분산 원장 기술: 그 가능성과 잠재력

아마도 블록체인이 비트코인, 이더리움 및 기타 암호화폐의 기반이 되는 기술이라는 것을 알고 계실 것입니다. 하지만 블록체인 뒤에 숨은 기술이 무엇인지 생각해 본 적이 있나요? 이를 분산원장기술(DLT)이라고 합니다.

기존 데이터베이스와 달리 DLT에서는 데이터가 중앙 데이터베이스에 저장되지 않고 여러 노드나 컴퓨터에 분산됩니다. 각 노드는 레지스트리와 같은 정적 데이터이든 금융 거래와 같은 동적 데이터이든 모든 거래를 기록하고 확인합니다.

결과적으로 DLT에는 단일 제어 지점이나 단일 실패 지점이 없습니다. 이러한 분산 특성으로 인해 안전하고 투명하며 변조 방지 기록 보관이 가능합니다.

오늘날 DLT는 모든 비즈니스 거래의 기존 개념을 다시 작성하고 있으며 은행, 금융, 공급망 관리 및 의료 산업에서 사용됩니다. 이는 분산형 ID 솔루션 및 블록체인 플랫폼과 같은 미래 혁신을 위한 구성 요소입니다.

DLT의 역사

사람들은 흔히 2009년 비트코인의 출시를 DLT의 출발점으로 생각합니다. 그러나 DLT를 지원하는 아이디어와 기술은 비트코인이 도입되기 훨씬 전부터 존재했습니다.

원장에서 분산형 분산 원장으로

예로부터 장부는 상업의 중심이었습니다. 사람들은 점토판과 파피루스부터 양피지와 종이에 이르기까지 돈과 자산을 기록해 두었습니다. 컴퓨터화는 이러한 기록 관리 프로세스를 종이에서 디지털 원장인 비트와 바이트로 옮겼습니다.

데이터베이스 관리 시스템과 분산 컴퓨팅의 발전으로 인해 편리함과 속도가 빠르게 향상되었습니다. 이를 통해 데이터베이스를 여러 지역에서 공유할 수 있었습니다.

원장은 디지털이든 종이든 기록하는 모든 데이터의 신뢰성을 검증하기 위해 중앙 기관이 필요합니다. 예를 들어, 은행은 관련 기관 간의 모든 거래를 확인하고 검증합니다. 회사에는 데이터베이스를 관리할 시스템 관리자가 있는 경우가 많습니다.

이러한 중앙 집중식 데이터베이스는 서로 다른 위치에 분산되어 있더라도 단일 실패 지점, 데이터 침해 및 중앙 기관에 의한 조작 가능성에 취약합니다. 이로 인해 비효율성이 발생하고 거래 비용이 추가되었습니다. 이러한 문제에 대한 해결책으로 DLT라는 개념이 등장했습니다.

DLT의 성장을 이끈 개념 및 기술 발전

1970년대부터 암호화 및 컴퓨팅 분야의 여러 기술 혁신으로 인해 DLT가 가능해졌습니다.

1976년 Whitfield Diffie와 Martin Hellman은 오늘날 DLT에서 사용되는 데이터 암호화 및 암호 해독의 기본 기술인 공개 키 암호화의 기반을 마련했습니다.

1982년에 학자 Leslie Lamport, Robert Shostak, Marshall Pease는 DLT의 개념적 기반을 제공하는 The Byzantine Generals Problem이라는 획기적인 논문을 썼습니다. Lamportet al. 일부 참가자가 악의적이거나 신뢰할 수 없는 경우 분산 시스템에서 합의를 달성하는 데 따른 어려움을 설명했습니다. 그들은 컴퓨터 네트워크에서 오작동하는 구성 요소를 극복하기 위한 간단한 알고리즘을 자세히 설명했습니다. 결함이 있는 장치는 시스템의 다른 부분에 충돌하는 정보를 보낼 수 있습니다.

그 후, 많은 학자들이 컴퓨터 시스템이 적대적인 환경에서 상충되는 정보를 처리하는 방법에 대한 다양한 솔루션을 제안했습니다. 이로 인해 현재 중앙 권한이 없는 분산 원장 시스템에 사용되는 다양한 합의 메커니즘이 개발되었습니다.

