화요일, 2월 19

[KUBL] 사물인터넷과 블록체인

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1. 사물인터넷이란?

1-1. 사물인터넷의 정의

사물인터넷이란 (Internet of Things, 약어로 IoT) 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술. 즉, 무선 통신을 통해 각종 사물을 연결하는 기술을 의미하며 인터넷으로 연결된 사물들이 데이터를 주고받아 스스로 분석하고 학습한 정보를 사용자에게 제공하거나 사용자가 이를 원격 조정할 수 있다. 여기서 사물이란 가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 디바이스 등 다양한 *임베디드 시스템이 된다.

* 임베디드 시스템 : 기계나 기타 제어가 필요한 시스템에 대해, 제어를 위한 특정 기능을 수행하는 컴퓨터 시스템으로 장치 내에 존재하는 전자 시스템이다.

1-2. 사물인터넷 시장규모와 가치

시장조사기관 가트너(Gartner)는 올해 가장 주목해야 할 10대 기술 중 하나로 사물인터넷을 선정했으며 세계 사물인터넷의 시장 규모가 지난 해 2천 억 달러에서 2020년 1조 달러로 가파르게 성장할 것으로 전망했다. 기관마다 추정치는 다르지만 오는 2018년까지 세계 사물인터넷 기기가 90억 대에 이를 것으로 예상한다. 그 다음에 폭발적으로 기기가 늘어나 오는 2020년에 2천억 대 이상 되는 기기가 인터넷과 연결될 것으로 점쳐진다. 60억 인구의 3배가 넘는 기기들이 인터넷으로 서로 연결되는 시대가 열린다는 것이다.

이렇듯 사물인터넷의 성장과 함께 다양한 디바이스에서 생성된 데이터가 급증하면서 데이터의 가치도 새롭게 주목받고 있으며 새로운 서비스를 창출할 수 있는 비즈니스 기회가 되고 있다.

1-3. 사물인터넷 활용 사례

– Icontrol Networks Piper – 스마트홈 안전장치

와이파이로 작동되는 이 스마트홈 안전장치는 180도를 볼 수 있는 HD카메라와 쌍방향 오디오를 갖추고 있다. 장착되어있는 센서는 모션(움직임)과 온도, 습도, 빛을 감지할 수 있고 특히 소리를 민감하게 감지한다. 집 초인종부터 강아지 소리와 아기 울음소리, 전화기 울림까지 모두 감지해서 스마트폰으로 실시간 보고를 하고 스마트폰 어플에서는 특정 상황에 맞게 문자나 이메일 또는 전화가 갈 수 있도록 지정해 놓을 수 있다.

-AT&T – 자판기 클라우드 서비스

AT&T는 2015년 초에 M2X 클라우드 기반 데이터 보관 및 관리 툴셋을 출시했다. 이 플랫폼은 업체들이 실시간 데이터를 연결된 기계들로부터 수집해서 분석해주는 기능을 갖추고 있다. 가장 혁신적인 툴셋 적용 사례로는 자판기를 들 수 있으며 터바인이나 온도계, 주차 미터기, 트럭 등을 클라우드와 연결한다. 특정 자판기 제품이 떨어지거나 잔돈이 부족할 때 실시간으로 클라우드를 통해서 업체에까지 알려줄 수 있으므로 다운타임이 줄어든다.

2. 사물인터넷 문제점

2-1. 해킹 취약성

시만텍은 IoT기술이 보편화함에 따라 발생할 수 있는 해킹 가능성에 대해 지적하였다. 다수의 IoT 기기의 기반인 리눅스 운영체제가 기기에서 올바른 보안을 갖추지 못하거나 적절한 업데이트가 이루어지지 않을 경우 리눅스 웜에 의해 해킹당할 위험이 존재한다는 것이다.

