블록체인 중심으로 글을 쓰고 있으며, 지난 호는 블록체인 2탄으로 블록체인 기술 플랫폼 기반의 인증에 대해 논의하였다. 생활의 편리함과 연관되어 인증 영역에 활용되는 블록체인은 그 자체가 인증기술은 아니며, 관련 서비스 앱이 운영되게 하는 플랫폼이라고 강조하였다. 이번 호에서도 같은 맥락에서 지난 해 화두였던 사물인터넷(IoT) 환경에서 어떤 역할을 담당할 수 있을지 관심을 갖게 되었고, 글을 쓰는 시기에 MWC 2018이 바르셀로나에서 개최되었다. 

필자는 작년에 MWC 2018에 참관하면서 AI의 가능성에 대한 글들을 연재하였는데, 지난해 MWC 2017에서는 5G와 AI이 주목받는 후 올해는 단연 블록체인과 스마트카이다. 블록체인 관련 세션에서는 세계 최대 통신칩 회사인 퀄컴의 부사장, 소프트뱅크가 2016년 35조원에 인수한 ARM의 부사장, 그리고 마이크로소프트(MS) IoT 및 AI 솔루션 책임자 등이 참여해 블록체인의 미래에 관해 논의를 벌였다. IBM은 이미 빅데이터 분석 플랫폼인 왓슨(Watson)을 AI 플랫폼으로 진화 시킨 후, 또 다시 블록체인 플랫폼 기반의 IoT 환경을 개발 중이다. 

한편, 블록체인 기술 자체의 투명성과 익명성, 보안성, 편리성 등의 다양한 장점에도 불구하고 IoT에 활용될 경우엔 확장성이 부족해 수십억 개 IoT 단말들을 감당하기에 한계가 있다는 지적이다. 

이러한 한계를 의식한 듯, 이미 비트코인의 확장성 문제를 극복하려는 움직임으로 이더리움이 등장했다. 이는 블록체인을 튜링완전언어(Turing-complete language)로 구성해 한 개 블록체인이 아니라 여러 앱 기반의 개방형 플랫폼으로 설계해 블록체인 플랫폼으로 제시되고 있다. 이번 호에서는 진화 발전하고 잇는 블록체인 기술 플랫폼을 장점으로 활용하는 IoT 비즈니스의 가능성에 대해 실제 사례 중심으로 탐색해보고자 한다.   

▲ 그림 1. IBM이 예측한 IoT 디바이스의 증가 추세

2. 기존 IoT 비즈니스의 한계점

클라우드 컴퓨팅 기반의 AI 플랫폼인 왓슨을 가지고 있는 IBM에 따르면, 컴퓨팅 디바이스는 2014년 약 100억 개에서 2020년에는 약 250억 개로 증가할 전망이다. 현재까지 IoT는 클라우드 컴퓨팅에 기반을 두고 발전해왔고, 2015년도에는 ITU 의제로 채택되기에 이른다. 하지만, 이는 중앙서버로서 집중된 대규모 데이터센터를 필요로 하는데, 2018년이 된 지금도 구축비용이 많이 들고 확장성과 보안에 대한 우려가 여전히 존재한다. 

2017년 IoT를 통해 스마트홈, 스마트카, 스마트시티를 구성하기 위해 적극적 투자가 진행 중이며, 지난 몇 년간 CES와 MWC의 핵심 테마로 자리잡았다. 국내의 경우, 삼성과 SKT가 주축으로 사물인터넷 기반의 로라(LoRa)망을 이용하여 스마트시티 솔루션을 확장 중이다. 로라망은 다국적 연합체인 로라연합(LoRa Alliance)에서 개발한 IoT 전용망으로 LPWA(저전력 장거리 통신) 기술을 기반으로 저렴한 비용으로 IoT 기기 간 통신을 지원하며 국내에서는 SKT가 로라망을 구축하고 운용 중이다. 

IoT는 중앙서버에서 데이터를 처리하는 중앙집중형 시스템이라 비용이나 확장성, 보안 등에서 단점들이 지적되고 있다. 

비용 측면에서 IoT는 다양한 디바이스 데이터를 수집 및 저장하므로 빅데이터 저장을 위한 중앙서버(데이터베이스)가 필요하여 구축 비용과 중앙시스템의 유지보수를 위한 비용이 증가하게 된다. 확장성 측면에서는 기존 환경에서 새로운 IoT 기기 노드를 추가할 경우 중앙서버에 연결이 필수적이며 중앙서버가 수집 및 저장, 처리할 수 있는 데이터가 제한되어 그만큼 확장에 어려움이 따른다. 보안 측면에서는 각각의 노드가 네트워크에 노출되고 노드 별 보안 수준이 상이해 해킹이 발생하면 전체 시스템의 보안이 위협받게 되며 중앙처리시스템의 데이터가 위조 및 변조되었을 경우 이에 대한 검증 및 복구가 어렵다. 

