분산 데이터베이스와 분산 원장 (3)
분산 원장 기술
분산 원장 기술의 이해
분산 원장(DLT, Distributed Ledger Technology)은 여러 위치에서, 여러 사람에 의해 복제, 공유 또는 동기화 된 데이터베이스를 합의하는 방식에 대한 기술이다. 즉, 거래 정보를 기록한 원장을 특정 기관의 중앙 서버가 아닌 P2P(Peer-to-Peer) 네트워크에 분산하여 참가자가 공동으로 저장하고 기록하는 기술이다.
분산 원장 기술에서는 거래 정보가 기록된 원장 전체를 모든 참여자가 각각 보관하고 새로운 거래를 반영하여 갱신(Update)하는 작업도 공동으로 수행한다.
분산 원장을 구현하기 위해, P2P(Peer-to-Peer) 네트워크와 각 노드가 가지는 데이터 사본을 위한 합의 알고리즘이 필요하기도 하다.
P2P 네트워크: 네트워크를 구성하는 노드들이 중앙 관리자에게 연결된 것이 아닌, 서로 연결된 형태로 구성된 네트워크
즉, 분산 원장 기술은 P2P 네트워크로 연결된 각 노드가 데이터베이스가 되는 것이기 때문에, 분산 데이터베이스의 한 종류라고 볼 수 있다.
기업은 분산 원장 기술을 사용하여 트랜잭션 또는 기타 유형의 데이터 교환을 처리, 검증 또는 인증한다.
이미 많은 기관 또는 국가에서 분산 원장 기술에 대해 연구 및 투자를 진행하고 있으며, 국가 간 송금, 지급 등의 데이터베이스에 사용될 예정이다.
블록체인 역시도 이러한 분산 원장 기술의 한 종류이다.
근대 이후, 다산에 대한 소유권은 실물 보관 여부와 무관하게 특정한 기관에서 관리하는 원장(Ledger)에 기록(Record)하여 관리했다.
이를 중앙 집중형 원장 방식이라고 한다.
현재 유통되는 통화(M1)의 대부분을 차지하는 결제성 예금은 은행이 고객 별로 잔고를 관리하며, 입출금을 승인하고 기록한다. 중앙은행은 은행 별 잔고를 원장에 기록하고 은행 간 자금 이체를 처리한다.
M1 화폐: 교환 수단으로 사용되는 국가의 기본 화폐 공급을 의미한다.
주식, 채권 등 대다수 금융자산의 경우, 실물 증권은 주로 예탁결제원에 보관혐, 소유권을 이전하는 내용을 원장에 기록하여 매매 결과를 처리한다.
토지, 건물, 부동산과 자동차, 지식재산권 등의 경우에도 공인된 원장에 소유주 및 권리-채무 관계를 기록한다.
이렇게, 중앙집중형 원장 시스템은 신뢰할 수 있는 제3의 기관(TTP: Trusted Third Party)을 신뢰하는 방식을 사용한다.
따라서 제3의 기관에 데이터 조작과 같은 문제가 발생하여 시스템에 대한 신뢰가 훼손되는 것을 예방하기 위해 감독과 감시 등 규제를 제도화해야 하며, 전산 시스템의 오류 및 해킹 등이 발생하여 시스템이 마비되거나 이용자 피해가 발생하지 않도록 IT 인프라와 보안 등에 대해 대규모 인력 및 설비를 투자해야 한다.
- 중앙 집중형 원장의 장점
- 금고에 자산을 보관하는 등 자산을 직접 보관하는 방식과 비교했을 때, 비용을 절감하고 소유권을 명확히 할 수 있다.
- 중앙 집중형 원장의 단점
- 원장 기록을 관리하는 권한과 책임이 특정 기관에 집중되어 해당 기관에 대한 신뢰에 크게 의존할 수 밖에 없는 한계가 있다.
- 신뢰할 수 있는 제 3의 기관을 설립하여 운영하는 데 소요되는 높은 사회적 비용이 금융 산업 발전의 제약 요인으로 작용할 수 있다.
또한 이 비용은 이용자의 높은 수수료 부담으로 전가된다.
장점
분산 원장 기술은 모든 기록이 집중된 제 3의 기관이 없기 때문에 기존 중앙 집중형 시스템에 비해 다음과 같은 장점을 가질 수 있다.
