디지털 시대에 정보의 안전한 관리는 필수이며, 블록체인은 이를 해결할 수 있는 혁신적인 기술로 자리매김하고 있습니다.

블록체인이 제3의 신뢰 기관 없이 원장의 신뢰성을 보증하기 위한 분산원장 기술이란 것은 널리 알려져 있습니다. 참가자 사이에 발생한 거래 정보 원장을 특정 중앙기관 시스템이 아닌 분산네트워크에서 참가자가 공동으로 관리하기 때문입니다. 특히, 블록체인의 데이터는 ‘블록’이라는 단위로 연결고리 형태의 분산 저장 환경에 저장되어 이미 블록으로 연결되었다면 누구도 수정할 수 없고 거래의 흐름은 모두에게 공개되며 거래내역이 기록된 원장 전체를 모든 참여자가 각각 보관하고, 새로운 거래를 반영 및 갱신하는 작업을 공동으로 수행하기 때문에 일부 오류가 발생해도 전체 기능은 동작한다는 장점이 있습니다.

이번 테크로그에서는 블록체인의 특징 및 발전 단계를 살펴보고, 보안 강화를 위한 방향과 분야, 그리고 실제 블록체인 기술이 적용된 국내외 보안 강화 사례를 살펴보도록 하겠습니다.

1. 블록체인의 특징

보안 관점에서의 장점은 무결성이나 가용성이 있으며, 보편적인 블록체인의 특징은 다음과 같이 세 가지 정도로 들 수 있습니다. 

첫째, 거래 데이터를 일정 시간마다 집약된 블록에 정리하고, 블록을 작성할 때 과거의 블록요소를 다음 블록에 넣어 연결하므로 데이터의 위조를 방지할 수 있습니다.
둘째, 자산과 그것들을 보유하는 존재를 연결함으로써 이중 이용을 방지하고 누구에게 양도 되었는지를 정확하게 관리할 수 있습니다.
셋째, 중앙의 서버가 아닌 다수의 컴퓨터에서 같은 데이터를 분산 관리하여 어느 1개의 데이터가 상실되더라도 다른 참가자의 컴퓨터가 가동되고 있으면 시스템을 유지하는 것이 가능합니다.

2. 블록체인 기술의 발전 단계

블록체인 기술 발전 단계는 다음과 같이 분산장부 공유 기술의 시작인 1세대에서 스마트 계약을 활용해 다양한 분야에 시도되는 2세대를 거쳐 한계를 개선하기 위한 3세대로 발전 중입니다. 

3. 블록체인 기술의 보안 강화 방향

블록체인 기술이 발전하면서 개인정보 보호(프라이버시)에 관한 관심이 커지고 있으며, 블록체인 기술을 다음과 같이 정보 유출을 방지하거나 해킹을 방어하는 데 활용할 수 있습니다. 

3.1 정보 유출 방지
보안성 측면에서 모든 자료를 중앙화된 구조의 데이터베이스에 저장하는 것보다는 블록체인을 도입하여 자료를 저장하는 것이 상대적으로 높은 보안성을 가져다줍니다. 자료구조의 특성상 모든 데이터베이스가 한곳에 보관되고 관리가 된다면 해커들의 표적이 되어서 하나의 데이터베이스만 침입하는 것으로도 치명적인 피해를 유발할 수 있습니다. 하지만, 블록체인처럼 분산된 데이터 구조에 침입하는 것은 현실적으로 매우 어려우며, 중앙집중적인 관리가 불필요해지므로 내부자에 의한 조작 또는 정보유출 위험 또한 많이 감소합니다.

3.2 해킹 방어
블록체인을 적용하여 해킹 범죄를 감소시킬 수 있습니다. 기존의 서버를 공격하여 진행되었던 사이버 공격 대상이 P2P 전체를 대상으로 바뀌었으며 해킹을 위하여 투입되는 비용이 증가하므로 보안을 위해 소요되는 비용보다 블록체인을 도입함으로 인한 유지비용이 적다면 블록체인 도입을 고려할 수 있습니다. 즉, 블록체인을 이용하여 데이터를 저장하고 관리하는지에 대하여 프로세스를 공유 및 지속적인 관리가 가능합니다.

4. 블록체인 기술의 보안 강화 분야

[그림1]은 블록체인 분야에 대한 개념도로써 기술적인 영역 기반 위에 서비스와 응용분야가 있는지 도식화한 것입니다. 서비스와 응용분야가 발전하면서 블록체인은 보안성 강화 도구로 그 활용도는 더욱 커질 것으로 기대됩니다. 

