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분산원장

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목차

1. 개요

분산원장은 P2P 네트워크에 데이터를 분산하여 저장하는 기술로, 각 노드는 원장 데이터의 동일한 사본을 복제하고 독립적으로 업데이트한다. 중앙 권한이 없어 단일 장애 지점이 없다는 장점이 있으며, 암호화 키와 디지털 서명을 통해 보안을 강화한다. 분산원장은 허가형과 비허가형으로 나뉘며, 합의 알고리즘(작업 증명, 지분 증명, 해시그래프 등)과 데이터 구조(블록체인, DAG 등)에 따라 다양한 유형으로 분류된다. 금융 서비스, 투명성 인증, 스마트 계약 등 다양한 분야에 응용되며, 은행의 비용 절감 및 운영 리스크 감소, 사물 인터넷을 통한 수익 창출 등에 활용될 수 있다.

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분산원장
개요
유형분산 데이터베이스
설명여러 사이트에 분산되어 있고 합의 알고리즘을 통해 동기화되는 디지털 데이터 저장소

2. 특징

분산원장 데이터는 P2P 네트워크를 통해 여러 노드(컴퓨팅 장치)에 분산되어 저장되며, 각 노드는 원장의 동일한 사본을 복제하여 보관한다. 분산원장은 중앙 권한이 없어 단일 장애 지점이 발생하지 않는다는 장점이 있다.[20] 또한, 암호화 키와 디지털 서명을 통해 보안을 유지한다.[22][23][24]

2. 1. 데이터 분산 및 복제

분산 원장 데이터는 일반적으로 P2P 네트워크의 여러 노드(컴퓨팅 장치)에 분산되어 저장되며, 각 노드는 원장 데이터의 동일한 사본을 복제하고 다른 노드와 독립적으로 업데이트한다. 이러한 분산 처리 방식의 주요 장점은 중앙 권한이 없다는 점이며, 이는 단일 장애 지점이 될 수 있다. 원장 업데이트 트랜잭션이 P2P 네트워크에 브로드캐스트되면 각 분산 노드는 새로운 업데이트 트랜잭션을 독립적으로 처리한 후, 모든 작동 노드는 합의 알고리즘을 사용하여 업데이트된 원장의 정확한 사본을 결정한다. 합의가 이루어지면 다른 모든 노드는 최신의 정확한 업데이트된 원장 사본으로 자신을 업데이트한다.[5] 보안은 암호화 키와 서명을 통해 강화된다.[6][7][8]

2. 2. 합의 알고리즘

원장 업데이트 트랜잭션이 P2P 네트워크에 브로드캐스트되면, 각 분산 노드는 새로운 업데이트 트랜잭션을 독립적으로 처리한다. 이후 모든 작동 노드는 합의 알고리즘을 사용하여 업데이트된 원장의 정확한 사본을 결정한다. 합의가 이루어지면 다른 모든 노드는 최신의 정확한 업데이트된 원장 사본으로 자신을 업데이트한다.[5] 각 노드는 트랜잭션을 준비하고, 합의 알고리즘을 통해 어떤 복제본이 정확한지를 투표하며, 합의에 도달하면 모든 노드는 새로운 정확한 원장으로 자신을 업데이트한다.[20]

2. 3. 보안

분산 원장 데이터는 암호화 키와 디지털 서명을 통해 보안을 강화한다.[6][7][8][22][23][24]

3. 유형

분산원장은 크게 권한 방식에 따라 허가형(Private)과 비허가형(Public)으로 분류된다.[15] 노드 운영 및 트랜잭션 검증 권한에 따라 구분된다.[25]

또한, 사용되는 합의 알고리즘에 따라서도 종류가 달라진다. (작업 증명, 지분 증명, 해시그래프 등)[15]

3. 1. 허가형 분산원장

분산원장은 허가형과 비허가형으로 나뉜다. 허가형 분산원장은 승인된 참여자만 노드를 운영하고 트랜잭션을 검증할 수 있는 방식이다. 주로 기업이나 기관 간의 협력, 내부 시스템 운영 등에 활용된다.[25]

3. 2. 비허가형 분산원장

비허가형 분산원장은 누구든 자유롭게 노드를 운영하고 트랜잭션을 검증할 수 있는 유형이다.[25] 암호화폐, 탈중앙화 애플리케이션(DApp) 등 개방형 시스템에 주로 사용된다.