마지막으로 안정성 측면에서는 중앙처리시스템의 네트워크 문제가 발생하면, 해당 시스템에 연결되어 있는 IoT 디바이스의 사용이 불가하다. 대안으로 5G가 부상하고 있으며, MWC 2018에서 통신기업들이 경쟁적으로 내놓고 있다.

▲ 그림 2. IBM이 보는 IoT 네트워크의 진화: 2025년 분산 네트워크화

3. IoT 비즈니스의 블록체인 활용 시의 장점 및 사례

IoT 디바이스들에 블록체인 기술을 활용하게 되면 디바이스 스스로가 블록체인의 노드가 되어 분산 네트워크화되므로 중앙서버가 불필요하여 비용이 절감되며, 블록체인 기술의 진보로 점차 보안성과 확장성, 안정성도 높아진다. 

비트코인 플랫폼의 단점인 확장성을 해결할 대안으로 이더리움(ethereum) 플랫폼이 나오게 된다. 2015년 7월, 19세 소년인 비탈릭 부테린(Vitalik buterin)에 의해 공개된 이더리움은 거래내역 외의 추가 정보를 기록할 수 있다는 점에 착안해 스마트계약을 도입했고, 이를 비트코인과 구별해 블록체인 2.0이라 부르기도 한다. 이더리움 플랫폼은 다양한 스마트 계약 프로세스가 동작할 수 있도록 하는 애플리케이션 개발을 필요로 한다. 즉, 이더리움 플랫폼은 애플 앱스토어나 구글 구글플레이와 같은 기술 플랫폼이며, 이 안에서 만들어진 앱을 DApp (Decentraized application)이라 하고, 거래 발생시 교환되는 화폐를 이더(Ether)라 부르는데, 비트코인보다 처리 속도가 빠르다. 

따라서, 이더리움 플랫폼 상에서 거의 모든 종류의 DApp이 생성될 수 있다. 플랫폼의 가능성을 인식한 IBM은 이미 CES 2015에서 삼성전자와 협력해 블록체인 기술을 IoT에 활용한 ADEPT(Autonomous Decentralized Peer-to-Peer Telemetry) 플랫폼을 제안했다. 이는 비트토렌트의 파일 공유와 이더리움의 스마트계약 실행 방식, 그리고 P2P 메시지 전달 프로토콜인 텔레해시(Telehash)를 결합시킨 플랫폼으로 P2P 방식으로 주문하고 전자화폐로 결제를 하고, IoT 디바이스 간 데이터 교환으로 운영이 최적화되며, 제품 생산 완료 및 판매 시점이 공유되어 전체 공정 과정이 관리될 수 있다. 또한, 보안성과 안정성도 향상된다.  

그렇다면, 블록체인 기술이 IoT 비즈니스에 활용될 때 주요 장점들을 자세히 사례 중심으로 살펴보자. 우선은 이미 이슈가 된 인증의 장점이다. 

정확히 말해 블록체인 기술 자체는 인증 기술이 아니라 분산 데이터 처리 기술인데, 블록체인 기술이 IoT 비즈니스에 활용되면 인증 영역이 장점이 된다. 즉, IoT 디바이스들의 인증키(public key)를 블록체인에 저장해서 등록, 갱신, 폐기 등 키의 관리가 가능하다. 또한, 다양한 IoT 디바이스 간 상호 인증이 필요할 경우 블록체인을 통한 검증이 가능하다. 

다시 말해, 블록체인은 거래 관련 정보를 기록한 장부를 중앙 서버에 저장하지 않고 네트워크 상에 분산해 저장하는 기술이며, 거래 관련 참여자 모두에게 거래 관련 정보가 공유되는데, 참여자의 절반 이상이 동의해야 거래 등이 성립된다. 블록체인 자체가 특정인을 식별 및 인증할 수 있는 기능을 가지고 있는 것이 아니라, 인증에 사용되는 데이터, 예컨대 공개키 유효성을 조회하거나 무결성을 검증하고 자격증명 발급이력을 기록하고 조회하는 데 블록체인 기술이 활용될 수 있는 것이다. 

블록체인은 데이터 처리 기술이기 때문에 앱이 그 위에서 돌아가야 가치가 생성되는 플랫폼이라고 앞에서 이더리움을 설명하면서 언급하였다. 금융권에서는 블록체인을 공개키 인프라(PKI) 플랫폼으로 활용해 다양한 인증 서비스를 제공하는 스타트업들이 등장하고 있다. IoT의 인증 활용도 이런 개념으로 이해되어야 한다. 

