IoT와 블록체인
IoT와 블록체인을 접목시키려는 다양한 프로젝트
Edit by 안성주 (가톨릭대_BLOCKCAT)
[이미지 1] - IoT와 블록체인
4차 산업혁명과 더불어 사물인터넷 산업이 빠르게 발전하고 있습니다. 하지만 기존의 사물인터넷은 중앙 집중형 시스템 방식으로 확장성 문제와 더불어 보안 문제 등의 한계점을 가지고 있습니다.
최근에 사물인터넷이 가진 이러한 한계점을 블록체인을 활용하여 개선하고자 하는 연구들이 활발하게 진행되고 있습니다. 이번 글에서는 사물인터넷에 블록체인을 적용했을 때의 이점과 단점을 설명하고 관련 프로젝트들이 이 문제들을 어떻게 해결했는지에 대해 설명하겠습니다. 다음 글에서는 대표적인 프로젝트 중 하나인 IOTA에 대해서 자세하게 살펴보겠습니다.
사물인터넷
먼저 사물 인터넷을 간단히 설명하겠습니다. 사물 인터넷(Internet of Things, IoT)은 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술을 말합니다[1]. 사물들은 인터넷으로 연결되어 있어 서로 데이터를 주고 받기도 하며 수집된 데이터를 사용자에게 제공할 수도 있습니다. 또한 사용자가 사물을 원격으로 제어할 수도 있게 해주는 기술입니다.
사물인터넷 산업은 빠르게 발전하고 있고 2020년이면 전세계 사물 인터넷 기기가 260억 대에 달할 것이라는 전망이 나오고 있습니다.
사물인터넷에 블록체인을 적용하려는 이유는 무엇인가 ?
사물인터넷은 주로 초경량, 저전력 장치를 사용하여 기존 PC에서 사용되던 암호화 알고리즘을 사용하기 어려워 기본적인 공격에도 취약합니다. 기본적인 공격에 의해 사물간의 통신 데이터가 위변조될 가능성이 높습니다. 블록체인의 특징 중 하나는 블록체인에 올라간 데이터는 위변조하기가 어렵다는 것입니다. 이러한 블록체인 특성을 사물인터넷에 적용한다면 사물인터넷의 보안 안정성을 높일 수 있습니다.
사물인터넷의 다른 문제점 중 하나는 바로 확장성 문제입니다. 여러개의 디바이스를 같이 사용하고 중앙 집중형 시스템을 사용하는 사물인터넷은 확장성과 비용 효율성 문제를 갖고 있습니다. 이 문제점 역시 사물인터넷에 블록체인을 적용하여 많은 부분 해결할 수 있을것이라고 기대되고 있습니다. [2]
블록체인의 한계
사물인터넷에 블록체인을 적용하여 장미빛 미래를 그리기 위해서는 해결해야할 블록체인의 한계들이 있습니다.
1) 블록체인은 기존의 시스템보다 더 느리다.
블록체인은 분산된 네트워크를 사용하므로 기존의 중앙화된 시스템 방식보다 거래 인증 속도가 느리다는 단점이 있습니다. 특히나 빠른 속도로 거래를 주고받아야 하는 사물인터넷 서비스에 기존의 블록체인 기술을 그대로 적용하기에는 거래 처리 속도 측면에서 한계가 존재합니다.
2) IoT에 이용되는 기기들은 컴퓨팅 능력이 제한되어 있다.
IoT의 사용되는 기기들은 대부분 초소형, 저전력 장치를 사용합니다. 따라서 컴퓨팅 능력이 일반 PC에 비해서 굉장히 제한되어 있습니다. 비트코인에서 사용하는 합의 알고리즘인 PoW 방식을 그대로 적용하기에는 컴퓨팅 능력에 한계가 존재합니다.
3) 수수료 문제
블록체인 네트워크 상에서 트랜잭션을 처리하기 위해서는 일정량의 수수료를 지불해야 합니다. 이는 기존의 사물인터넷에서 발생하는 트랜잭션을 처리하기 위해 불필요한 금액이 지불된다는 단점이 있습니다.
지금까지 블록체인을 사물인터넷에 적용할 때 발생되는 어려움을 알아보았습니다. 현재 IoT 관련 블록체인 프로젝트들은 이러한 문제점을 어떻게 해결하려 하는지 세 개의 대표적인 프로젝트들을 통해 알아보도록 하겠습니다.
IoT + Blockchain 프로젝트
[그림 2] - IOTA
1) IOTA
IOTA는 IOTA재단에서 진행 중인 프로젝트입니다. IOTA는 블록체인을 사물인터넷에 적용시키기 위해 자체 개발한 분산 원장 기술인 Tangle 프로토콜을 사용합니다. Tangle은 DAG(Directed Acyclic Graph)를 사용하여 기존 블록체인 보다 더 나은 확장성을 가질 수 있습니다. 또한 채굴자가 따로 존재하지 않고 자신의 거래를 네트워크에 올리려는 사용자가 직접 다른 거래를 검증해야 자신의 거래를 네트워크에 올릴 수가 있습니다. 채굴자가 없기 때문에 기존 블록체인에서 존재하는 수수료도 없습니다. 그리고 비트코인에서 사용되던 PoW 방식과 비슷한 방식을 사용하지만 난이도(Difficulty)가 그대로 유지되어 전력 소모량을 줄이면서 보다 빠르게 거래를 검증할 수 있습니다.
[그림 3] - IoT Chain2) IoT Chain
IoT Chain은 DAG, SPV, PBFT를 적용하여 더 빠른 속도로 거래 검증을 할 수 있게 설계되었습니다. IoT Chain은 메인체인과 사이드체인으로 나누어져 있습니다. 메인체인에서는 PBFT 합의 알고리즘을 사용하고 사이드체인에서는 스마트계약(Smart Contract)을 실행할 수 있습니다. IoT Chain 역시 블록체인을 사용하여 분산원장을 이용하고 자신들의 네트워크에 수백만의 노드를 참가시켜 보안성을 높입니다.
[이미지 4] - Walton Chain
3) Walton Chain
Walton Chain은 블록체인과 IoT(특히 RFID)를 결합한 프로젝트입니다. Walton Chain은 RFID를 이용하여 생산 및 유통의 각 단계에서 제품을 추적하고 이와 관련된 데이터를 블록체인의 보관하여 데이터 위변조를 방지합니다. Walton Chain은 Walton 생태계에서 상위체인이 됩니다. Walton Chain 기술을 사용하는 참여자는 누구나 자신의 하위체인(sub chain)을 만들고 자신만의 토큰을 가질 수 있고 Walton Chain과 다른 합의 알고리즘을 채택할 수도 있습니다. 상위체인과 하위체인을 나누어 더 나은 확장성을 가질 수 있게 설계되었습니다.
마치며
이번 포스팅에서는 사물인터넷에 블록체인을 적용시키려는 이유와 한계점에 대해서 알아보고 대표적인 프로젝트 3개를 소개했습니다. 다음 포스팅에서는 3세대 블록체인이라고 불리는 Tangle과 이를 기반으로 진행되고 있는 IOTA 프로젝트에 대해 더 자세하게 설명하겠습니다.
<참고자료 >
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Internet_of_things
[2] http://www.hellot.net/new_hellot/magazine/magazine_read.html?code=201&idx=40330&public_date=2018-04
http://www.itworld.co.kr/news/108030
[3] The Tangle
[6] https://coincentral.com/waltonchain-beginner-guide/
이미지 출처
