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TECH M

블록체인으로 개방형 전자정부 완성한다

2017-09-05공동기획=한국인터넷진흥원

다양한 민원서비스를 온라인으로 제공하는 ‘민원24’

 

[테크M = 유성민 IT 칼럼니스트]

2016년 2월 두바이는 ‘글로벌 블록체인 의회(Global BlockchainCouncil)’를 설립했다. 2016년 5월에는 블록체인 추진전략을 발표했다. 핵심은 ‘전자정부 구현’이다. 투명하고 간편한 행정 서비스를 국민뿐만 아니라 관광에도 제공하는 것이 목표이다. 일본 정부도 블록체인을 행정서비스에 적용하는 방안을 추진하고 있다. 블록체인 기반으로 정부 계약을 하는 시스템을 2017년4월부터 2018년 8월까지 테스트 하고 있다

 

블록체인 기반의 가상화폐 비트코인은 세계적으로 사용되고 있다

 

블록체인이라고 하면 비트코인을 떠 올리기 쉽다. 블록체인은 제일 처음 비트코인에 거래 기록 기술로 구현되었기 때문이다. 블록체인(분산형 원장)으로 정의할 수 있다. 모든 거래기록 내용을 한 곳에 저장하는 것이 아니라 모든 참여자 장부에 기록하는 방식이다. 다시 말해 블록체인은 주기별로 본인이 새롭게 기록한 정보를 이웃 참여자가 업데이트 하게 한다. 예를 들어 사용자 A가 내용 a를 기록했다면, 특정 시간 이후에 내용 a를 B가 업데이트 한다.

이러한 블록체인의 원리는 비트코인 거래 기록의 위변조를 방지하는 목적으로 활용된다. 비트코인의 블록체인 구조를 살펴보면, 이전에 기록한 내용의 요약내용(해시값 형태)과 기록시간인 ‘타임스탬프’를 포함하고 있다. 아울러 새롭게 추가된 거래 내용은 해시의 형태로 ’Tx-Root’에 저장한다. 그리고 해시 자체에 해킹을 막기 위해서 임의의 변수인 ‘난수(Nonce)’ 값을 추가한다.

블록체인은 거래 기록을 주기별로 끊임없이 상호간에 매핑한다. 거래 기록 중 불일치하는 부분이 있으면, 다수 원칙에 따라서 위변조 된 기록을 찾아낸다. 이는 해커가 기록을 위변조 하는 것을 거의 불가능하게 만든다. 기록 정보를 서로 매핑하는 과정에서 개인의 컴퓨팅 파워를 이용한다. 그래서 이미 모든 참여자에게 기록한 정보를 해킹하기 위해서는, 모든 참여자의 50%를 넘는 컴퓨팅 파워를 이용해야 한다. 그래서 블록체인은 참여자가 많을 수록 데이터 위변조가 어려워진다고 볼 수 있다.

 

 

블록체인의 정보 기록 구조..

 

 

불과 3년 전까지만 해도 블록체인은 비트코인의 기반기술로만 인식됐다. 그러나 블록체인이 가진 거래 기록 보안성 이외에 추가적인 특징이 발견되면서 다양한 산업에서 주목받기 시작했다. 이는 블록체인이 위변조 방지 이외에 2가지 특징이 더 있기 때문이다. 하나는 ‘탈 중앙화’ 다. 이는 중개에 따른 비용을 줄여준다. 기존 중앙 집중형 방식은 서비스 수요자들을 관리하는 중개자가 항상 있었다.

환전을 예로 들면, 은행 사이에 스위프트(SWIFT)라는 중앙 관리기관을 거쳐야 한다. 스위프트가 중앙에서 은행에서 일어난 거래 기록을 관리하기 때문이다. 그러나 블록체인 방식은 스위프트가 필요 없다. 거래기록이 은행(참여자) 시스템에 자동으로 등록되기 때문이다. 이는 중개기관에서 처리하는 시간과 수수료를 절감시킨다. 액센츄어가 거대 은행 기업 10곳을 대상으로 블록체인 적용 효과를 조사한 결과, 블록체인은 기존 은행간 거래에서 발생하는 비용을 약 30% 가량 절감시키는 것으로 나타났다.