DLT의 또 다른 주요 발전은 1991년에 일어났습니다. Stuart Haber와 W. Scott Stornetta는 암호로 보호된 블록 체인을 사용하여 디지털 문서에 타임스탬프를 찍는 시스템을 제안했습니다. 그들의 솔루션은 블록체인 개념의 선구자 역할을 했습니다.

그러나 이러한 개념과 알고리즘은 비트코인과 그 기반 블록체인 기술이 출시되기 전에는 거의 주목을 받지 못했습니다. 비트코인을 통해 DLT를 어떻게 사용할 수 있는지에 대한 실제 시연을 통해 이 기술이 전면에 등장했습니다. 상당한 투자를 유치하여 DLT 시스템 유형 및 애플리케이션이 빠르게 발전했습니다.

오늘날 DLT의 적용은 암호화폐를 넘어 공급망 관리, 의료, 디지털 ID부터 탈중앙화 금융(DeFi) 및 대체 불가능한 토큰(NFT)까지 확장되었습니다.

DLT 작동 방식

앞서 언급했듯이 DLT는 노드라고 불리는 컴퓨터 네트워크를 통해 작동합니다. 여러 위치에 위치한 이러한 노드는 트랜잭션 또는 데이터의 공유 및 동기화된 디지털 데이터베이스를 집합적으로 유지 관리합니다.

이러한 거래를 저장하는 데이터 구조는 일반적으로 블록(블록체인의 경우) 또는 기타 적합한 형식으로 구성됩니다. 다음은 DLT 작동 방식에 대한 일반적인 개요입니다.

거래 시작

참여 노드는 원장에 추가할 새로운 거래를 생성합니다. 새로운 거래 세부정보는 공개 키 암호화를 통해 보호되어 거래의 고유한 디지털 암호화 서명을 생성합니다. 이 디지털 서명에는 공개 키(데이터 확인을 위해 다른 노드와 공유됨)와 개인 키가 포함됩니다. 새로운 트랜잭션이 생성되면 이를 확인하기 위해 분산 P2P 네트워크의 다른 노드로 요청이 전송됩니다.

거래 데이터 확인

노드가 요청을 받으면 각 노드는 독립적으로 작동하여 트랜잭션의 유효성을 확인합니다. 그들은 거래 개시자가 공유한 공개 키를 사용하여 거래의 디지털 서명을 해독하고 사전 정의된 규칙에 따라 이를 확인합니다.

거래 유효성에 대한 합의 도달

검증되면 노드는 함께 협력하여 거래의 유효성에 대한 합의를 얻습니다. 그들은 그들이 동의한 합의 알고리즘을 사용합니다. 이를 통해 원장의 모든 거래 사본이 동일함을 보장합니다.

예를 들어 비트코인 ​​채굴을 생각해 보세요. 노드는 채굴이라고 널리 알려진 PoW 메커니즘을 사용합니다. 여기에는 복잡한 수학적 퍼즐을 풀어 새로운 비트코인 ​​블록을 검증하고 비트코인 ​​블록체인 원장에 추가하는 작업이 포함됩니다.

검증된 트랜잭션을 데이터베이스에 추가

트랜잭션이 검증되면 원장에 추가되고 모든 노드에 분산되어 원장의 상태가 업데이트됩니다. 분산 원장 네트워크의 노드는 동일한 합의 메커니즘을 다시 따르지 않고는 거래 세부 정보를 변경하거나 업데이트할 수 없습니다. 이는 원장의 불변성과 무결성을 보장합니다.

다음은 블록체인 원장이 작동하는 방식을 시각적으로 나타낸 것입니다.

DLT의 종류

사용되는 기본 기술과 분산 원장에 제공되는 액세스를 기반으로 다양한 유형의 DLT가 있습니다. 각각은 뚜렷한 장점을 제공하며 특정 사용 사례에 적합합니다. 이러한 DLT 유형에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

접근제어 기반 DLT 3가지 유형

분산 원장 네트워크에 참여할 수 있는 사람에 따라 세 가지 유형의 DLT는 다음과 같습니다.