예를 들어 IoT 디바이스의 하나로 간주되는 자율주행 자동차의 자격 인증 시스템으로 블록체인 기술이 활용될 수 있다. 일반 차량에서는 운전하는 사람이 사용 인증의 주체이지만, 자율주행 자동차에는 차량 자체인 IoT 디바이스가 사용 인증의 주체이다. 블록체인 기술 기반으로 자율주행 자동차에 인증서를 부여하여 관리하면 GPS와 결합 시 해당 차량이 신호 위반을 할 경우 자동으로 범칙금 부여가 가능하고, 고속도로 통행료 즉시 결제도 가능하다. 

이의 선두 사례는 일본 자동차 기업인 도요타(Toyota)의 블록체인 활용 자율주행 자동차이다. 2017년 5월, 도요타는 블록체인 기술을 자율주행차에 활용할 방안을 모색하기 위해 MIT 산하 미디어 랩 등과 제휴를 맺었으며, 블록체인 기술 기업인 오큰(Oaken), 빅체인디비(BigChainDB), 코뮤터즈(Commuterz) 등과 함께 IoT 비즈니스 활용 연구를 진행 중이다. 오큰은 P2P 카쉐어링 앱과 지불시스템 구축을, 빅체인디비는 카쉐어링과 자율주행 데이터 교환을, 코뮤터즈는 P2P 기반 카풀링 소프트웨어 개발을 담당하고 있다. 

두 번째로 논의될 블록체인 기술 활용 시 장점은 IoT 데이터의 관리이다. 

블록체인 기술은 그 자체가 데이터 처리 기술이므로 IoT에 활용될 때 가장 핵심은 사실상 센서 데이터의 관리이다. IoT 디바이스가 수집한 센서 등의 데이터들을 저장하고 관리하기 위해 블록체인을 활용할 수 있다. 블록체인이 빅데이터 분석 환경을 더욱 진화시켜 주는 것이다. 

앞서 언급한 도요타가 제조사로서 블록체인을 도입한 이유도 이미 주도권이 빼앗겨버린 빅데이터 경쟁력을 IoT 디바이스 데이터 축적으로 회복하려는 것이다. 기존 인터넷 시대에서 데이터 수집과 분석이 구글, 페이스북, 아마존, MS 등 인터넷 기업에 쏠려 있어 하드웨어인 자동차 판매 외에 부가가치 비즈니스 기회를 만들지 못하는 상황에서 블록체인이 자동차기업에게 직접 데이터를 모으고 분석할 수 있는 기회를 새롭게 만들어주게 된 것이다. 

블록체인 기술을 활용한 IoT 데이터 저장 처리 과정을 살펴보면, 먼저 수집된 IoT 메타데이터인 해시 값을 블록체인에 저장할 경우 비(非) 인가자에 의한 IoT 데이터 변조, 삭제 등의 오남용 추적이 가능하다. 수집된 데이터는 별도의 저장소(데이터베이스, 클라우드 스토리지 등)에 저장하고 블록체인에는 수집된 데이터 관리에 필요한 해시 값 등의 메타데이터를 저장하기 때문이다. 

또한, 수집된 데이터에 대한 접근권한 정책을 블록체인에 저장하여 소유권이 있는 사용자만 접근하도록 통제할 수 있다. 자동차산업과 유사한 전략을 취할 산업으로 항공산업이 있는데, 항공기도 IoT 디바이스의 하나로 간주되기 때문이다. 

에어380 제조사인 에어버스의 블록체인 기술 활용 영역도 도요타처럼 다양한데, 그 중에서도 데이터 관리와 관련해 이미 3D프린터로 항공 부품을 제조(적층 제조)하고 있는데 3D프린팅 부품의 생산과 추적에 블록체인 기술을 활용하며, 민감한 설계 데이터를 블록체인에 저장해 에어버스 부품을 제조하려는 모든 국가의 3D프린터로 동시에 보내고 동일한 계약으로 인정받으면 부품 인쇄 즉시 데이터를 삭제할 수 있어 오남용을 막을 수 있다. 

항공사 기장 검증도 블록체인으로 가능하다. 지금까지는 시험 훈련 인증서가 발급된다고 하더라도 모든 항공사가 수십만 명이나 되는 파일럿의 데이터, 자격을 확인할 수 있는 보편적 시스템이 없는데 블록체인은 이를 해결할 수 있다. 또 항공사 간, 항공사와 해당 국가 간 분쟁도 관리할 수 있다.

마지막으로 논의할 블록체인 활용 시 장점은 데이터 교환 및 거래이다. 