3. 3. 합의 알고리즘에 따른 유형

분산원장은 사용되는 합의 알고리즘에 따라 종류가 달라지는 경우가 있다.

  • 작업 증명(PoW): 비트코인 등에서 사용되는 방식으로, 연산 작업을 통해 블록 생성 권한을 얻는 방식이다.
  • 지분 증명(PoS): 보유한 지분에 따라 블록 생성 권한을 얻는 방식이다. 카르다노(Cardano (blockchain platform)) 또는 솔라나(Solana (blockchain platform))와 같이 일반적으로 암호화폐 소유자 간의 검증에 의존한다.
  • 해시그래프(Hashgraph): 헤데라 해시그래프에서 사용되는 방식으로, 비동기 비잔틴 장애 허용(aBFT) 합의 알고리즘을 기반으로 하여 빠르고 효율적인 합의가 가능하다.[15]

3. 4. 데이터 구조에 따른 유형

블록체인은 256비트 안전 해시 알고리즘(SHA)을 사용하는 가장 일반적인 분산원장 기술 유형이다. 방향성 비순환 그래프(DAG) 데이터 구조 또는 하이브리드 블록체인-DAG 기반의 분산원장 기술은 최초의 암호화폐인 비트코인과 비교하여 트랜잭션 데이터 크기와 트랜잭션 비용을 줄이고 트랜잭션 속도를 높인다.[16] DAG 분산원장 기술 암호화폐의 예로는 MIOTA(아이오타(IOTA) 탱글 DLT) 및 HBAR(헤데라 해시그래프(Hashgraph))가 있다.

4. 응용

분산원장 기술은 금융, 보안, 계약 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 특히 은행들은 비용 절감과 운영 리스크 감소를 위해 이 기술에 많은 투자를 하고 있으며, 미래에는 사물 인터넷을 통한 수익 창출 도구로도 사용될 것으로 예상된다. DLT는 스마트 계약처럼 특정 조건이 충족되면 자동으로 완료되는 계약 체결에도 사용될 수 있다.[14] DLT 자체는 암호화 방식으로 보호되지만, 투명한 복호화와 같은 추가적인 암호화 응용 프로그램을 구축하기 위한 기본 계층으로도 사용될 수 있다.

4. 1. 금융 서비스

은행들은 비용 절감과 운영 리스크 감소를 위해 분산원장 기술에 많은 투자를 하고 있다. 2016년 일부 은행에서는 분산 원장 시스템을 결제에 시험 적용[9]하여 유용성을 평가했다.[2]

2020년, 액소니(Axoni)는 주식 스왑 거래를 관리하는 분산 원장 플랫폼인 Veris를 출시했다.[10] 이 플랫폼은 주식 스왑의 거래 후 데이터를 일치시키고 조정하며, 블랙록, 골드만삭스 그룹, 씨티그룹에서 사용하고 있다.[11]

싱가포르 통화청(Monetary Authority of Singapore)의 시범 사업은 2022년에 DLT를 사용한 첫 실시간 거래를 완료했다. 싱가포르 중앙은행의 이 시범 사업에는 JP 모건, SBI 디지털 자산 홀딩스 및 DBS가 참여했다. 은행들은 토큰화된 싱가포르 국채, 일본 국채, 엔화 및 싱가포르 달러의 유동성 풀에 대해 스마트 계약을 사용하여 거래했다. 싱가포르는 두 건의 시범 사업을 더 진행하고 있다. 스탠다드차타드 은행은 무역 금융을 위한 토큰을 탐색하고 있으며, HSBC와 유나이티드 오버시즈 은행(United Overseas Bank)은 디지털 시장 인프라 제공업체인 Marketnode와 협력하여 부유층 자산 관리를 위한 상품을 개발하고 있다.[12][13]

4. 2. 투명성 인증

투명성 인증은 분산 원장에 기반하여 디지털 인증서 발급을 모니터링하고 감사하는 인터넷 보안 표준이다. 2011년에 시작되어 2013년에 표준화되었으며, 2018년부터 Google Chrome 브라우저에서 모든 인증서에 사용되기 시작했다.[9]

4. 3. 스마트 계약

DLT는 스마트 계약에 사용될 수 있으며, 이는 지배적인 조건에 의해 작동될 때 자동으로 완료되는 계약의 체결이다.[14]

4. 4. 기타 응용

은행들은 비용 절감과 운영 리스크 감소를 위해 분산원장 기술에 많은 투자를 하고 있다. 미래에는 프로그램 가능한 경제 개념에 맞춰 사물 인터넷을 통한 수익 창출 도구로 분산원장이 사용될 것으로 예상된다.