• 허가된 DLT
• 무허가 DLT
• 하이브리드 DLT

1. 허가된 또는 비공개 DLT

허가된 원장은 참가자가 네트워크에 가입하기 전에 승인을 받도록 요구합니다. 승인된 노드는 원장을 유지 관리합니다. 허가된 플랫폼을 사용하면 거래를 더 빠르게 검증하고 향상된 개인정보 보호를 제공할 수 있습니다.

예를 들어 Facebook의 Diem 스테이블 코인 프로젝트(이전 Libra)는 허가된 DLT였습니다. 디엠협회 회원들에게만 검증권한을 부여하였습니다. 또 다른 예는 기업용으로 설계된 Linux Foundation의 오픈 소스 블록체인인 하이퍼레저 패브릭입니다.

2. 무허가 또는 공개 DLT

무허가 분산 원장에서는 누구나 승인 없이 네트워크에 참여할 수 있습니다. 즉, 공개됩니다. 원장은 공용 네트워크의 노드 간 협력 작업을 통해 유지되며 모든 사람이 액세스할 수 있습니다. 비트코인, 이더리움, 라이트코인 블록체인은 공개 DLT의 예입니다.

3. 하이브리드 DLT

이러한 유형의 DLT는 허가된 분산 원장 시스템의 개인 정보 보호 이점과 무허가 분산 원장 시스템의 투명성을 결합합니다. 하이브리드 DLT는 기업이 공개하려는 데이터와 비공개로 유지하려는 데이터를 선택할 수 있는 상당한 유연성을 제공합니다.

기반 기술을 기반으로 한 6가지 주요 DLT 유형

사용되는 합의 메커니즘과 데이터 구조의 유형에 따라 DLT의 6가지 유형은 다음과 같습니다.

• 블록체인
• 방향성 비순환 그래프(DAG)
• 얽힘
• 사이드체인
• 홀로체인
• 해시그래프

1. 블록체인

블록체인은 가장 잘 알려진 DLT 유형입니다. 이 유형의 DLT의 데이터는 블록 목록으로 구성됩니다. 각 블록은 데이터 모음을 나타냅니다. 이는 데이터를 선택하고 순차적인 블록 체인으로 집계하기 위해 채굴자에 의존합니다.

모든 블록은 이전 블록과 암호화 방식으로 연결되어 불변의 투명한 원장을 형성합니다. 블록체인은 네트워크 설계에 따라 공개 또는 비공개가 될 수 있습니다. 블록체인 애플리케이션은 암호화폐부터 스마트 계약까지 다양합니다.

2. 방향성 비순환 그래프(DAG)

블록체인이 뒤따르는 순차 목록 구조와 달리 DAG는 방향성 그래프나 트리형 구조로 트랜잭션을 추가합니다. 각 거래는 이전의 여러 거래를 확인하여 엄격한 체인을 형성하지 않고 상호 연결된 거래의 웹을 생성합니다. 여러 트랜잭션이 동시에 처리되므로 DAG는 블록체인보다 더 높은 트랜잭션 처리량과 더 빠른 확인 시간을 제공합니다. 이를 통해 더욱 확장 가능하고 효율적인 분산형 네트워크가 가능해집니다.

3. 탱글

Tangle은 IOTA(사물 인터넷 응용 프로그램) 조직에서 IOT(사물 인터넷)용으로 설계한 오픈 소스 DAG 기반 DLT입니다. 원장에 새로운 항목을 추가하는 노드는 이전에 제출된 두 개의 트랜잭션을 승인해야 하므로 데이터 추가 및 검증이 블록체인보다 더 쉽습니다.

또한 블록체인과 달리 채굴자나 채굴 프로세스가 원장에서 거래를 승인할 필요가 없습니다. 이 프로세스를 통해 Tangle은 에너지 소모가 적은 기술을 만듭니다.

4. 사이드체인

사이드체인은 양방향 페그를 통해 메인 시스템에 연결된 보조 분산 원장 시스템입니다. 양방향 페그를 사용하면 거래 데이터의 양방향 전송이 가능합니다. 사이드체인은 메인체인과 별개로 자체 합의 메커니즘을 가질 수 있습니다. 주로 블록체인에서 주 원장을 확장하는 데 사용됩니다.