실제로 IoT 환경에서 보안 취약점을 악용해 사생활을 침해한 사례가 있다. 미국에서 아기 모니터링 카메라인 SecurView를 생산, 판매하는 회사인 TRENDnet은 자사 제품에 올바른 보안 시스템을 구축하지 못한 채 이를 유통했으며 결과적으로 이 제품은 700여 가구의 가정 내부 영상을 해커들에게 유출했고 TRENDnet은 연방거래위원회로부터 제재를 받게 되었다.

2-2. 표준의 부족

IoT 기술 발달에 따른 부작용의 또 다른 하나는 표준의 부족이다. IoT 기술이 발달할수록 이 표준의 부족에 따른 경쟁은 계속해서 과열될 것이다.

IoT는 프로토콜 즉, 컴퓨터 간에 정보를 주고받을 때 사용하는 일정 규칙을 기반으로 하여서 사물들에게 이 IoT 기술을 접목한다. 프로토콜의 간단한 예는 현재 우리가 URL에 사용하는 https이다. 이러한 기준이 필요한데 모든 사물에 인공지능 기술을 넣게 되면 https 하나로는 기술의 발달이 일어날 수 없다. 더 많은 기준과 표준이 마련되어 그에 따라 이 IoT 기술은 행해져야 한다.

또한, 모든 사물에 이 IoT 기술을 접목하기 때문에 오픈 네트워크를 바탕으로 실행된다. IoT라는 이 신기술이 발달하는 동안에는 표준에 따른 회사 간 또는 나라 간의 경쟁은 계속해서 치열해지는 부정적인 영향을 낳게 된다는 것이다. 그 예로, 현재 Google과 Nest가 Nest Platform을 만들기 위해 활발히 연구를 진행 중이고 이 외에도 Cisco, Qualcomm, IBM, BroadCam, Samsung, Microsoft 등이 이 표준을 만들기 위해 연구를 활발히 진행 중이다.

자세한 사례를 하나 더 들자면, Qualcomm이라는 회사가 AllJoyn이라는 IoT를 위한 새로운 프로토콜을 만들었고 이에 대항하여 Google은 Thread라는 프로토콜을 만들었다. 또한, intel은 오픈 상호연결 컨소시엄이라는 협력단을 만드는 등의 프로토콜 전쟁이 시작되고 있다.

2-3. 환경파괴

현재 Electronic waste라 불리는 e-waste의 폭발적 증가에 관련한 문제의 발생이 늘어나고 있다. 급격하게 증가하는 소형 전기 부품이 증가하는 e-waste에 이바지하고 있다. 모든 사물에 전기 전자의 부품이나 정보가 적용되기 때문에 그에 따른 쓰레기의 발생은 환경에 많은 영향을 끼칠 것이라는 것이다.

이 환경적 영향을 최소화하기 위해선 사물의 효율과 내구성을 높이는 것이 매우 중요하다. 즉, 정보가 전달되고 저장되는 과정이 효율적이게 최소화되어야 한다.

3. 사물인터넷과 블록체인

3-1. 블록체인 기술, 사물인터넷의 문제점을 해결

사물인터넷 기기가 블록체인의 노드가 되어 동작하는 블록체인 기반 사물인터넷은 기존 사물인터넷 시스템의 문제점 개선이 가능하다.

(비용) 별도의 중앙처리 시스템이 필요하지 않고 사물인터넷 기기 간 연결(Peer-to-peer)로 전체 시스템을 구축하여 비용을 절감할 수 있다.

(확장성) 별도의 장비 추가와 변경 없이 시스템 내의 노드와의 연결을 통해 새로운 노드가 사물인터넷 시스템에 쉽게 참가할 수 있다.

(보안) 데이터가 노드 별로 분산되어 저장되므로 중앙 서버로의 DDoS 공격 완화가 가능하며 각 노드가 데이터를 보유하고, 검증이 가능하여 데이터의 위·변조가 어렵다.