블록체인은 ‘공유’라는 특징을 갖고 있다. 블록체인 원장은 참여자 모두에게 실시간으로 공유된다. 그렇기 때문에 정보가 공유된다고 할 수 있다. 물론 민감 정보를 암호화해 공유되지 않게 할 수도 있다. 블록체인의 이러한 특성은 업무 협업능력을 향상시킨다. 서로의 정보가 공유되기 때문이다. 정보는 기관에 따라 개별 운영되었다.

그러나 블록체인 방식은 모든 정보를 개별로 저장하게 하는 것이 아니라 모두 저장하게 한다. 가령 A 기관에서 발생한 정보를 관련 기관 전체에 공유하기 위해 A는 B의 양식에 맞춰서 정보를 저장하고 공유해야 했다. 이는 공유에 2가지 걸림돌이 있다.

첫째, 정보 공유를 원하지 않을 때 정보를 숨길 수 있다.

둘째, 정보 저장에 양식을 맞춰야 하기 때문에 비용을 야기한다. 블록체인 방식은 이러한 문제를 해결한다. 정보가 생성되면 시간 주기에 따라 자동으로 공유되기 때문이다. 아울러 정보 저장방식도 표준으로 이미 제공된다. 이는 정보 공유에 있어서 기관별로 정보 공유의 어려움을 해소한다.

이는 고객에게 제공하고자 하는 정보를 빠르게 제공할 수 있다. 현재 월마트는 IBM과 중국 칭화대학교와 함께 블록체인 기반의 ‘식품유통이력관리’ 사업을 진행하고 있다. 식품유통이력관리는 유통에서 발생하는 식품이력 내용을 블록체인에 저장해 유통 참여자들이 서로 볼 수 있게 하는 서비스이다. 아울러 소비자가 원할 때도 식품이력을 볼 수 있게 한 번에 제공한다.

기존에는 식품유통이력관리가 개별로 기록되었다면, 블록체인으로 모든 이력관리가 블록체인에 함께 기록된다. 이는 식품유통에 문제가 발생했을 때 빠르게 대처할 수 있게 한다. 월마트는 식품유통 관리시스템을 일부 구축하고 시연했었다. 시연 결과, 한 유통 과정에서 발생하는 모든 이력을 불러오는데 2.6초 밖에 걸리지 않았다

 

경영 컨설팅 회사인 자마스터도 ‘블록체인’을 10대 유망기술 중 하나로 선정했다.

 

정리하면, 블록체인은 이러한 세 가지 특징(위변조 방지, 탈 중앙화, 공유)이 있기 때문에 단순히 비트코인 기반 기술이 아닌 신성장동력 기술로 세계적으로 주목받고 있는 것이다. 블록체인의 선두주자인 IBM은 블록체인이 인터넷만큼의 영향을 미칠 것이라고 홍보하고 있다.

 ‘유엔 미래보고서 2050’는 10대 유망 기술 중 하나로 블록체인을 꼽았다.13 다양한 산업에 블록체인인 적용될 전망이다. 이러한 동향에 따라 전자정부에도 블록체인이 적용될 전망이다. 그렇다면 블록체인의 이러한 특징이, 전자정부 구현에 추가적으로 어떤 이점을 가져오는 것일까? 그리고 블록체인은 전자정부에 어떻게 구현할 수 있는 것일까?

이를 알기 위해서 블록체인으로 제공하는 전자정부사례를 소개한다. 다만, 무작정 사례를 나열할 수 없기 때문에 블록체인 이점별로 분류해 기존 전자정부에서 어떤 추가적인 이점을 가져오는지를 중심으로 설명한다. 블록체인이 전자정부에 제공하는 이점은 크게 세가지이다.