5. 홀로체인

Holochain은 분산형 애플리케이션을 용이하게 하도록 설계된 독특한 DLT입니다. GitHub 및 BitTorrent에서 영감을 받은 에이전트 중심 접근 방식을 사용합니다. 세계적인 합의가 없습니다. 대신, 네트워크의 각 노드는 데이터와 상호 작용을 담당하는 자율 에이전트로 간주되어 데이터에 대한 강력한 제어를 제공합니다.

6. 해시그래프

해시그래프는 또 다른 DAG 기반 DLT입니다. 합의 메커니즘의 일부로 가상 투표 알고리즘과 가십 프로토콜을 사용합니다. 가십 프로토콜을 사용하면 노드는 모든 거래 데이터를 무작위로 다른 노드에 지속적으로 전달하므로 거래 정보가 네트워크 전체에 빠르게 확산될 수 있습니다.

DLT의 장점과 단점

DLT 지지자들은 기존 중앙 집중식 원장 및 기타 유형의 공유 원장에 비해 몇 가지 잠재적인 이점을 강조합니다. 즉, 기술은 여전히 ​​발전하고 있으며 새로운 위험과 과제를 제기할 수 있습니다. DLT의 장점과 단점을 살펴보고 DLT의 잠재력과 한계를 살펴보겠습니다.

DLT의 주요 장점

다음은 DLT의 가장 중요한 장점이지만 다양한 유형의 DLT 개발로 인해 일반화가 어렵습니다.

• 분산화는 중개자의 필요성을 없애고 참가자 간의 신뢰와 투명성을 조성합니다. 기업의 경우 이는 비용 절감, 확장성 향상, 출시 기간 단축으로 이어질 수 있습니다.
• 모든 네트워크 구성원이 분산 원장의 완전히 동일한 복사본을 가지므로 투명성이 향상됩니다 .
• 데이터를 순차적으로 기록하면 영구적인 감사 추적이 생성되므로 쉽게 감사할 수 있습니다. 이는 잠재적으로 사기를 줄이고 조정 비용을 없애줍니다.
• 송장 결제와 같은 특정 조건이 충족되면 자동으로 코드를 실행하는 스마트 계약을 통한 자동화입니다 .
• 단일 공격 지점을 제거하는 암호화 보안 메커니즘과 분산 특성을 통해 사이버 보안이 강화되었습니다 .

DLT의 단점

DLT는 여전히 발전하고 있기 때문에 많은 규제 및 법적 문제가 아직 해결되지 않았습니다. DLT와 관련된 가장 일반적인 기술, 법률 및 규제 문제는 다음과 같습니다.

• 기술이 아직 개발 초기 단계에 있기 때문에 성숙도와 산업 표준이 부족합니다 . 이는 시스템의 탄력성과 견고성에 대한 의구심을 불러일으킵니다.
• 다양한 DLT 시스템과 레거시 시스템 간의 상호 운용성은 업계 표준 없이는 달성하기 어렵습니다.
• DLT가 널리 채택되어 거래량이 늘어나면 확장성에 대한 의문이 제기됩니다.
• 규제 불확실성 . 각 주마다 다양한 규칙이 있을 수 있습니다. 이로 인해 DLT를 사용하는 기업에 규정 준수 문제가 발생할 수 있습니다.
• Sybil 공격과 같은 알려지지 않은 취약성 및 해결되지 않은 사이버 보안 위협 .
• 비트코인 채굴에 PoW와 같이 에너지 집약적인 합의 메커니즘을 사용할 때 환경 문제가 발생합니다 .

예제가 포함된 DLT 사용 사례

앞서 언급했듯이 DLT는 다양한 산업 분야에 걸쳐 광범위한 잠재적 응용 프로그램을 보유하고 있습니다. 다양한 산업 분야에 걸친 DLT 사용 사례에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

금융 및 은행 산업

DLT, 특히 블록체인은 핀테크 혁명의 필수적인 부분입니다. DLT의 응용 프로그램은 은행 업무 및 결제부터 보험 및 규정 준수까지 다양합니다.