(안정성) 모든 노드가 데이터를 보유하고 기기 간 연결로 인해 일부 기기에 문제가 발생하여도 전체 시스템에 영향이 적다.

그뿐만 아니라, 블록체인 기술이 사물인터넷의 다양한 분야에서 적용될 것으로 예상되며, 주로 데이터 관리, 거래 또는 인증을 위한 목적으로 블록체인 도입이 가능하고 구체적 기술 측면 내용은 다음과 같다.

(데이터 관리) 사물인터넷이 수집한 데이터들을 저장하고 관리 하기 위해 블록체인을 활용할 수 있다.

(감사) 수집데이터 해시값을 블록체인에 저장할 경우, 비인가자에 의한 수집데이터 변조, 삭제 등의 오남용 추적 감사가 가능하다.(이 때, 수집데이터는 별도의 저장소(데이터베이스, 클라우드 스토리지 등)에 저장하고, 블록체인에는 수집데이터 관리에 필요한 해시값 등 메타데이터를 저장한다.)

(접근통제) 수집데이터에 대한 접근권한 정책(policy 또는 rule)을 블록체인에 저장하여 소유권이 있는 사용자만 접근하도록 통제할 수 있다.

(거래) 사물인터넷 센서로부터 수집된 데이터의 안전 거래 환경을 제공하기 위해 블록체인을 이용, 제3의 기관 없이 거래할 수 있다.

(응용) 운동 관련 앱 제공자(Nike 등)가 미세먼지 정보를 수집하는 기관으로부터 데이터를 구매하여 이용자에게 운동 최적 시기를 제공한다.

(인증) 사물인터넷 기기들의 인증키(public key)를 블록체인에 저장하여 등록, 갱신, 폐기 등의 키관리를 수행하고, 사물인터넷 기기 간 인증 필요 시 블록체인을 통해 검증한다.

이처럼 IoT에 블록체인이 도입될 경우 확장성 좋고 분권화된 보안을 IoT 디바이스와 애플리케이션, 플랫폼에 가져다줄 가능성이 높다. 개별 IoT 디바이스 보안 취약점도 근본적으로 해결할 수 있고, 비인가 디바이스 및 데이터 위변조 문제 역시 해결 가능하다. 특히 블록체인 기술은 디바이스 간 돈이나 데이터 같은 자산의 일부를 직접 전송할 수 있는 단순 인프라이자 신뢰할 만한 응답 확인 방식이기 때문에 IoT에서 다양한 분야에 활용할 수 있다. 개발 아이템과 패키지 이력을 안전하게 등록·추적할 수 있고, 감사 기록 생성과 새로운 종류의 스마트 계약도 체결할 수 있다.

또한 블록체인은 IoT 기능과 비용 효율성을 개선할 수 있는 가장 큰 방법 중 하나이다. 블록체인 자체가 트랜잭션이나 인터랙션과 관련된 애플리케이션 영역이기 때문이다. 따라서 블록체인은 IoT 프로세스 감시에 적합하고, IoT의 ID와 Discovery 지원이 가능하다. 또한, 특정 조건을 만족할 경우 자동으로 특정 작업 수행이 가능하고, Micro-transaction을 촉진해 IoT 디바이스 간 지급 증명 구축도 할 수 있다.
IoT와 블록체인 융합의 기대효과의 마지막으로 리스크 헤징(Risk Hedging) 효과를 들 수 있다. 블록체인은 중앙 서버에 장애가 있더라도 분산 효과가 있어 C/S 기반 서비스의 잠재적 위험이 해지된다.


이러한 관점들에서 볼 때 블록체인은 기술적인 측면에서 보안 문제를 해결하는 것을 넘어, 업계의 비지니스 모델 자체를 더 자유롭고 개방적으로 만들어 줄 수 있는 도구이다. 블록체인이 이런 문제를 풀고, IoT 시장에 훨씬 더 좋은 환경을 만들어 줄 수 있을 것이라고 기대가 된다.

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