투명성 인증은 분산 원장을 기반으로 디지털 인증서 발급을 모니터링하고 감사하는 인터넷 보안 표준이다. 2011년에 시작되어 2013년에 표준화되었으며, 2018년부터 구글 크롬 브라우저에서 모든 인증서에 사용되기 시작했다.

DLT는 스마트 계약에 사용될 수 있는데, 이는 특정 조건이 충족되면 자동으로 완료되는 계약 체결 방식이다.[14]

DLT 자체는 암호화 방식으로 보호되지만, 투명한 복호화와 같이 추가적인 암호화 응용 프로그램을 구축하기 위한 기본 계층으로도 사용될 수 있다.

5. 한국의 분산원장 기술 현황

한국 정부와 기업들은 분산원장 기술의 잠재력을 인식하고, 다양한 분야에서 활용 방안을 모색하고 있다.

참조

[1] 보고서 Distributed Ledger Technology: beyond block chain https://www.gov.uk/g[...] Government Office for Science (UK) 2016-01-01
[2] 서적 Restructuring and Innovation in Banking https://play.google.[...] Springer 2016-11-21
[3] 웹사이트 Distributed Ledgers https://www.investop[...] 2022-08-09
[4] 논문 Adopting distributed ledger technology for the sustainable construction industry: evaluating the barriers using Ordinal Priority Approach https://doi.org/10.1[...] 2022-02-01
[5] 논문 Distributed ledger technology: Applications and implications https://openresearch[...] 2017-09-21
[6] 보도자료 Distributed Ledger Technology: beyond block chain https://www.gov.uk/g[...] Government Office for Science (UK) 2016-01-19
[7] 웹사이트 Blockchain basics: Introduction to distributed ledgers https://www.ibm.com/[...] IBM 2018-03-18
[8] 웹사이트 Blockchain Byte https://www.finra.or[...] R3 Research 2018-09-25
[9] 뉴스 Central banks look to the future of money with blockchain technology trial http://www.afr.com/t[...] Fairfax Media Publications 2016-11-21
[10] 뉴스 Citi and Goldman Sachs go live with blockchain equity swaps platform www.thetradenews.com The TRADE 2022-05-20
[11] 뉴스 BlackRock Joins Blockchain Platform Axoni for Equity Swap Trades Bloomberg.com 2021-09-07
[12] 웹사이트 MAS in DeFi landmark trade https://www.euromone[...] 2023-02-04
[13] 웹사이트 First Industry Pilot for Digital Asset and Decentralised Finance Goes Live https://www.mas.gov.[...] 2023-02-04
[14] 웹사이트 Distributed Ledger Technology (DLT): Definition and How It Works https://www.investop[...] 2024-06-22
[15] 웹사이트 Blockchains & Distributed Ledger Technologies https://blockchainhu[...] 2022-07-28
[16] 논문 A Comparative Analysis of DAG-Based Blockchain Architectures https://www.research[...] 2018
[17] 보고서 Distributed Ledger Technology: beyond block chain https://www.gov.uk/g[...] Government Office for Science (UK)
[18] 서적 Restructuring and Innovation in Banking https://play.google.[...] Springer
[19] 웹사이트 Difference Between Journal and Ledger https://keydifferenc[...] 2020-12-22
[20] 논문 Distributed ledger technology: Applications and implications http://epubs.surrey.[...] 2017-09-21
[21] 웹사이트 The Difference Between Blockchains & Distributed Ledger Technology https://towardsdatas[...] 2018-09-25
[22] 보도자료 Distributed Ledger Technology: beyond block chain https://www.gov.uk/g[...] Government Office for Science (UK) 2016-01-19
[23] 웹사이트 Blockchain basics: Introduction to distributed ledgers https://www.ibm.com/[...] IBM 2018-09-25
[24] 웹사이트 Blockchain Byte https://www.finra.or[...] R3 Research
[25] 문서 Blockchains & Distributed Ledger Technologies

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