첫째 보안성이 우수하다. 블록체인은 분산형 원장이기 때문에 위변조 공격을 어렵게 하기 때문이다. 둘째 효율성을 가진다. 중앙기관이 없어 중앙에서 처리하는 비용을 들지 않기 때문이다. 셋째 신뢰성이 있다. 모든 참여자에게 정보를 분산형으로 저장해 모든 참여자가 관련 정보를 볼 수 있기 때문이다. 정보를 모두 공개한다는 것은 숨기는 것이 없음을 의미한다.


보안성을 제공하는 블록체인


블록체인은 위변조 방지를 거의 불가능하게 만드는 특징이 있다고 언급했다. 이는 블록체인 적용으로 정부가 중요 정보를 안전하게 보관할 수 있게 하여 준다. 현재 미국 정부는 의료정보의 위변조 방지를 막기 위해 블록체인으로 보관하는 방안을 검토 중이다. 해커가 악의적으로 의료정보를 위변조해 환자들의 건강에 위해를 가할 수 있기 때문이다.

에스토니아 정부는 블록체인을 이용해 전자서명을 구현하였다. 에스토니아는 에스토니아 시민이 아닌 거주자를 위해서 이레지던시(e-Residency)를 발급하고 있다. 이레지던시는 인터넷으로 신청이 가능한데, 양식을 작성 후 여권과 함께 보내면 빠른 기간 내에 처리된다. 이후 발급카드가 나온다.

 

에스토니아에서 발급하는 이레지던스

 

이레지던시는 블록체인을 기반으로 하고 있다. 인터넷으로 어디에서든지 공증할 수 있게 하기 위함이다. 이레지던시 사용자는 공증할 때 본인의 카드 ID 번호를 이용한다. 이 때 인증방식은 기존 PKI(Publick KeyInfrastructure) 방식이 아닌 KSI(Keyless Signature Infrastructure)를 사용한다.

KSI는 보안 전문회사 가드타임(Guardtime)이 블록체인 기반으로 최초로 개발한 것이다. PKI는 키를 교환함으로 상대방에게 본인임을 인증한다. 반면에 KSI는 본인의 ID로 특정 데이터에 전자서명을 하면, 고유 값이 생성된다. 이 값은 해당 ID로 생성한 정보에 접근할 수 있는 ‘키’ 값과 같은 역할을 한다.

그런데 전자서명이 된 데이터가 위변조 될 수 있다. 이 때 위변조를 막기 위해 블록체인이 사용된다. 아울러 해당 정보에 접근한 이력도
블록체인으로 기록해 건강정보와 같은 중요 정보 유출도 파악할 수 있게 한다.


블록체인으로 전자정부 효율성 향상


블록체인은 기존 중앙 방식과 달리 실시간으로 모든 정보를 분산하게 한다. 이는 정부의 업무 효율성을 높여준다. 그리고 국민의 편의 증가로도 이어진다. 구체적인 사례를 살펴보자. 호주 우정청과 신원관리청은 ‘블록체인 기반의 신원관리’ 구현방안을 모색하고 있다. 현재 호주 우정청은 호주 국민의 90% 가량 되는 여권을 관리하고 있다.

주된 목적은 신원관리를 더욱 신속하게 해 업무 능률을 향상시키는 것이다.15 모든 참여자에게 개인 신원에 대한 이력을 실시간으로 공유하게 해 신원 관련 업무를 더욱 더 효율적으로 처리하게 할 수 있다. 가령 우정청과 관리청은 서로에게 신원 정보를 요청할 필요가 없다. 블록체인으로 이미 신원 정보를 서로 공유하고 있기 때문이다.

두바이는 스마트 시티 과제 목적으로 정부 문서를 모두 전자적으로 기록하는 사업을 추진하고 있다. 전자문서로 전환하면 종이가 필요 없기 때문에 비용을 줄일 수 있다. 그리고 환경에도 긍정적인 영향을 준다. 종이는 나무로 만들어지는데, 덜 쓰는 만큼 베는 나무도 줄어들기 때문이다.