블록체인 기술은 공개된 분산원장을 기반으로 하여 중앙화된 시스템과는 다른 보안성을 가지고 있기 때문에 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.
더욱이 블록체인 기술이 기업 전반에 걸쳐 더욱 널리 채택됨에 따라 분산형 네트워크와 관련된 변화하는 위험과 취약성에 대응하는 강력한 보안 요구가 커지고 있습니다. 시장 조사 기업 익젝티튜드 컨설턴시(Exactitude Consultancy)가 발표한 ‘글로벌 블록체인 보안 소프트웨어 시장 2023-2040’ 보고서에 따르면 이 시장은 연평균 성장률(CAGR) 44.32%로 2030년에는 588억 달러에 이를 것으로 전망됩니다.

[그림2]는 보안의 요소기술과 융합분야 관점에서 블록체인 기술을 어떻게 적용, 강화할 수 있는지에 대해 도식화한 그림입니다.

5. 블록체인 기술의 보안 강화 사례

[해외사례]
네덜란드의 공공서비스
네덜란드 정부는 블록체인을 통해 개인정보 자체를 보유하지 않고도 공공서비스의 투명성을 높이고 있습니다. 개인과 관련된 국적, 출생지, 나이, 학력, 자격증 등 온갖 개인정보들을 암호화하여 블록체인에 저장하고 PC나 스마트폰 등 개인 소유의 디지털 장비에 보관합니다. 정부는 각 개인이 보관하는 개인정보의 해시값만 보유하여 개인이 보유한 정보가 위조되었는지 여부만 판별합니다.

에스토니아의 행정서비스
에스토니아는 결혼, 이혼, 부동산 거래를 제외한 거의 모든 행정서비스가 자동화되었습니다. 개인이 e-ID로 정부포털에 접속하면 정부가 관리하는 모든 개인정보를 살펴볼 수 있는데, 정부의 어떤 기관이 어떻게 자신의 개인정보를 사용했는지 등의 내역을 볼 수 있습니다. 개인정보 조회내역은 블록체인에 기록되어 위∙변조가 불가능하기 때문에 면허증 갱신을 위해 경찰서에 찾아갈 필요도 없고, 병원을 옮겨 다닐 때 의료 영상자료를 들고 다닐 필요도 없으며, 연말정산도 자동으로 이루어지고 있습니다. 특히 민감한 온라인 투표 시스템은 운영된 지 10년이 넘었습니다.

[국내 사례]
LG CNS에서 기업용 블록체인 플랫폼 ‘모나체인(Monachain)’을 개발하여, H 은행 CBDC 사업, S 카드 지역화폐 플랫폼 사업 등 금융권뿐만 아니라 L 통신사 NFT 플랫폼 사업 등 다양한 분야에 널리 적용한 바 있습니다.

또한, DID 기반의 모바일 사원증 SaaS(Software as a Service) 및 블록체인 자체 구축 부담이 없는 TaaS(Token as a Service)도 제공하고 있다고 하니, 블록체인 기술이 영역과 서비스에 제약 없이 널리 활용되어 실생활에서 블록체인 기술을 더욱 자주 접할 수 있을 것으로 같습니다.

이상으로 블록체인 기술이 보안을 강화할 수 있는지에 대해 전반적으로 알아보았습니다. 기존 시스템에서 발생할 수 있는 보안 취약점을 개선함은 물론, 시스템 연계를 안전하게 구축, 운영함으로써 널리 활용될 수 있다는 것도 확인했습니다. 앞으로 블록체인 기술이 지속적으로 연구되고 다양한 분야에 적용됨으로써 우리 사회가 더욱 안전하고 편리해지는 데 일조할 수 있기를 기대합니다.

<sub>[출처 및 참고 문헌] 
- ICT R&D 기술로드맵 2025 차세대보안・블록체인 IITP
- 김진화, 정명호, 김재모, 유영석 (2016). 블록체인의 기술적 이해 및 도입을 위한 첫걸음. KORBIT, 77-85
- 권혁준 (2017). Blockchain (분산원장) 기술의 현황 및 주요 이슈. 한국 IT서비스학회 학술대회 논문집, 25-32
- 박현규, 염세경 (2019). 블록체인을 활용한 금융권 전자문서 신뢰 시스템 구현에 관한 연구. 한국통신학회 학술대회논문집, 677-678
- 유승재 (2023). 보안성 강화를 위한 블록체인기술의 활용과 개선방안 연구. 융합보안 논문지, 23(1), 63-68
- 오광용 (2021). 블록체인과 인공지능을 활용한 창업기업 통합관리시스템 설계. 호서대학교 벤처대학원 박사학위 논문
- 정재현 (2023). 블록체인과 인공지능 기술을 결합한 버추얼 휴먼 악용사례 탐지 시스템. 원광대학교 대학원 석사학위 논문
- https://www.ibm.com/topics/blockchain-security
- https://enterprise.kt.com/bt/dxstory/822.do
- https://www.gttkorea.com/news/articleView.html?idxno=8607</sub>