블록체인 기술상 문제점과 과제 : 기능, 안정성, 보안성

블록체인 기술상 문제점과 과제 : 기능, 안정성, 보안성

기능

확장성(Scalability)은 보안 및 가용성과 반비례 관계에 있다. 즉, 처리 속도가 지연되는 경우, 성능 요구 사항을 충족하지 못하며, 반대로 너무 빠르면, 동기화· 승인 등의 처리 시스템과 통신의 부하가 커지게 된다.

알고리즘 채택을 통한 해결도 여전히 유보적인 상태이다. 체인 분기가 발생할 수 있는 합의 알고리즘 (PoW, PoS, PoI 등)을 채용하는 경우 블록체인 참가자가 많을수록 참가자 간 데이터의 불일치가 다발할 가능성이 높아진다. 체인 분기가 발생하지 않는 PBFT에서는 처리 속도가 느리거나, 참가자 수가 많은 경우에는 합의 형성에 시간이 걸려 업무 및 거래의 실제 운용에 필요한 처리 속도가 확보되지 않을 수 있다.

기본적으로 비허가형의 경우, 참가자의 과반수 이상 동의 없이 설계 변경이 어렵기 때문에, 현 시점에서 허가형(프라이빗, 컨소시엄) 블록체인 내에서, 실용화가 가능할 것으로 보인다.

결제 완결성(finality)은 결제가 취소할 수 없는 단계 즉, 결제 완료 상태를 말한다. 결제 기능을 제공하는 금융 서비스 등 블록체인 활용에 있어서 거래의 안전성 관점에서 결제 완결성(finality)이 중요한 논점이 된다.

체인 분기가 발생할 수 있는 유형의 합의 알고리즘(PoW, PoS, PoI 등)은 다수의 노드의 참여에도 대응하기 쉽다는 특징이 있지만, 그 구조상 거래 내용이 변경될 수 있는 가능성을 완전히 배제할 수 없다. 반면, 체인 분기가 발생하지 않은 합의 알고리즘(PBFT)에서는 거래 내용의 변경 문제는 해결되지만, 장애 등에 의해 일부 노드에 정보가 지연되는 경우 등에는 대장의 내용상 오류가 발생할 수 있다는 점 등을 고려해야 한다.

【확장성】
● 비허가형의 경우 확장성의 문제가 유보적인 상황
● 현 시점에서는 허가형 블록체인 상에서 구축

【결제 완전성】
● 거래 완료로 간주하는 시점
● 거래 내용이 바뀌는 경우의 대처 방법
● 거래의 실시 시간 확인 방법
● 참가자에 의해 거래가 접수되었지만, 장애 등에 의해 기록이 이뤄지지 않은 경우의 대처 방법 및 복구 방법

안정성·보안성

블록체인에서는 복수의 참가자(노드)가 동일한 정보(대장)가 공유하기 때문에 일부 참가자의 대장이 정지되어도 시스템 전체에 미치는 영향을 제어할 수 있다. 이러한 특성으로 블록체인에서는 가용성(제로다운 타임)의 구현이 가능하다. 그러나, 블록체인 자체는 가용성이 가능하더라도 주변 인프라나 서비스에 정지 시간이 있으면 가용성은 제한된다.

가용성 확보를 위해서는 참가자가 클라이언트 역할 뿐 아니라 서버 역할도 해야 하며, 또한 장애 발생 시에는 자율적으로 역할을 변경해, 다수의 의사결정을 처리해야 한다. 이런 경우에는 중앙 관리 시스템과 비교해 작동 프로세스가 복잡해질 수 있다는 점을 고려해야 한다.

블록체인은 변조 방지나 비가역성에 유용한 데이터 구조를 가지고 있어 기존의 중앙 관리 시스템보다 간단한 구성이나 저렴한 비용으로 구현할 수 있다. 블록체인을 이용함으로써 거래의 추적성 및 투명성을 향상시키고 감사 추적 등의 용도로 사용할 수 있다.

그러나, 변조 방지 수준은 합의 알고리즘의 영향을 받기 때문에, 업무 요구 사항에 맞는 방식의 합의 알고리즘 채택이 필요하다. 예를 들어, 합의 알고리즘에 따라 블록체인을 구성하는 컴퓨터 자원 (CPU 등) 중 일정 비율 이상을 차지하는 참가자(군)이 존재하는 경우, 그 참가자(군)가 사실상 블록체인의 관리 운영자가 되기 때문에, 의도적으로 대장을 변조할 위험이 있다.

또한, 고도의 비가역성이라는 특징 때문에 사후 수정이 어렵기 때문에 기술면·운용면 에서 잘못된 정보가 기록된 경우 수정 또는 취소 방법이나 대장에 기록하는 정보의 신뢰성에 대해서는 별도 검토가 필요하다.

【가용성】
● 주변 인프라 및 서비스 고려
● 참가자의 참여가 필요

【비가역성】
● 합의 알고리즘 채택에 따른 변조 가능성
● 기술이나 운용면의 수정 사항 발생 시, 대응 방안