그런데 기존처럼 전자문서를 각 부처에서 중앙 시스템에서 관리하는 것이 아니라 블록체인 형태로 시스템을 구축해 전자문서를 공유할 수 있게 구현할 계획이다. 이는 부처 간에 문서로 협업할 일이 발생할 때 문서를 서로 공유하고 검토하는 데에 시간을 줄여준다. 각 부처에서 발생한 정보가 타 부처에 실시간으로 기록되기 때문이다.

이를 통해 두바이는 2500만 업무 시간을 줄여줄 수 있을 것으로 전망하고 있다16. 이는 약 3000명이 1년을 소비하는 시간과 같은 규모이다. 아울러 관광객 편의를 위해 관광객 정보를 블록체인에 저장해 정보를 제공하는 방식도 구상 중이다. 그렇게 되면 관광객의 신원확보가 더욱 더 쉬워지게 된다.

네덜란드는 전자 자전거를 블록체인으로 관리하는 방안을 구상하고 있다. 이미 2016년 6월 네덜란드 자전거 등록청인 RDW는 IBM과 함께 전자 자전거인 ‘e-bike’를 블록체인으로 기록하는 실증을 마친 상태이다.17 e-bike는 고가이기 때문에 도난 사고가 많이 발생한다.이를 방지하고자 자전거 등록을 블록체인으로 관리하는 사업을 추진했다. e-bike와 소유주에 대한 이력은 블록체인으로 기록된다.

블록체인 참여자는 상점, 소유자, 지방정부, 경찰청, 보험기관, 그리고 자전거 생산자이다. 그래서 e-bike를 도난한 사람이 상점에 팔거나, 보험에 등록할 수 없다. 모든 이력이 실시간으로 참여자에게 기록되기 때문이다. 참고로 기존 방식의 경우 도난 정보를 경찰에 알리는 것은 물론, 상점, 보험기관 등에 도난 사실을 알려야하는 어려움이 있었다. 그렇게 해야 도난당한 e-bike의 행방을 추적할 수 있기 때문이었다.

블록체인 방식은 이러한 불편함을 줄여주는 역할을 한다. 아울러 e-bike의 모든 이력이 남기 때문에 중고 거래 시에도 구매자는 신뢰를 갖고 구매할 수 있다. 보험, 수리, 도난 등 모든 이력이 블록체인 저장돼 있기 때문이다. 스웨덴은 토지대장 관리를 블록체인으로 구축할 전망이다. 지난해 6월 이미 개발 가능성 검토를 완료한 상태이다.

스웨덴이 토지대장 관리에 블록체인 방식을 이용하는 이유는 토지대장 등록에 드는 비용을 줄이기 위해서이다. 스웨덴의 경우 토지대장을 위해 여러 서류들을 검토해야하는데, 최소 3개월의 시간이 걸린다. 스웨덴은 블록체인을 사용해 토지대장 등록에 걸리는 시간을 수 일 내로 단축할 수 있을 것으로 보고 있다.

블록체인 방식을 활용하면, 거래에서 발생하는 정보를 모든 관련자가 볼 수 있다. 다시 말해 병렬처리가 가능하다. 기존 방식은 토지계약이 성사돼야 관련 기관들이 참여해 볼 수 있었다. 이는 직렬방식으로 처리하게 해서 많은 시간을 소요됐다. 그러나 블록체인 방식은 기록 자체가 ‘분산방식’이기 때문에 관련 기관들이 거래과정을 볼 수 있다.

이는 단계별로가 아니라 필요에 따라서 업무를 바로 처리할 수 있게 한다. 그래서 토지대장 등록에 필요한 정보를 실시간으로 공유할 수 있어 기간을 크게 단축시킬 수 있다.18 개발은 블록체인 스타트업인 크로마웨이(Chromaway)가 담당하고 있다.


블록체인으로 전자정부 신뢰성 향상


블록체인은 정보를 공유하고 있고, 한 번 기록된 정보는 위변조가 불가능하다는 특징이 있다. 이는 기록내용을 투명하게 하고, 악의적인 조작을 방지한다. 그래서 블록체인을 전자정부에 적용하면, 서비스의 신뢰성을 향상시킨다. 앞서 스웨덴은 효율성을 위해 토지대장에 블록체인을 적용했다면, 온두라스는 다른 목적으로 토지대장에 블록체인을 적용하려 하고 있다.