IoT 센서로부터 수집된 데이터의 안전 거래 환경을 제공하기 위해 블록체인 활용이 가능하다. 빅데이터 거래에 있어서 최고의 걸림돌은 개인정보 관련 법적 이슈이다. 다양한 데이터를 가진 기업들 간의 안전한 데이터 거래에 블록체인이 활용될 수 있다. 민감한 정보의 으뜸은 단연 의료 정보이다. 국내에서도 스마트 헬스케어 비즈니스 발전을 위해 정부 주도로 의료 데이터 구축을 추진 중인데, 이는 신약, 화장품, 의료기기, 보험상품을 개발하는 기업들에게 주요 병원 및 공공기관에 축적된 데이터를 거래하게 하는 것이다. 

의료기기를 비롯한 헬스 관련 데이터는 높은 수준의 보안성이 요구된다. 블록체인 기술 플랫폼 기반의 의료시스템이 완성되면 데이터 거래가 신뢰 기반으로 조성될 수 있다. 예컨대, 환자가 동의한 데이터에 한해 관련 데이터를 원하는 제3자 기업에게 제공될 경우, 데이터에 대한 로그인 기록을 블록체인 플랫폼에 기록하여 보안성을 강화할 수 있다. 

스마트 헬스케어 영역에 기존의 의료기관이 아닌 인터넷 기업이나 웨어러블 디바이스 기업들이 진입한 지 몇 년이 흘렀다. 의료기관은 아니지만, 헬스 앱을 제공하는 나이키는 블록체인 기술 기반으로 미세먼지 정보를 수집하는 기업으로부터 데이터를 구매해 이용자에게 운동 최적 시기를 제공하기 시작했다. 

앞의 인증 영역에서 도요타를 예로 들었는데, 도요타가 협력 중인 3개 블록체인 기술 기업 중에서 빅체인지디비는 특히 자율주행 데이터 교환 역할을 담당하고 있다. 자율주행에 필요한 다양한 소스의 데이터, 즉 부품 정보, 판매 정보, 보험 정보 등의 데이터 소유권을 각 개별 사용자가 가지게 되는 비즈니스생태계도 기대해볼 수 있겠다. 

4. 나가면서

본 고에서는 블록체인 기술 플랫폼을 활용해서 얻게 되는 세 가지 장점인 인증, 데이터 관리, 데이터 거래 중심으로 IoT 비즈니스 가능성에 대해 살펴보았다. 이를 활용하는 기업과 기술 기업으로 나누어 사례를 함께 살펴보았는데, 활용 기업은 IoT 디바이스, 즉 자동차, 항공기, 의료기기 등 센서 데이터를 갖는 기업들이며, 기술 기업은 다시 기술 플랫폼과 개발자 앱으로 나뉜다. 이미 빅데이터와 클라우드 컴퓨팅의 경쟁력에 AI 경쟁력까지 고루 갖춘 IBM 같은 글로벌 IT기업들은 플랫폼의 역할을 담당한다. 

예로 IBM은 블록체인의 민주화를 외치면서 자사가 제공하는 블록체인 플랫폼은 오픈소스에 대한 기여하여 앱 개발자를 위한 자원 제공에 역점을 둔다고 강조하고 있다. MWC 2018에서는 노키아가 스마트시티를 구현하는 데 필요한 네트워크와 IoT 센서, 비디오 감시, 환경 관리 등 일련의 서비스와 플랫폼을 출시했으며, 블록체인 기술 기반이 눈의 띈다. 즉, 이번에 출시된 스마트시티 플랫폼은 스마트 계약을 위한 블록체인 기술을 활용해 공공안전기관에도 광대역 서비스를 지원하게 된다고 한다.

블록체인이 스마트카나 스마트시티 등의 새로운 IoT 비즈니스 환경에 기여하는 것은 결국 해킹을 막아줄 수 있다는 점이라고 결론짓게 된다. 지난 2월 열린 MWC 2018에서는 GSMA 주최로 IoT 보안과 블록체인 컨퍼런스가 개최되었는데, 여기서도 IoT 네트워크를 보호하는 데 블록체인 기술이 얼마나 유효한지를 토론하는 자리였다. GSMA는 IoT 회선과 규모가 커지면서 보안 위험이 커지고 있어서 블록체인을 IoT 기술과 서비스에 적용해 볼 수 있다고 주장한다. 다음 호에서는 블록체인 기술을 콘텐츠 기업들은 어떻게 활용해야 할 지에 대해 다루어 보기로 한다.  

본고는 2017년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 정보통신기술진흥센터의 지원을 받아 수행된 연구의 일부임[R0190-15-2027, 고신뢰 사물지능 생태계 창출을 위한 TII(Trusted Information Infrastructure) S/W 프레임워크 개발].

송민정 교수 한세대학교 미디어광고학과