- 효율성(Efficiency)
- 신뢰할 수 있는 제3의 기관이 필요하지 않다. 따라서 별도의 기관을 설립하고 유지하기 위한 인력과 자원을 투입할 필요가 없다. 또한 시스템 오류 등을 예방하고 해킹 등 보안 사고를 방지하기 위한 인프라 투자 비용도 절감할 수 있다.
- 보안성(Security)
- 분산 원장에는 데이터가 한 곳에 집중된 중앙 노드가 없다. 일르 담당하는 조직도 존재하지 않기 때문에 해킹 등 내,외부의 악의적인 공격으로부터 안전하다. 또한, 원장이 모든 참가자에게 공개되기 때문에 원천적으로 정보 유출 소지가 없다.
- 시스템 안전성(Resilience)
- 단일 실패점(Single Point of Failure)이 존재하지 않기 때문에 일부 노드에 오류 또는 성능 저하가 발생하더라도 전체 네트워크에 미치는 영향이 미미하다.
- 투명성(Transparency)
- 분산원장 기술은 모든 거래 기록을 공개하기 때문에 높은 투명성을 가진다. 거래 추적이 용이하고 규제(고객확인의무: Know Your Customer 등) 준수 비용도 낮다.
단점
분산원장 기술에서는 신뢰를 담보해 줄 외부 기관등이 존재하지 않기 때문에 시스템 자체에서 신뢰를 형성하는 메커니즘을 설계할 필요가 있다.
- 분산원장 기술에선느 모든 참가자가 새로운 거래를 반영하여 원장을 갱신하는 권한과 책임을 갖고 있기 때문에 특정 내부 참가자가 악의적으로 원장을 조작하여 배포하는 것을 방지할 필요가 있다.
- 그러나 비트코인이 등장하기 전까지, 조작 가능서을 차단하면서 동시에 원장을 갱신할 수 있는 합의(Consensus) 절차를 마련하지 못했으며, 분산원장 기술을 지급결제시스템 및 여타 금융서비스 등에 실제로 적용하지 못했다.
비트코인은 분산 원장을 기반으로, 작업 증명(PoW) 합의 알고리즘을 통해 악의적인 노드의 데이터 조작을 방지하고 노드들이 원장을 갱신할 수 있도록 구현한 결과물이다.
블록체인 도입을 위한 기술적 해결 과제
블록체인이 금융 서비스에 적용되기 위해서는 거래 비밀성, 권한 통제, 신뢰 및 보안 유지, 확장성 확보 등의 기술적 과제가 아직 남아있다.
- (거래 비밀성, 권한 통제) 블록체인에 저장되는 정보는 개인정보이기 때문에 개인 소유자와 합의 된 관리자만 거래 정보 접근이 가능해야 한다.
- (신뢰 및 보안 유지) 신뢰와 보안 유지를 위해서는 비트코인과 같은 퍼블릭 블록체인을 도입하는 것도 고려해야 한다.
- (확장성 확보) 실제 사용이 가능하게 하기 위해서는 적어도 초당 3,000건 이상이 처리할 수 있는 성능을 보유한 블록체인이 필요하다.
- (규제 준수) 분산 원장 기술이 금융에 적용될 경우 발생할 수 있는 검증되지 않은 요소들(보안상의 위험, 법적인 위험성 증가)도 있다.
스마트 컨트랙트(Smart Contract)를 분산 원장 기술과 결합해서 사용할 경우, 소프트웨어 자체의 오류 혹은 의도적인 디도스(DDos)공격으로 해당 컨트랙트(계약)이 무효화 되는 등의 위험성이 있을 수 있다.
금융 서비스 입장에서 가장 중요한 점은 대량의 거래 데이터를 신속하고 안전하게 처리하는 것이다.
블록체인 기반의 분산 원장 기술을 금융 서비스에 도입하는 것은 인프라 구축 비용 절감, 거래 효율성 증가, 안전성 향상 등의 측면에서 많은 이점이 있다.
하지만 거래 비밀성, 권한 통제, 신뢰 및 보안 유지, 확장성 확보 등 기술적 과제 해결이 우선 되어야만 한다.