온두라스는 부정부패로 유명한 국가이다. 2016년 기준으로 부패인식지수는 180개국 중에 123위이다. 특히 토지대장 조작 관련 부패가 가장 심하다. 정부 고위 관료들이 빈번하게 토지대장을 조작해 토지를 빼앗기 때문이다. 이에 온두라스 정부는 토지 조작을 방지하기 위해 토지 계약 시스템을 블록체인에 적용하는 과제를 2015년부터 진행하고 있다.

토지대장을 블록체인으로 관리하면, 한 번 저장된 토지 내역은 조작이 불가능하다. 이는 관료들이 토지에 대한 조작을 하지 못하게 막아준다. 아울러 토지 내역이 모두 공유되기 때문에 투명하다. 전자투표에 블록체인을 적용해 신뢰성을 제공해줄 수도 있다. 투표 조작은 민주주의 국가에서 흔히 우려하는 문제 중 하나이다.

더욱이 전자투표는 중앙정부에서 시스템을 조작하거나 해커가 해킹으로 투표 결과를 조작할 수 있다. 미국은 지난해 대선 때에 투표조작 의혹으로 의심을 받은 바 있다. 위스콘신, 미시간, 펜실베이니아주에서 대선 투표 조작 의혹을 제기한 바 있다.

프랑스의 경우 지난 대선과 달리 올해 대선에서 해킹 위험으로 전자투표를 사용하지 않았다. 블록체인을 활용하면 이러한 우려를 덜어낼 수 있다. 블록체인 데이터는 공유되기 때문에 시민들이 감시할 수 있어 조작문제를 해결할 수 있다. 아울러 분산형태로 원장에 저장되기 때문에 투표 조작 공격에도 안전하다.

2014년 3월 스페인 포데모스(Podemos)가 창당했다. 당 규모로는 두 번째이다. 신생임에도 불구하고 큰 정당으로 성장할 수 있었던 이유는 전자투표 방식으로 투명하게 당내 사항을 결정하기 때문이다. 포데모스는 아고라 보팅(Agora Voting)이라는 전자투표를 이용하는데, 조작 방지와 투명성을 위해서 블록체인을 기반으로 하고 있다.

아고라 보팅은 제로코인이라는 가상화폐를 기반으로 전자투표 서비스를 제공한다. 제로코인은 비트코인처럼 블록체인을 기반으로 하고 있다. 비트코인처럼 개인정보를 넣지 않기 때문에 익명성을 보장한다. 아고라 보팅은 투표권이 있는 사람에게 제로코인 화폐를 지급한다. 그리고 이러한 화폐를 가진 사람들은 제로코인을 지불하면서 투표권을 행사한다.

이외에 에스토니아의 의회선거, 덴마크 당 내부 투표, 미국 대선후보 선정 등 여러 국가에서 블록체인을 투표에 적용하고 있다. 국내도 블록체인을 투표에 활용한 사례가 있다. 2017년 2월 23일 경기도는 주민제안 공모사업인 ‘따복’에 블록체인을 적용해 전자투표를 진행한 바 있다. 요약하면, 블록체인은 기존 전자정부에 보안성, 효율성, 그리고 신뢰성의 이점을 추가로 제공한다. 이러한 이점은 ‘개방형’이라는 카테고리로 묶을 수 있다. 블록체인의 모든 내용을 모든 참여자와 공유하면서 발생한 이점이기 때문이다.

현재 정부는 ‘개방형 전자정부’로 나가기 위한 준비를 하고 있다. 이에 블록체인을 적용하면 더 나은 모습의 개방형 전자정부를 구현할 수 있을 것으로 예상된다. 블록체인 방식으로 공유 가능한 정보를 실시간으로 개방함으로써 전자정부를 더욱 더 발전시켜 나갈 수 있기 때문이다.

 

 

<테크M=한국인터넷진흥원(KISA) 공동기획>

 

 

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