DLT의 잠재적인 응용 프로그램에는 스마트 계약, 디지털 통화, 국경 간 결제, 증권 거래 및 결제, 자산 등록 등이 포함됩니다. 많은 은행과 금융 기관에서는 타당성을 조사하고 다양한 영향을 측정하기 위해 개념 증명을 실행하고 있습니다. 이러한 사용 사례에 대한 DLT 기술.

예를 들어 미국 은행들은 분산원장을 활용한 디지털 자산 정산 프로젝트를 위한 파일럿 프로젝트를 진행하고 있다. 많은 국가의 중앙은행도 블록체인 기술을 기반으로 한 중앙은행 디지털 화폐(CBDC)를 모색하고 있습니다.

공급망 관리

DLT의 가장 유망한 사용 사례 중 하나는 공급망 관리입니다. 초기 이니셔티브에서는 DLT가 어떻게 제품을 더욱 추적 가능하게 만들고, 송장 발행을 간소화하며, 더 빠르고 비용 효율적인 배송을 가능하게 하고, 공급업체, 구매자 및 금융 기관 간의 조정을 향상시키는 방법을 보여주었습니다.

예를 들어, 월마트 캐나다(Walmart Canada)는 블록체인 기술을 채택하고 70개 제3자 화물 운송업체의 송장 및 지불을 관리하기 위한 자동화된 시스템을 만들었습니다. 이 시스템은 송장 불일치와 관련된 분쟁을 70% 이상에서 1% 미만으로 줄였습니다.

보건 의료

건강 기록을 안전하게 유지하는 것은 의료 부문에서 가장 널리 사용되는 DLT 애플리케이션 중 하나입니다. 업계에서는 2022년에만 707건의 데이터 침해가 보고된 바 있습니다. DLT는 암호화 기술을 통해 전자 건강 기록을 보다 쉽게 ​​저장하고 공유할 수 있습니다. 공급망 추적은 의약품 및 의약품 장치를 추적하고 확인하는 데 도움이 됩니다. DLT는 임상 시험 데이터 기록도 지원합니다.

예를 들어 메이요클리닉(Mayo Clinic)은 고혈압 임상시험 데이터를 기록하고 관리하기 위해 블록체인 플랫폼을 실험하고 있다.

부동산

부동산에 DLT를 적용할 수 있는 잠재적인 분야는 부동산 검색을 용이하게 하고 부동산 소유권 관리를 간소화하는 것부터 소유권 이전까지 다양합니다. 이를 통해 서류 작업 및 관리 비용을 줄이는 동시에 데이터 보호 및 불변의 자산 소유권 기록을 제공합니다.

금융 및 부동산 부문에서 동시에 연구 중인 또 다른 사용 사례는 실제 자산을 거래를 위해 디지털 토큰으로 변환할 수 있는 방법입니다. 이러한 토큰화는 자산 유동성, 부분 소유권을 촉진하고 거래 비용을 낮춥니다.

정부 및 공공 부문

DLT는 정부 서비스를 더 좋고 더 빠르게 제공할 수 있는 기회를 갖고 있습니다. 다양한 정부 데이터베이스를 안전하게 유지 관리하고, 디지털 정부 인증서를 제공하고, 자산 등록을 용이하게 하는 데 사용됩니다.

예를 들어 에스토니아는 블록체인을 사용하여 의료, 재산 및 비즈니스 등록을 유지합니다. 또한 시민에게 디지털 ID를 제공하여 이를 사용하여 정부 서비스를 이용할 수 있습니다.

미래는 분산된다

DLT, 블록체인 및 그 기능에 대한 과대광고 주기가 수년 동안 있어 왔습니다. 그러나 과대광고는 실제 사용 사례로 바뀌고 있습니다.

조직이 파일럿 및 개념 증명에서 보다 실용적이고 실제적인 이니셔티브로 전환함에 따라 DLT 채택이 가속화될 예정입니다. 또한 기술이 성숙해짐에 따라 광범위한 채택을 방해하는 한계를 해결하는 확장 가능한 솔루션이 등장할 것입니다. 따라서 무한한 가능성으로 분산된 미래를 받아들이십시오.

미래의 분산형 기술에서 중추적인 역할을 하도록 설정된 지분 증명 합의 메커니즘에 대해 자세히 알아보세요.